Логика и методология развития естествознания

План лекции
Структура научного познания. Критерии и нормы научности
Логика и закономерности развития естествознания
Принципиальные особенности современной естественно-научной картины мира

Наука
Наука есть, прежде всего, систематизированное познание действительности, воспроизводящее ее существенные и закономерные стороны в абстрактно-логической форме понятий, категорий, законов, теорий и т.д.

Особенности научного познания
Систематичность
Доказательность (эмпирическая и логико-математическая)
Контроль над процедурой получения нового знания, т.е. фиксация методов
Строгость и однозначность языка описания реальности
Объективность и общеобязательность

Элементы структуры научного познания
Факты
Законы
Теории
Методы
Гипотезы
Научные картины мира
Эмпирический и теоретический уровни

Закон науки
Закон есть всеобщая, существенная, необходимая, устойчивая, повторяющаяся связь явлений или сторон какого-либо явления

Закон науки

Теория
Высшая форма организации научного знания, в которой при помощи некоторого множества законов более или менее полно описывается и объясняется какой-либо фрагмент реальности

Методы познания
Метод есть совокупность правил, приемов познавательной и практической деятельности, обусловленных природой и закономерностями исследуемого объекта.

Методы познания
Анализ - познавательная процедура мысленного (или реального) расчленения, разложения объекта на составные элементы.
Синтез - операция соединения выделенных в анализе элементов изучаемого объекта в единое целое.

Методы познания
Индукция - способ рассуждения или метод получения знания, при котором общий вывод делается на основе обобщения частных посылок.
Дедукция - способ рассуждения или метод движения знания от общего к частному, т.е. процесс логического перехода от общих посылок к заключениям о частных случаях.

Методы познания
Аналогия - прием познания, при котором наличие сходства, совпадение признаков нетождественных объектов позволяет предположить их сходство и в других признаках.
Абстрагирование - прием мышления, заключающийся в отвлечении от несущественных, незначимых для субъекта познания свойств и отношений исследуемого объекта с одновременным выделением тех его свойств, которые представляются важными и существенными в контексте исследования.

Эмпирические методы
описание
наблюдение
измерение
эксперимент

Гипотеза
Форма предположительного знания, для окончательного подтверждения или опровержения которого не хватает наличного практического опыта

Научная картина мира
Обобщенное представление об устройстве мира, создаваемое усилиями всех существующих на данный момент наук

Уровни научного познания

Критерии и нормы научности
универсальность, т.е. исключение любой конкретики - места, времени, субъекта и т.п.;
согласованность или непротиворечивость, обеспечиваемая дедуктивным способом развертывания системы знания;
простота; хорошей считается та теория, которая объясняет максимально широкий круг явлений, опираясь на минимальное количество научных принципов;
объяснительный потенциал;
наличие предсказательной силы.

Критерии и нормы научности
принцип верификации: какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту или высказываниям о нем, т.е. эмпирически проверяемо;
принцип фальсификации: критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость. Иначе говоря, только то знание может претендовать на звание "научного", которое в принципе опровержимо.

Границы возможностей науки
Ограниченность опыта
Несовместимость макроприроды человека и микро- и мега-масштабов его исследований
Инструментальный характер научного знания

Различия социально-гуманитарных и естественных наук

Различия социально-гуманитарных и естественных наук

Логика развития науки
Выявление логики развития науки означает уяснение закономерностей научного прогресса, его движущих сил, причин и исторической обусловленности. Современное видение этой проблемы существенно отличается от того, что господствовало, пожалуй, до середины нашего столетия. Прежде полагали, что в науке идет непрерывное приращение научного знания, постоянное накопление новых научных открытий и все более точных теорий, создающее в итоге кумулятивный эффект на разных направлениях познания природы. Ныне логика развития науки представляется иной: последняя развивается не непрерывным накоплением новых фактов и идей, не шаг за шагом, а через фундаментальные теоретические сдвиги, в один прекрасный момент перекраивающие дотоле привычную общую картину мира. Пошаговую логику неспешной эволюции науки сменила логика научных революций и катастроф.

Модель развития науки Т.Куна
Основные понятия:
Парадигма
Нормальная наука
Научная революция
Несовместимость парадигм

Модель развития науки Т.Куна
Научное сообщество на стадии научных революций создает научный образец (парадигму). Парадигма - это совокупность убеждений, ценностей, технических средств, принятых научным сообществом и обеспечивающих научную традицию.
Период господства той или иной парадигмы Кун обозначает понятием «нормальная наука». Этот период заканчивается, когда парадигма "взрывается" изнутри под давлением "аномалий" (проблем, неразрешимых в ее рамках). Наступает кризис, или революционный период, когда создаются новые парадигмы, оспаривающие первенство друг у друга. Кризис разрешается победой одной из них, что знаменует начало нового "нормального" периода, и весь процесс повторяется заново.

