Процесс естественно-научного познания

 

Общие сведения. В основе естественно-научного познания окру- жающего мира лежит сложная творческая работа, включающая сочетаю- щиеся сознательные и подсознательные элементы. О важной роли под- сознательных элементов говорили многие выдающиеся ученые. В част- ности, А. Эйнштейн подчеркивал: «Нет ясного логического пути к науч- ной истине, ее надо угадать некоторым интуитивным скачком мышления». Особенности и специфика сознательных и подсознательных элементов придают индивидуальный характер решению разными учены- ми даже одной и той же естественно-научной проблемы. «И хотя предста- вители различных школ считают свой стиль единственно правильным, разные направления дополняют и стимулируют друг друга; истина же не зависит от того, каким способом к ней приближаться», — так считал со- ветский физик-теоретик академик А. Б. Мигдал (1911—1991).

Несмотря на индивидуальность и специфику решения научных задач, все же можно назвать вполне определенные правила научного познания:

— ничего не принимать за истинное, что не представляется ясным и отчетливым;

— трудные вопросы делить на столько частей, сколько нужно для их разрешения; начинать исследование с самых простых и удобных для по- знания вещей и восходить постепенно к познанию трудных и сложных;

— останавливаться на всех подробностях, на все обращать внимание, чтобы быть уверенным, что ничего не упущено.

 

Эти правила впервые сформулировал Рене Декарт, французский фи-

лософ, математик, физик и физиолог. Они составляют сущность метода Декарта, в одинаковой мере применимого как для естественно-научного, так и для гуманитарного познания.

Естественно-научные знания играют важную и определяющую роль в процессе познания. Так, английский физик Дж. К. Максвелл утверждал:

«Что касается материальных наук, то они кажутся мне прямой дорогой к любой научной истине... Сумма знаний берет значительную долю своей ценности от идей, полученных путем проведения аналогий с материаль- ными науками...»

Достоверность научных знаний. В процессе развития естествозна- ния всегда возникал и возникает вопрос: в какой мере можно доверять на- учным результатам, т.е. вопрос о достоверности научных результатов и качестве работы ученого. Приходится констатировать, что научная про- дукция на своем пути к истине переполнена ошибочными результатами. Вне зависимости от их характера и природы ошибочные результаты не только сдерживают поступательный процесс познания, но и могут в ряде случаев привести к авариям, катастрофам и трагическим последствиям. Например, относительно недавно американский космический аппарат для исследования Марса потерпел аварию. Причина ее в том, что компью- терные программы для управления тормозными двигателями и для расче-

та траектории составлялись с учетом разных единиц измерения тяги.

Иногда результаты исследований оказываются ошибочными не в том объективном смысле, что некоторые утверждения и представления со временем дополняются, уточняются и уступают место новым и что все естественно-научные экспериментальные результаты сопровождаются вполне определенной абсолютной ошибкой, а в гораздо более простом смысле, когда ошибочные формулы, неверные доказательства, несоот- ветствие фундаментальным законам естествознания и т.п. приводят к не- правильным результатам.

Для проверки качества научной продукции проводится ее контроль: экспертиза, рецензирование и оппонирование. Каждый из них направлен на определение достоверности научных результатов. Приведем некото- рые цифры, характеризующие эффективность контроля предлагаемых патентуемых материалов. В результате экспертизы 208 975 заявок на изо- бретения, поданных в Национальный совет изобретений США, выявлено, что всего лишь 8615 (около 4%) из них не противоречило здравому смыс- лу, а реализовано только 106 (менее 0,05%) заявок. Поистине, как у поэта:

«...изводит единого слова ради тысячи тонн словесной руды». До недав- него времени в отечественных академических и центральных отраслевых журналах после рецензирования публиковалась примерно одна из пяти представленных к публикации работ. Добросовестное оппонирование по-

 

 

зволяет существенно сократить поток несостоятельных кандидатских и

докторских диссертаций.

Вместе с тем следует признать, что экспертиза, рецензирование и оп- понирование далеки от совершенства. Можно привести не один пример, когда великие научные идеи отвергались как противоречащие общепри- нятым взглядам, — это и квантовая гипотеза Макса Планка (1858—1947),

и постулаты Нильса Бора (1885—1962) и др. Обобщая свой опыт участия

в научной дискуссии и оценивая мнения многих оппонентов, Макс Планк писал: «Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убе- ждения и обращения своих противников, редко бывает, что Саул стано- вится Павлом. В действительности дело происходит так, что оппоненты постепенно вымирают, а растущее поколение с самого начала осваивает- ся с новой идеей...» Научной полемики сознательно избегал Чарлз Дар- вин. Об этом на склоне своих лет он писал: «Я очень рад, что избегал по- лемики, этим я обязан Лейелю... [своему учителю] он убедительно сове- товал мне никогда не ввязываться в полемику, так как от нее не выходит никакого прока, а только тратится время и портится настроение». Одна- ко дискуссию по существу нельзя полностью исключать как средство постижения истины. Вспомним известное изречение: в споре рождается истина.