Модель развития науки Т.Куна
Принципиальная новизна модели Т.Куна:
Признание нелинейного характера развития научного знания
Подчеркивание роли иррационального момента знания (веры) в период смены парадигм (научных революций)

Модель развития науки И.Лакатоса
Основные понятия:
научно-исследовательская программа;
"жесткое ядро" исследовательской программы;
негативная эвристика ("защитный пояс" гипотез);
позитивная эвристика

Модель развития науки И.Лакатоса
Методология Лакатоса рассматривает рост "зрелой" (развитой) науки как смену ряда связанных исследовательских программ. Имре Лакатос обратил внимание на то, что обычно ученый имеет дело не с одной, а с целым семейством теорий, образующих научно-исследовательскую программу.
У теорий данной программы есть "твердое ядро" и "защитный пояс". Теории сопоставляют друг с другом. Рост научного знания совершается так: сначала разрушается защитный слой твердого ядра, а затем наступает черед и самого твердого ядра. Только тогда, когда будет разрушено твердое ядро программы, необходимым окажется переход от старой научно-исследовательской программы к новой.

Модель развития науки И.Лакатоса

Модель развития науки И.Лакатоса
ПОЗИТИВНАЯ И НЕГАТИВНАЯ ЭВРИСТИКИ - обуславливают смену программ нормативными правилами, предписывающими, какие пути наиболее перспективны для дальнейшего исследования ("положительная эвристика"), а каких путей следует избегать.
Согласно Лакатосу, в развитии исследовательской программы можно выделить две основные стадии - прогрессивную и вырожденную. На прогрессивной стадии "положительная эвристика" активно стимулирует выдвижение гипотез, расширяющих эмпирическое и теоретическое содержание. Однако в дальнейшем развитие исследовательской программы резко замедляется, ее "положительная эвристика" теряет эвристическую мощь

Модель развития науки И.Лакатоса
«... Программа считается прогрессирующей тогда, когда ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост, то есть когда она с некоторым успехом может предсказывать новые факты...; программа регрессирует, если ее теоретический рост отстает от ее эмпирического роста, то есть когда она дает только запоздалые объяснения либо случайных открытий, либо фактов, предвосхищаемых и открываемых конкурирующей программой...».
В результате получается, что главным источником развития науки выступает конкуренция исследовательских программ, каждая из которых имеет в свою очередь внутреннюю стратегию развития (позитивную эвристику). Этот "двойной счет" развития науки и обусловливает картину непрерывного роста научного знания.

Закономерности развития естественно-научного знания
Противоречивое единство эволюционности и революционности
Дифференциация и интеграция
Математизация и компьютеризация
Теоретизация
Фундаментация

Три глобальные научные революции
Аристотелевская
Ньютоновская
Эйнштейновская

Принципиальные особенности современной научной картины мира
Системность
Глобальный (универсальный) эволюционизм
Самоорганизация
Историчность

Системный подход
Основные понятия:
система, структура, элемент
Основная идея: при объединении элементов в систему, у них возникают новые (интегративные) свойства, не присущие каждому элементу по отдельности
Основные следствия:
- всеобщая взаимосвязь вещей и явлений;
- наличие особых форм движения на каждом структурном уровне организации материи;
- недопустимость научного редукционизма;
- принципиальное единство мира.

Глобальный эволюционизм
Глобальный (универсальный) эволюционизм –
признание невозможности существования материи, Вселенной в целом и всех ее элементов вне развития.
Все существующее – результат эволюции!
Плацдармы эволюционных идей ХХ века:
Теория большого взрыва
Концепция тектоники литосферных плит
Концепция предбиологической эволюции
Возникновение эволюционной химии

Синергетика – теория самоорганизации
Исходная проблема – ассиметрия процессов деградации и эволюции в живой и неживой природе
Главный мировоззренческий сдвиг синергетики:
процессы разрушения и «созидания» во Вселенной по меньшей мере равноправны
процессы «созидания» (нарастания сложности и упорядоченности) имеют единый алгоритм

Синергетика – теория самоорганизации
Синергетические системы обязаны удовлетворять следующим требованиям:
открытость
существенная неравновесность
выход из неустойчивого состояния скачком (в процессе типа фазового перехода) в качественно новое состояние с более высоким уровнем упорядоченности

Синергетика – теория самоорганизации
Самоорганизация – спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Осуществляется как гигантская коллективная флуктуация, при которой элементы системы начинают вести себя скоординированно, упорядоченно, хотя до этого пребывали в хаотическом движении.
В цикле развития две фазы:
плавная эволюция
скачки в точках бифуркации, причем выбор нового устойчивого состояния случаен