В науке и, в особенности, в естествознании есть внутренние механиз- мы самоочищения. Результаты исследований в областях, мало кому инте- ресных, конечно, редко контролируются. Достоверность их не имеет осо- бого значения: они все равно обречены на забвение. Результаты интерес- ные, полезные, нужные и важные волей-неволей всегда проверяются и многократно. Например, «Начала» Ньютона не были его первой книгой, в которой излагалась сущность законов механики. Первой была книга

«Мотус», подвергшаяся жесткой критике Роберта Гука. В результате ис-

правлений с учетом замечаний Гука и появился фундаментальный труд

«Начала».

Следует признать, что существующие способы контроля научной продукции малоэффективны, и для науки контроль не столь уж важен, может быть, в сущности и не нужен. Он нужен в большей степени обще- ству, государству, чтобы не тратить деньги на бесполезную работу иссле- дователей. Большое количество ошибок в научной продукции говорит о том, что приближение к научной истине — сложный и трудоемкий про- цесс, требующий объединения усилий многих ученых в течение длитель- ного времени. Около двадцати веков отделяют законы статики от пра- вильно сформулированных законов динамики. Всего лишь на десятке страниц школьного учебника умещается то, что добывалось в течение двадцати веков. Действительно, истина гораздо дороже жемчуга.

 

Истин а — предмет познания. Часто встречающееся утверждение: главная цель естествознания — установление законов природы, откры- тие скрытых истин — явно или неявно предполагает, что истина где-то уже существует в готовом виде, ее надо только найти, отыскать как некое сокровище. Великий философ древности Демокрит еще в V в. до н.э. го- ворил: «Истина скрыта в глубине (лежит на дне морском)». Что же озна- чает открыть естественно-научную истину в современном понимании? Это, во-первых, установить причинно-следственную связь явлений и свойств объектов природы, во-вторых, подтвердить экспериментом, опы- том истинность полученных теоретических утверждений и, в-третьих, определить относительность естественно-научной истины.

Одна из задач естествознания — объяснить явления, процессы и свойства объектов природы. Слово «объяснить» в большинстве случаев означает «понять». Что обычно подразумевает человек, говоря, напри- мер: «Я понимаю свойство познаваемого объекта». Как правило, это оз- начает: «Я знаю, чем обусловлено данное свойство, в чем его сущность и

к чему оно приведет». Так образуется причинно-следственная связь: при- чина — объект — следствие. Количественное описание такой связи слу- жит основой научной теории, характеризующейся четкой логической структурой и состоящей из набора принципов или аксиом и теорем со все- ми возможными выводами. По такой схеме строится любая математиче- ская теория. При этом, конечно, предполагается создание специального научного языка, терминологии, системы научных понятий, имеющих од- нозначный смысл и связанных между собой строгими законами логики. Так достигается математическая истина.

Истинный естествоиспытатель не должен ограничиваться теоретиче- скими утверждениями или выдвинутыми гипотезами для объяснения на- блюдаемых явлений или свойств. Он должен подтвердить их эксперимен- том, опытом и связать их с «действительным ходом вещей». Только так можно приблизиться к естественно-научной истине, которая, как теперь понятно, принципиально отличается от математической истины.

После проведения эксперимента, опыта наступает завершающая ста- дия естественно-научного познания, на которой устанавливаются грани- цы истинности полученных экспериментальных результатов или грани- цы применимости законов, теорий или отдельных научных утверждений. Результат любого эксперимента, как бы он тщательно не проводился, нельзя считать абсолютно точным. Неточность экспериментальных ре- зультатов обусловливается двумя факторами: объективным и субъектив- ным. Один из существенных объективных факторов — динамизм окру- жающего нас мира: вспомним слова Гераклита — «Все течет, все изменя- ется; в одну и ту же реку нельзя войти дважды». Другой объективный фактор связан с несовершенством технических средств эксперимента.

 

Эксперимент проводит человек, органы чувств и интеллектуальные спо- собности которого далеки от совершенства: errare humanum est — оши- баться свойственно человеку (известное латинское выражение) — это и есть субъективный фактор неточности естественно-научных результатов.

Выдающийся естествоиспытатель академик В. И. Вернадский (1863—1945) с уверенностью утверждал: «В основе естествознания ле- жат только научные эмпирические факты и научные эмпирические обоб- щения». Напомним: эмпирический подход основан на эксперименте и опыте как определяющих источниках естественно-научного познания. Вместе с тем он указывал и на ограниченность эмпирических знаний.

Теоретические утверждения без эксперимента носят гипотетический характер. Только при подтверждении экспериментом из них рождается истинная естественно-научная теория. Научная теория и эксперимент, или, в обобщенном представлении, наука и практика — вот два кита, на которых держится ветвистое древо познания. «Влюбленные в практику без науки словно кормчий, ступающий на корабль без руля или компаса; он никогда не уверен, куда плывет... Наука — полководец, а практи- ка — солдат», — так сказал Леонардо да Винчи (1452—1519).

Сформулируем три основных положения естественно-научного

познания: