Законы науки, способы их открытия и обоснования

Законы науки , с пособы их открытия и обоснования 1. Законы и их рол ь в научном исследовании. Открытие и формулировка законов составляе т важнейшую цель научного исследования : именн о с помощью законов выражаются существенные связи и отношения предметов и явлений объективного мира. Все предметы и явления реального мира наход ятся в вечном процессе изменени я и движения . Там , где на поверхности э ти изменения кажутся случайными , не связанным и друг с другом , наука вскрывает глубокие , внутренние связи , в которых отражаются у стойчивые , повторяющиеся , инвариантные отношения м ежду яв л ениями . Опираясь на законы , наука получает возможность не только объ яснять существующие факты и события , но и предсказывать новые . Без этого немыслима сознательная , целенаправленная практическая деятельно сть. Путь к закону лежит через гипотезу . Действитель но , чтобы установить существенн ые связи между явлениями , мало одних наблю дений и экспериментов . С их помощью мы можем обнаружить лишь зависимости между эм пирически наблюдаемыми свойствами и характеристи ками явлений . Таким путем могут быть откры ты только с р авнительно простые , та к называемые эмпирические законы . Более глубо кие научные или теоретические законы относятс я к ненаблюдаемым объектам . Такие законы с одержат в своем составе понятия , которые н ельзя ни непосредственно получить из опыта , ни проверить на опыте . Поэтому о ткрытие теоретических законов неизбежно связано с обращением к гипотезе , с помощью ко торой пытаются нащупать искомую закономерность . Перебрав множество различных гипотез , ученый может найти такую , которая хорошо подтвержд ается всеми извест н ыми ему фактам и . Поэтому в самой предварительной форме з акон можно охарактеризовать как хорошо подтве ржденную гипотезу. В своих поисках закона исследователь руководствуется определенной стратегией . Он стрем ится найти такую теоретическую схему или идеализир ованную ситуацию , с помощью кото рой он смог бы в чистом виде представ ить найденную им закономерность . Иными словам и , чтобы сформулировать закон науки , необходим о абстрагироваться от всех несущественных свя зей и отношений изучаемой объективной действи тельн о сти и выделить лишь связи существенные , повторяющиеся , необходимые. Процесс постижения закона , как и проце сс познания в целом , идет от истин неп олных , относительных , ограниченных к истинам в се более полным , конкретным , абсолютным . Это означает , что в проце ссе научного п ознания ученые выделяют все более глубокие и существенные связи реальной действительности. Второй существенный момент , который связа н с пониманием законов науки , относится к определению их места в общей системе теоретического знания . Законы с оставляют ядро любой н аучной теории . Правильно понять роль и зна чение закона можно лишь в рамках определе нной научной теории или системы , где ясно видна логическая связь между различными законами , их применение в построении дальнейш их выводов теории , хара к тер связи с эмпирическими данными . Как правило , вся кий вновь открытый закон ученые стремятся включить в некоторую систему теоретического знания , связать его с другими , известными уже законами . Это заставляет исследователя постоянно анализировать законы в к о нтексте более широкой теоретической системы. Поиски отдельных , изолированных законов в лучшем случае характеризуют неразвитую , доте оретическую стадию формирования науки . В совр еменной , развитой науке закон выступает как составной элемент научной теории , о тобр ажающей с помощью системы понятий , принципов , гипотез и законов более широкий фрагмент действительности , чем отдельный закон . В свою очередь система научных теорий и дис циплин стремится отобразить единство и связь , существующую в реальной картине мира. 2. Логико-гносеологический анализ понятия “на учный закон” Выяснив объективное содержание категории закона , необходимо ближе и конкретнее рассмот реть содержание и форму самого понятия “н аучный закон” . Предварительно мы определили н аучный закон как хорошо подтвержденную гипотезу . Но не всякая хорошо подтвержденная гипотеза служит законом . Подчеркивая тесную связь гипотезы с законом , мы хотим пр ежде всего указать на решающую роль гипот езы в поисках и открытии законов науки. В опытных науках не существует дру гого пути открытия законов , кроме пост оянного выдвижения и проверки гипотез . В п роцессе научного исследования гипотезы , противоре чащие эмпирическим данным , отбрасываются , а те , которые обладают меньшей степенью подтвержд ения , заменяются гипотезами , имеющи м и более высокую степень . При этом увеличени е степени подтверждения в значительной мере зависит от того , может ли быть гипоте за включена в систему теоретического знания . Тогда о надежности гипотезы можно судить не только по тем эмпирически проверяемым след с твиям , которые из нее не посредственно вытекают , но и по следствиям других гипотез , которые в рамках теории логически с ней связаны. В качестве примера можно показать , как с помощью гипотетико-дедуктивного метода Гал илей открыл закон свободного падения тел. Вначале он , как и многие его пр едшественники , исходил из интуитивно более оч евидной гипотезы , что скорость падения пропор циональна пройденному пути . Однако следствия из этой гипотезы противоречили эмпирическим д анным , и поэтому Галилей вынужден был отка з а ться от нее . Ему потребовалось около трех десятков лет , чтобы найти гипотезу , следствия которой хорошо подтверждались на опыте . Чтобы прийти к верной гипот езе , Кеплеру пришлось проанализировать девятнадца ть различных предположений о геометрической о рбите М арса . Вначале он исходил из простейшей гипотезы , согласно которой эта орбита имеет форму круга , но такое пр едположение не подтверждалось данными астрономич еских наблюдений . В принципе таков общий п уть открытия закона . Ученый редко сразу на ходит верную иде ю . Начиная с про стейших гипотез , он постоянно вносит в них коррективы и вновь проверяет их на о пыте . В науках , где возможна математическая обработка результатов наблюдений и эксперимент ов , такая проверка осуществляется путем сравн ения теоретически вычислен н ых значени й с фактическими результатами измерений . Имен но таким путем Галилей смог убедиться в правильности своей гипотезы и окончательно сформулировать ее в виде закона свободного падения тел . Этот закон , как и многие другие законы теоретического естеств о знания , представлен в математической форм е , что значительно облегчает его проверку и делает легко обозримой связь между вели чинами , которую он выражает . Поэтому мы во спользуемся им для того , чтобы уточнить по нятие закона , которое по крайней мере испо льзуе т ся в наиболее развитых отра слях современного естествознания. Как видно из формулы , закон свободного падения математически вы ражается с помощью функциональной зависимос ти двух переменных величин : времени t и пу ти S . Первую из этих величин мы принимаем в качестве независимо й переменной , или аргумента , вторую - зависимой пере менной , или функции . В свою очередь эти переменные величины отображают реальную взаимо связь таких с войств тела , как путь и время падения . Выбрав соответствующие еди ницы измерения , мы можем выразить эти физи ческие свойства или величины с помощью чи сел . Таким путем оказывается возможным подвер гнуть математическому анализу взаимосвязь между самыми различн ы ми по своей к онкретной природе физическими или другими сво йствами реальных предметов и процессов . Вся трудность при этом будет состоять не с только в том , чтобы найти подходящую матем атическую функцию для отображения зависимости между свойствами , сколько в том , чтобы обнаружить такую связь фактически . Инач е говоря , задача состоит в том , чтобы а бстрагироваться от всех несущественных факторов исследуемого процесса и выделить свойства и факторы существенные , основные , определяющие ход процесса . Действительно , и нтуити вно мы вполне можем допустить , что расстоя ние , пройденное падающим телом , зависит от его массы , скорости , а может быть , даже и температуры . Однако физический опыт не подтверждает эти предположения. Вопрос о том , какие факторы оказывают существенное в лияние на ход процесса , а от каких можно абстрагироваться , предс тавляет весьма сложную проблему . Ее решение связано с выдвижением гипотез и их пос ледующей проверкой . Рассуждая абстрактно , можно допустить бесконечное множество гипотез , в которых учитывалос ь бы влияние самы х различных факторов на процесс . Ясно , одн ако , что проверить все их экспериментально нет никакой практической возможности . Возвращая сь к закону свободного падения , мы видим , что движение падающего тела всегда проис ходит единообразным путем и зависит прежде всего от времени . Но в формуле закона встречаются также начальный путь , пр ойденный телом S 0 , и его начальная скорос ть V 0 , которые представляют ф иксированные величины , или парам етры. Они характеризуют первонача льное состояние движения каког о-либо конк ретного физического тела . Если известны эти начальные условия , то мы можем точно оп исать его поведение в любой момент времен и , т . е . в данном случае найти путь , пройденный падающим телом в течение любого промежутка времени. Возможность абстрагир ования законов д вижения из хаотического множества происходящих вокруг нас явлений , замечает известный амер иканский физик Е. Вигнер , основывается на двух обстоятельст вах . Во-первых , во многих случаях удается в ыделить множество начальных условий , которое сод ержит все то, что существенно для интересующих нас явлений . В классическом примере свободно падающего тела можно пренебречь почти вс еми условиями , кроме начального положения и начальной скорости : его поведение всегда бу дет одним и тем же , независимо от сте пени освещенности , наличия вблизи от н его других тел , их температуры и т . д . Не менее важное значение имеет то обстоятельство , чт о при одних и тех же существенных нач альных условиях результат будет одним и т ем же независимо от того , где и когда мы их реали зуем . Иначе говоря , абс олютное положение и время никогда не явля ются существенными начальными условиями . Это утверждение , продолжает Вигнер , стало первым и , может быть , наиболее важным принципом ин вариантности в физике . Не будь ее , мы б ы не могли открыват ь законы при роды . Существование устойчивых , постоянных инвариан тных отношений среди беспрестанно изменяющихся свойств , признаков и характеристик предметов и явлений служит основой для выделения или абстрагирования законов . При этом безразл ично , идет ли речь о свойствах отдел ьно взятого предмета или различных предметов . Как сами предметы , так и их свойства не остаются одинаковыми , они испытывают р азличные изменения , которые в естественных на уках описываются с помощью переменных величин . Как бы ни менялись св о йства и характеристики предметов и процессов , в их изменении всегда можно выделить некот орые устойчивые , постоянные отношения . Хотя ра сстояние , пройденное падающим телом , непрерывно изменяется с течением времени , отношение пу ти к квадрату времени остается пос тоянным . Эта постоянная величина представляет ускорение свободно падающего тела . В более общем , втором законе Ньютона ускорение изме няется пропорционально действующей силе : F == та, где F - сила , т - масса , а - ускорение. Однако и здесь отношение с илы к ускорению представляет величину постоянную , числен но равную массе тела. Все эти примеры показывают , что там , где возможно количественное измерение исследуе мых величи н , понятие закона выражает п остоянное , инвариантное отношение между переменны ми величинами , которое в свою очередь отоб ражает существование постоянных , устойчивых отнош ений между определенными свойствами , признаками и характеристиками реальных предметов и процессов . Такое уточнение является конкретизацией общего понятия закона в отн ошении к тем наукам , законы которых могут быть выражены на языке математики. Обратимся теперь к анализу ло гической структуры высказываний , выражающих законы науки . Первой , чаще всего бросающейся в глаза особенностью зак онов является их общность , или универсальност ь , в каком-либо отношении . Эта черта ясно видна при сопоставлении законов с фактами . В то время как факты являются единич ными утверждениями об отдельных в ещ ах и их свойствах , законы характеризуют ус тойчивые , повторяющиеся , общие отношения между вещами и их свойствами . В простейших сл учаях закон представляет обобщение эмпирически наблюдаемых фактов и поэтому может быть получен индуктивным путем . Но так обст о ит дело только с эмпирическими законами . Более сложные , теоретические законы возникают , как правило , из гипотез . Поэтому наиболее очевидным условием , чтобы гипотеза стала законом , является требование , чтобы эта гипотеза была хорошо подтверждена фактам и . О д нако хорошо подтвержденная ги потеза не обязательно выражает закон . Она может представлять и предсказание какого-либо отдельного явления или события и даже как ого-то нового факта . Вот почему необходимо внимательнее рассмотреть логическую форму тех высказыв а ний , которые называют зако нами науки. • Первый критерий , который относится скор ее к количественной характеристике высказываний , дает нам возможность отличать законы от фактов . Как мы уже отмечали , факты все гда выражаются с помощью единичных , утвержден ий , за коны же формулируются с помощью общих высказываний . В каком же смысле можно говорить об общности , или универсальн ости , высказываний ? В науке выделяют , по кр айней мере , три таких смысла , когда говоря т о высказываниях , выражающих ее законы. Во-первых , общнос ть , или универсальност ь , может относиться к понятиям или термина м , встречающимся в высказывании о законе . Такую общность называют концептуальной или по нятийной . Если все понятия , входящие в фор мулировку закона , являются общими , или универс альными , то и са м закон считаетс я универсальным . Эта особенность присуща наиб олее общим , универсальным и фундаментальным з аконам . К числу таких законов следует отне сти в первую очередь законы материалистическо й диалектики . Наряду с ними фундаментальными считают и многие з а коны прир оды , такие , как закон всемирного тяготения , сохранения энергии , заряда и другие . В фун даментальных законах все понятия являются уни версальными по объему , и поэтому в них не встречаются индивидуальные термины и ко нстанты . Так , закон всемирного тяг о тения устанавливает существование гравитацио нного взаимодействия между любыми двумя телам и во Вселенной . Но многие законы естествоз нания имеют форму частных , или экзистенциальн ых , утверждений . Поэтому в них наряду с универсальными терминами встречаются та к же и термины , характеризующие индивидуаль ные тела , события или процессы . Например , з а коны Кеплера , описывающие движение планет Солнечной системы , не относятся к фундамент альным , так как содержат в своем составе термины , обозначающие Солнце , планеты и н ек о торые частные константы . Законы геофизики отображают процессы , которые происход ят на Земле . Законы биологии относятся тол ько к живой материи , а законы психологии - к функ ционированию сознания . Мы не касаемся здесь статистических законов , начинающих играть все более существенную роль в совреме нной науке . Эти законы также не являются фундаментальными , поскольку они выражаются в форме экзистенциальных утверждений. Все приведенные примеры достаточно ясно показывают , что требование концептуальной , ил и понятийной , универсальности нельзя считать ни необходимым , ни достаточным условием з акона . Очень часто в законе вместе с у ниверсальными понятиями (терминами ) встречаются та кже термины частного или даже индивидуального характера . Строго универсальными и фундамент аль н ыми кроме законов материалистичес кой диалектики являются лишь некоторые законы физики и химии , в которых отображаются наиболее общие свойства материи . И все же признак общности , универсальности в каком-л ибо отношении представляет характерную черту всех за к онов . В противном случае нельзя было бы даже говорить о закон е как существенной , устойчивой , повторяющейся связи свойств и отношений реального мира . Эта общность может выражаться по-разному , начи ная от законов , имеющих строго универсальный или почти униве р сальный характер , и кончая законами , относящимися к доволь но узкой области явлений . Но какова бы ни была эта общность , тенденция к униве рсализации законов достаточно ясно прослеживаетс я в философской литературе и она помогает нам понять природу современно й науки. В связи с этим вполне целесообразно разделение законов на фундам ентальные и про изводные. Фундаментальные законы должны удовлетворять требованию концептуальной у ниверсальности : они не должны содержать никак их частных , индивидуальных терминов и конст ант , ибо иначе не смогут служить в качестве посылок для выводов . Производные законы можно вывести из фундаментальных вм есте с необходимой для этого дополнительной информацией , содержащей характеристику параметро в системы или процесса . Так , например , зако н ы Кеплера можно логически вывести из закона всемирного тяготения и основны х законов классической механики вместе с необходимой для этого эмпирической информацией о массах , расстояниях , периодах обращения пл анет и другими характеристиками. Второй смысл понят ия универсальности законов касается их пространственно-временной общности . Часто законы называют фундаментальным и или универсальными также потому , что они применяются к соответствующим объектам или процессам , независимо от времени и места . В физике и хими и к таким законам относят законы , являющиеся универсальны ми относительно пространства и времени . Как впервые подчеркнул выдающийся английский учены й Д.К . Максвелл , основные законы физики нич его не говорят об индивидуальном положении в пространстве и времен и . Они являются совершенно общими относительно простран ства и времени . Максвелл был твердо убежден в то м , что сформулированные им законы электромагн етизма в форме математических уравнений являю тся универсальными во Вселенной и поэтому выполняются и на Земле , и на други х планетах , и в космосе . В отличие от этого частные законы применимы лишь в определенной области пространства-времени . Признак пространственно-временной универсальности явно н е подходит , например , к законам геологии , б иологии , психологии и ко м ногим другим , которые действительны не всюду в п ространстве и времени , а лишь в тех ил и иных ограниченных областях . В связи с этим кажется целесообразным различать законы универсальные в пространстве и времени , региональные и индивидуальные. К универсальны м будут относиться законы физики и химии , имеющие фундаментальный харак тер . К региональным можно отнести многие з аконы биологии , психологии , социологии и други х наук . Такие законы выполняются лишь в более или менее ограниченных областях (реги онах ) простра н ства-времени . Наконец , инд ивидуальные законы отображают функционирование и развитие какого-либо фиксированного в простр анстве объекта с течением времени . Так , за коны геологии выражают существенные отношения процессов , происходящих на Земле . Даже многи е за к оны физики и химии , не говоря уже о биологии , по сути дела , связаны с изучением процессов , происходящих н а Земле . Третий смысл понятия универсальности зако на связан с возможностью кв антификации суждения , выражающего закон . Строго универсальные или фундаме нтальные законы , справедливые для всех частны х случаев их проявления , логически можно в ыразить с помощью высказываний с универсальны м квантором . Все производные и региональные законы , которые действительны лишь для опре деленного числа случаев , представляю т ся в форме высказываний с экзистенциальным квантором , или квантором существования . При этом для символической логики совершенно безр азлично , идет ли речь об одном или нес кольких и даже почти всех случаях закона . Экзистенциальный квантор постулирует возмож н ость , что существует по крайней мере один случай , для которого выполняетс я закон . Но такой абстрактный подход неаде кватно отражает положение дел в эмпирических науках , где высказывания , справедливые для большинства или почти всех случаев , часто рассматрив а ются как подлинные зако ны . Мы не говорим уже о статистических законах , которые относятся только к определ енному проценту случаев . Что касается самой логической структуры высказываний , выражающей з аконы науки , то вслед за Б . Расселом мн огие специалисты по л огике и ме тодологии науки представляют ее в виде об щей импликации. Иначе говоря , всякий закон науки с этой точки зрении можно рассматривать как условное высказывание с 'квантором общности . Так , например , закон теплового расширения тел символически можно пр едставить так : , где - зна к импликации , (х ) обозначает универсальный квантор , х - переменную , относящуюся к любому телу , А - свойс тво “бы ть нагретым” и В - свойство “расш иряться” . Словесно : для всякого тела х, если это х нагревается , то о но расширяется. Представление высказываний , выражающих законы в форме условного утверждения или , точнее , материальной импликации , обладает рядом преи мущест в . Во-первых , условная форма утвержде ний ясно показывает , что в отличие от простого описания реализация закона связана с выполнением определенных требований . Если им еются соответствующие условия , то закон реали зуется . Во-вторых , когда закон представлен в ф орме импликации высказываний , то в нем совершенно точно можно указать необ ходимые и достаточные условия реализации зако на . Так , для того чтобы тело расширилось , достаточно нагреть его . Таким образом , перв ая часть импликации , или ее антецедент Ах служит дос таточным условием для реализации ее в торой части , или консеквента Вх . В-третьих , условная фор ма высказываний , выражающих законы науки , подч еркивает важность конкретного анализа необходимы х и достаточных условий реализации закона . В то время как в формальны х на уках для установления правильности импликации достаточно чисто логических средств и мето дов , в эмпирических науках для этого прихо дится обращаться к исследованию конкретных фа ктов и ситуаций . Например , заключение о то м , что длина металлического стержн я увеличивается при его нагревании , вытек ает не из принципов логики , а из эмпир ических фактов , объясняемых соответствующей теори ей . Точное разграничение необходимых и достат очных условий осуществления закона побуждает исследователя искать и анализировать ф а кты , которые обосновывают эти условия. Поскольку импликация по сути дела пре дставляет логическую формализацию содержательных высказываний , то с нею связан также ряд трудностей , которые часто характеризуют как парадоксы импликации . В содержательных рассужде ниях посылки и заключение вывода одно типны по своей природе , поэтому кажутся ст ранными импликации типа : “Если у льва есть когти , то снег бел” . Равным образом ка жется неприемлемым положение о том , что ис тинное высказывание может быть получено из какого уго д но другого высказывания : и истинного и ложного . Между тем все эти импликации считаются правильными в л огике . Выход из этих трудностей многие исс ледователи ищут на путях модификации существу ющей формы импликации . Другие считают , что парадоксы не могут возн и кнуть в эмпирических науках , поскольку здесь фактиче ски не выводятся заключения из ложных пос ылок . Несмотря на эти трудности , представление законов науки в форме импликаций символи ческой логики позволяет выявить ряд их ос обенностей , которые остаются в тен и при других способах их выражения. Возможность представления законов науки в форме импликации высказываний отнюдь не означает того , что все импликации выражают законы . Существует бесчисленное множество униве рсальных условных высказываний , которые могут быт ь представлены как импликации , тем не менее не являющихся законами . Вся труд ность возникающей здесь проблемы состоит в том , чтобы найти критерии , с помощью кот орых можно было бы отличать подлинные зак оны от универсальных высказываний случайного типа. В пос ледние десятилетия за рубежо м появилась обширная литература , посвященная этой проблеме . Нельсон Гудмэн считает отличит ельной особенностью законов науки то , что из них могут быть выведены условные контр афактические высказывания . Такие высказывания опи сываю т не то , что фактически про изошло в действительности , а то , что могло бы произойти , если бы этому не помеша ли некоторые обстоятельства . Так , например , выс казывание : “Если бы я не держал камень в руке , то он упал 'бы на землю” - будет условным контрафактически м . .Мы верим в .него по тому , что оно опирается на закон свободног о падения тел . Закон может быть выражен явно или подразумеваться , но он всегда предполагается при обосновании условных контрафа ктических высказываний. В отличие от высказываний , выражающих за коны науки , из универсальных высказыван ий случайного характера нельзя вывести обосно ванные условные контрафактические утверждения . Та к , например , из высказывания : “Все монеты в моем кармане - медные” - вовсе не сл едует утверждение : “Если бы эта монета леж а ла в моем кармане , то она была бы медной” . Между веществом монеты и ме стом ее нахождения не существует необходимой связи . Вот почему универсальные высказывания , отличные от законов , обычно характеризуют как случайные. Необходимый характер реальных связей и отношений , отображаемых в законах науки , в конечном итоге обусловливает отличие з аконов от случайных универсальных высказываний . Так , например , Э . Нагель в монографии “С труктура науки” отмечает , что высказывание о законе содержит в себе известный элемент необходимости . Приведя в качестве иллюстрации закон : “Медь при нагревании расширяется”, - он замечает , что это высказывание называют законом пр ироды не только потому , что никогда не может существовать какого-либо куска нагретой меди , который бы не расширял ся . Су ществование такого куска “физически невозможно” : нагревание меди с “физической необходимость ю” вызывает его расширение . Г . Мельберг , ан ализируя отличие универсальных высказываний случ айного характера от законов , в своей книге “Сфера науки” замечает, что “перв ым не хватает качества необходимости , часто ассоциируемой с научными законами” . Возникает вопрос : о какой необходимости идет речь , когда говорят о законе ? Нагель склоняетс я к мысли , что рассматриваемая необходимость должна иметь логический характ е р , хотя и признает , что эта точка зрения “приводит к серьезным трудностям” . Действите льно , в таком случае отрицание закона долж но приводить к логическому противоречию , чего на самом деле не происходит . Самое гл авное - подо бный взгляд делает излишними эмпир ические исследования , ибо если необходимость законов природы отождествляется с логической необход имостью , то для ее установления достаточно чисто логических средств и методов . Все это показывает , что необходимость , присущая законам природы , носит другой х а ра ктер . Не случайно поэтому целый ряд зарубе жных логиков предпринял попытку проанализировать ее с помощью понятий и методов логик и модальностей , условных контрафактических высказ ываний и номологических утверждений . О контра фактических высказываниях мы уже гово рили . В модальной логике наряду с логическ ой необходимостью исследуются другие типы нео бходимости , и в частности каузальная необходи мость , обычно связываемая с законами науки . Номологические утверждения были введены в логику науки Г . Рейхенбахом специ а льно для характеристики высказываний , выражающих законы природы . Попытаемся в самом общем виде оценить эти новые подходы к про блеме определения законов науки. Р . Карнап в своей последней книге “Философские основания физики” предложил следующ ий способ для о тличия законов науки от универсальных высказываний случайного харак тера. Во-первых , он делит все высказывания н а два класса : 1) утверждения , имеющие форму основного закона , или номическую форму , и 2) утверждения , не обладаю щие такой формой . Различие между ними может быть установлено чисто логическими м етодами , исключительно на основе анализа формы утверждений . Ч тобы стать подлинным законом , высказывание , кр оме номической формы , должно быть еще исти нным . Поэтому Карнап определяет “основной зак он природы как утверждение , имеющее номи ческую форму и в то же время истинное ” . Во-вторых , он предлагает называть каузально истинным люб ое утверждение , которое представляет логическое следствие класса всех основных законов . Есл и это утверждение является универсальным по форме , то оно будет законом , либо основным , либо производным . С этой точки зрения , различие между производными законами и универсальными высказываниями случайного хар актера будет сводиться к тому , что первые представляют логическое следствие основных з ако н ов , вторые - нет . Однако , как мы уже видели , далеко не все неосновные законы могут быть выведены из основных . Главная же трудность состоит в том , чтобы дать точное определение основного закона исходя только из анализа его логической формы . Сам Карнап вынуж ден признать , что э та проблема еще далека от разрешения . Поэт ому подход , указанный им , представляет в л учшем случае программу дальнейшего исследования , которая , на наш взгляд , не может быть успешной без учета гносеологической характер истики и методологиче с кой функции закона. Интересную попытку формализации высказываний , выражающих законы науки , предпринял Г . Ре йхенбах . Он считает , что обычная , аналитическая импликация символической логики скорей подхо дит для выражения отношений между структурным и формами в математике . Такая импликация может быть установлена без обращения к анализу конкретного , эмпирического содержания е е терминов . В физике , однако , приходится об ращаться к другой форме импликации , которая имеет место “между предложениями , обладающими специфи ч еским (частным ) эмпирическим значением , и установление которой в любом частном случае связано с опытом” . Так , закон тепловог о расширения не может быть получен из логического анализа значения терминов , встречаю щихся в этом законе , таких , как “тело” , “темпер атура” , “расширение” . Эта синтетическа я импликация , по мнению Рейхенбаха , может служить средством для выражения законов приро ды . Хотя ее правильность и не имеет та втологического характера , а детерминируется опыто м , тем не менее она является универсально и с тинной. Все импликации , выражающие законы , Рейхенб ах называет номологическими. Аналитические номологические импликац ии , представляющие всегда истинные формулы , ил и тавтологии , выражают законы логики . Они являются формализацией логического следования . Фи зич еское же следование , по мысли Рейхе нбаха , формализуется посредством синтетической но мологической импликации . Именно в виде такой импликации выражаются законы природы , будь то законы физики , химии или биологии . То чка зрения , развиваемая Рейхенбахом , интере с на в том отношении , что она ясно показывает неадекватность обычного предст авления законов науки в форме общей импли кации символической логики. Существенный недостаток многих зарубежных исследований , посвященных проблеме закона , сост оит в том , что они сосредоточивают все внимание поч ти исключительно на анализе логической структ уры высказываний , выражающих законы . Между тем для определения закона и его роли в науке не менее важными являются его гносеологический анализ и та методологич е ская функция , которую он осуществляет в общей системе научного знания. В методологическом отношении важнейшее тр ебование , предъявляемое к гипотезе , чтобы она стала законом , состоит в возможности ее отнесения к некоторой теории . Этот призна к позволяет отлич ать обобщения , которые делаются в обыденном познании и даже н а эмпирической стадии исследования , от подлин ных законов науки . По своей логической фор ме эмпирические обобщения представляют универсал ьные высказывания , но их надежность и позн авательная ценнос т ь сравнительно неве лики , ибо они остаются обособленными , изолиров анными утверждениями . Другое дело - законы науки . В ра звитых науках законы объединяются в единое целое в рамках определенной теории , предста вляющей систему взаимосвязанных принципов , законов и гипо тез . Благодаря логической связи между отдельн ыми компонентами теории становится возможным выводить производные законы из основных , а эмпирические - из теоретических. Важность рассматриваемого требования станет ясной , если учесть , что включение хорошо п одтвержденной гипотезы в рамки неко торой научной теории еще в большей мере повышает ее надежность . Если гипотеза войде т в состав теории , тогда о ее подтверж дении , как мы уже отмечали , можно будет судить не только по непосредственно относя щимся к ней факта м , но и фак там , подтверждающим другие утверждения теории , логически связанным с гипотезой. Законы науки вместе с другими принцип ами , утверждениями и гипотезами представляют определенную систему , построенную на основе н екоторой иерархии , согласно которой мен ее общие по форме и логически более сла бые по содержанию законы выводятся из зак онов более общих и логически более сильны х . На эмпирической стадии исследования выявля ются отдельные обобщения и открываются эмпири ческие законы . Однако процесс исследования н а этом , естественно , не останавливает ся . Отдельные , в первое время кажущиеся из олированными эмпирические законы стараются вывес ти из теоретических , а менее общие - из более об щих . Именно в этих целях и становится необходимым обращение к научной теории , в ра мках которой , строго говоря , и оказы вается возможным осуществить логическую дедукцию одних законов из других вместе с нео бходимой для этого дополнительной информацией. 3. Эмпиричес кие и теоретические законы Классификация научных законов может произ водиться по самым различным признакам и ли , как принято говорить в логике , основан иям деления . Наиболее естественной кажется кл ассификация по тем областям действительности , к которым относятся соответствующие законы . В естествознании такими областями являются отд е л ьные формы движения материи или ряд связанных между собой форм . Так , н апример , механика исследует законы движения т ел под воздействием сил , физика - закономерности мо лекулярно-кинетических , электромагнитных , внутриатомных и других процессов , которые в сово к упности и составляют физическую форму движени я материи . Биология занимается изучением спец ифических законов органической жизни . Биофизика исследует закономерности физических процессов в живых организмах , а биохимия - химические осо бенности этих процессов. Социальные или гуманитарные науки изучают закономерности тех или иных сторон или явлений развития о бщества. Классификация законов по формам движения материи по сути дела совпадает с общ ей классификацией наук . И хотя она весьма существенна как отправной пу нкт анал иза , но нуждается в дополнении классификациям и , выделяющими те или иные гносеологические , методологические и логические особенности и признаки научных законов. Из других классификаций наиболее важными нам представляются классификации по уровню абст рактности понятий , используемых в законах , и по типу самих законов . Первая из них основана на делении законов н а эмпирические и теоретические . Эмпирическими законами принято называть законы , которые под тверждаются наблюдениями или специально поставле нными экспериментами . Большинство наших повседневных наблюдений приводит нас к инд уктивным обобщениям , которые во многом аналог ичны эмпирическим законам науки . Так же ка к и последние , эти обобщения относятся к таким свойствам , которые можно воспринимать с помощ ь ю органов чувств . Одн ако эмпирические законы науки являются горазд о более надежными , чем простые обобщения п овседневного опыта . Это объясняется тем , что законы чаще всего устанавливаются с помощь ю экспериментов и с использованием специально й измерительной техники , благодаря чем у обеспечивается значительно большая точность при их формулировке . На развитой стадии науки отдельные эмпирические законы связываютс я в единую систему в рамках теории , а самое важное - они могут быть логически выведены из более общих теоретических законов. С теоретико-познавательной точки зрения и меется , однако , один общий признак , который присущ как эмпирическим законам , так и индуктивным обобщениям повседневного опыта : и те и другие имеют дело с чувственно п ознаваемыми свойствами пре дметов и явлени й . Вот почему в литературе эмпирические за коны часто называют законами о наблюдаемых объектах . При этом термин “наблюдаемый” рассматривается в достаточно широком объеме . К наблюдаемым об ъектам относят не только те предметы и их свойства , кот орые воспринимаются неп осредственно с помощью органов чувств , но и опосредованно - с помощью различных приборов и инс трументов . Так , звезды , наблюдаемые в телескоп , или клетки , которые изучаются с помощью микроскопа , считаются наблюдаемыми , в то время как молекулы , атомы и “элементарны е” частицы относят к объектам ненаблюдаемым : об их существовании мы заключаем по косвенным свидетельствам. По мнению Р . Карнапа , эмпирические зак оны “представляют собой законы , которые содер жат либо непосредственно наблюдаемые термин ы , либо измеряемые сравнительно простой техни кой” . Другими с ловами , понятия или термины , встречающиеся в этих законах , относятся к таким свойствам и отношениям , которые могут быть установлен ы на стадии эмпирического исследования . Такие исследования предполагают не только си стематические наблюдения , но и измерения и специально поставленные эксперименты. Исследователь многократно наблюдает определе нную повторяемость , регулярность в природе , ус танавливает зависимость между некоторыми свойств ами предмето в и явлений , ставит экспер именты и проводит измерения и таким путем приходит к открытию эмпирического закона . Подобным образом были найдены , например , из вестные из физики законы Бойля - Мариотта , Гей-Люссака и Шарля , которые устанавливают зависимость меж ду д авлением , объемом и температурой г азов . Правда , уже здесь приходится обращаться к гипотезе и абстракции , чтобы отделить существенные факторы от несущественных и вводить необходимые упрощения и идеализации . Но во всех этих законах речь идет о действительно наблюдаемых и измеряе мых свойствах газов . Самое же главное сост оит в том , что все эти законы устанавл ивают лишь функциональную связь между свойств ами , но не объясняют , почему она существуе т . Так , закон Бойля - Мариотта определяет , чт о давление газа обратн о пропорциона льно его объему , но не объясняет природу этой зависимости. Чтобы понять ее и , следовательно , объя снить эмпирические законы , мы вынуждены обрат иться к теоретическим законам , которые в немарксистской литературе часто называют законами о ненаблюда емых объе ктах . Так , для объяснения вышеупомянутых закон ов о газах мы обращаемся к принципам и законам молекулярно-кинетической теории , которые опираются на представления о существовании и движении таких мельчайших частиц вещес тва , как молекулы . Особенностя ми движения молекул при различных состояниях в конеч ном итоге и объясняют эмпирические законы о газах . Например , обратная пропорциональность между объемом и давлением газа объясняет ся тем , что при уменьшении объема возраста ет интенсивность удара молекул о с тенки сосуда , в котором заключен газ . Бесч исленное множество таких микроэффектов видимым образом проявляется как увеличение давления газа на стенки сосуда. Нередко в литературе по методологии н ауки существенное отличие эмпирических законов от теоретически х сводят обычно к о тличию между объектами наблюдаемыми и ненаблю даемыми , такими , как молекулы , атомы и т . п . частицы . Такой взгляд имеет определенные основания , в частности в физике , где при характеристик е теоретических законов обращаются к терминам , котор ые относятся к ненаблюдаемым об ъектам . Но фактически все теоретические понят ия - идет ли речь о понятиях математики , естествознан ия или социальных наук - отображают ненаблюдаемые в р еальной действительности объекты . На самом де ле , ни понятие прямой в геоме трии , ни математического маятника в механике , ни силы тока в физике , ни понятие стоимост и в политической экономии нельзя созерцать чувственно . В лучшем случае мы можем на блюдать некоторые проявления свойств , фиксируемых в указанных понятиях . Так , о силе т о ка мы судим по показаниям ам перметра , стоимость товаров обнаруживается при обмене и т . д . Все это свидетельствует о том , что отличие теоретических законов от эмпирических проявляется прежде всего в характере тех методов , которые используются для их открыт и я. Эмпирические законы , как показывает само их название , обнаруживаются на опытной , э мпирической стадии исследования . В этих целях наряду с наблюдением и экспериментом обр ащаются , конечно , и к теоретическим методам , таким , как индукция и вероятность , вмест е с соответствующей математической техник ой. Теоретические законы никогда не могут быть открыты с помощью индуктивного обобще ния частных фактов и даже существующих эм пирических законов . Причина этого состоит в том , что они имеют дело не с чувств енно воспри нимаемыми свойствами вещей и явлений , а с глубокими внутренними механи змами процессов . Здесь мы должны внести ут очнение в прежнюю формулировку , где различие между теоретическими и эмпирическими законам и сводилось к различию методов , используемых для откры т ия законов . Фактически , при более глубоком анализе оказывается , что само это различие имеет свои объектив ные основания в степени проникновения в с ущность исследуемых процессов . Поэтому соотношени е между теоретическими и эмпирическими закона ми можно рассма т ривать как выраже ние отношения между сущностью и явлением. Теоретические законы проявляются через эм пирические , с их помощью они получают свое подтверждение и эмпирическое обоснование . В свою очередь эмпирические законы могут б ыть объяснены и поняты только на ос нове теоретических . Такое объяснение очень ча сто сводится к логической дедукции эмпирическ ого закона из теоретического вместе с нео бходимой для этого дополнительной информацией . Все это дает нам основание утверждать , что теоретический закон по отнош е нию к эмпирическому выступает как сущность к явлению . Такое же отношение существует и между эмпирическим законом и теми фа ктами , которые он систематизирует и объясняет. Возникает вопрос : в какой связи находя тся сущности , выражаемые с помощью эмпирическ ого и теоретического законов ? Характеристика закона как отражения “существенного в дв ижении универсума” поможет нам разобраться в этой связи , а также в гносеологическом отличии эмпирических законов от теоретических. По отношению к отдельным , конкретным , частны м фактам и эмпирические и теоре тические законы выступают как сущности явлени й . Однако сущность , выражаемая в теоретическом законе , имеет более глубокий характер , иб о по отношению к частным фактам она п редставляет сущность второго порядка , в то время как э м пирические законы выступают для них сущностью первого порядка . “...Закон и сущность, - указывает В . И . Ле нин, - понятия одно родные (однопорядковые ) или вернее , одностепенные , выражающие углубление познания человеком яв лений , мира etc”. Поскольку теоретический закон по отношению к эмпирическому выступает , как сущн ость к явлению , то его открытие не мож ет быть достигнуто на эмпирической стадии исследования . Какое бы количество эмпирической информации мы ни имели , в том числе и информации , сконденсированной в эмпи р ических законах , непосредственно с их помощью мы не можем открыть теоретический закон . Для этого необходим скачок от эм пирии к теории . Ученый строит догадки , дел ает предположения , выдвигает гипотезы и тщате льно проверяет их на опыте , пока не пр идет к уста н овлению закона. Не существует никакого чисто логического пути от фактов к закону . И это вп олне понятно , ибо “если бы форма проявлени я и сущность вещей непосредственно совпадали , то всякая наука была бы излишня...” . Но без эмпирической информации невозможно было бы проверить как эмпирические , так и теоретические законы . Связь эмпирических законов с фактами довольно ясна : по сути дела эти законы систематизируют и объясн яют факты . Подобным же образом теоретические законы связывают в единое целое эмпириче ские з аконы и объясняют их . Тако е объяснение принимает форму вывода эмпиричес ких законов из теоретических . Конечно , непосре дственно вывести эмпирический закон из теорет ического невозможно , так как эмпирические пон ятия , или термины , не встречаются при форм улиров к е теоретических законов , ибо последние имеют дело с ненаблюдаемыми , абст рактными объектами , свойствами и величинами . Э мпирические же законы выражают связи между наблюдаемыми , конкретными предметами , свойствами и величинами . По этой же причине теорет ически е понятия , или термины , в п ринципе не могут быть определены или свед ены к эмпирическим . Вот почему оказались б есплодными усилия позитивистов Венского кружка перестроить всю науку с помощью редукции всех теоретических понятий и законов к эмпирическим термин а м и законам. В каком же смысле мы можем тогда говорить о выводе эмпирических законов и з теоретических ? Для такого вывода необходимо прежде всего установить связь между теор етическими и эмпирическими терминами . Поскольку теоретический термин нельзя определи ть с помощью эмпирического , то речь может идти только об установлении определенного соо тветствия между ними . Между тем в литерату ре по методологии и логике науки нередко можно встретить утверждения о возможности операционального определения теоретических п онятий (П . Бриджмен ) или установления “ соотносительных определений” (Г . Рейхенбах ). В д ействительности же ни о каком определении теоретических понятий с помощью эмпирических говорить здесь не приходится . Пожалуй , ближе всего связь между теоретическими и э м пирическими терминами может быть пояснена с помощью представлений о словаре и интерпретации . В самом деле , когда м ы истолковываем среднекинетическую энергию молек ул газа как его температуру , то по сут и дела переводим или интерпретируем эмпиричес ки ненаблю д аемый термин - кинетическую э нергию молекул - посредством эмпирического термина - температуры . Те мпература тела может не только восприниматься на ощупь , но и точно измерена . А э то имеет немаловажное значение для определени я тех параметров , которые встречаю тся в уравнениях , связывающих между собой величин ы , относящиеся к ненаблюдаемым объектам . В противном случае мы не имели бы никакой возможности проверить теоретические законы. Соотношение между теоретическими и эмпири ческими законами во многом аналогично о тношению между абстрактными геометрическими системами и интерпретированными , или конкрет ными , геометриями . Изучая геометрию Евклида в школе , мы обычно связываем с такими е е основными понятиями , как “точка” , “прямая” и “плоскость” , определенные пространств е нные представления . Так , точку можно п редставлять в виде крохотного пятнышка на бумаге , прямую линию - как путь светового луча в пустоте или же тонкую натянутую нить , п лоскость - к ак идеально ровную поверхность . Все эти об разы представляют лишь интерпретац ии осно вных понятий геометрии , но отнюдь не их определения . С равным успехом мы могли бы избрать в качестве таких интерпретаций объекты совершенно другого рода : например , т очку определить с помощью трех действительных чисел , прямую - с помощью линейного ур авнения и т . д . Важно , чтобы свойства рассматр иваемых объектов удовлетворяли соответствующим а ксиомам геометрии . Вот почему в абстрактной геометрии хотя и пользуются терминами “точ ка” , “прямая” и “плоскость” , но не связыва ют с ними каких-либо конкретных о б разов , а тем более не определяют о сновные геометрические понятия с помощью этих образов. Аналогичное положение существует и в наиболее развитых отраслях естествознания . Здесь также теоретические термины связываются с эмпирическими , с той , однако , существен н ой разницей , что для интерпретации теоретичес ких терминов мы должны располагать знанием о конкретном механизме связи между ненаблю даемыми объектами теории . Действительно , для т ого чтобы установить соответствие между средн ей кинетической энергией молекул г а за и его температурой , мы должны допустить существование мельчайших частиц газа - молекул и д ополнительно к этому руководствоваться определен ными гипотезами о характере движения этих частиц . Конечно , на первых порах теоретическ ие модели оказываются весьма приближенными . Так , например , молекулы первоначально уподобл яли биллиардным шарикам , а законы их столк новения сводили к механическим законам удара идеально упругих тел . Постепенно , по мере того , как обнаруживалось несоответствие межд у предсказаниями теор и и и результ атами опыта , вносились уточнения и исправлени я в теоретические представления и таким о бразом достигалось лучшее описание и объяснен ие соответствующих явлений. Развитие естествознания со всей убедитель ностью свидетельствует о том , что переход от многочисленных эмпирических обобщений и законов к сравнительно небольшому числу фундаментальных теоретических законов и принципо в содействует более углубленному и адекватном у постижению сущности исследуемых явлений . Од новременно с этим происходит также ко н центрация информации об этих явлениях . Вместо многих десятков и даже сотен ра зличных обобщений и эмпирических законов наук а открывает несколько теоретических законов ф ундаментального характера , с помощью которых оказывается возможным объяснить не только с о тни эмпирических законов , но и огромное количество самых разнообразных фактов , которые на первый взгляд кажутся соверше нно не связанными друг с другом . Так , н апример , когда Ньютону с помощью законов д вижения и гравитации удалось связать воедино движение з е мных и небесных т ел , то тем самым было покончено с преж ними представлениями о делении мира на “з емной” и “небесный” , подчиняющихся якобы сове ршенно различным законам. Поиски фундаментальных теоретически х законов характеризуют стремление к познанию взаимосвязи и единства материального мира . Самая главная трудность , с которой здесь встречаются ученые , сост оит в том , чтобы найти такие общие при нципы , из которых с помощью некоторых прав ил соответствия можно вывести логически эмпир ически провер яемые законы . Этой цели в значительной мере были посвящены усилия А . Эйнштейна в последние десятилетия его ж изни . Стремление установить связь между элект ромагнетизмом и гравитацией привело его к . идее создания едино й теории поля . Однако до сих пор основ ным недостатком этой теории продолжает оставаться то , что с ее помощью не уда лось вывести какие-либо эмпирически проверяемые законы . Такие же недостатки присущи попытка м создания единой теории материи , предприняты м В . Гейзенбергом в последние годы . Однако эт и неудачи не обескураживают исследователей , ибо они сознают необычайную с ложность самой проблемы. 4. Динамичес кие и статистические законы Если основой дихотомического деления зако нов на теоретические и эмпирические является их различное отношение к опыту , т о другая важная их классификация основывается на характере тех предсказаний , которые вы текают из законов . В законах первого типа предсказания носят точно определенный , одноз начный характер . Так , если задан закон дви жения тела и известны его положение и ск о рость в некоторый момент вр емени , то по этим данным можно точно о пределить положение и скорость тела в люб ой другой момент времени . Законы такого ти па в нашей литературе называют динамическими . В зарубежной литературе их чаще вс его именуют детерминистическ ими законами , хотя такое название , как мы увидим ниже , вызывает серьезные возражения. В законах второго типа , которые получи ли название статистических, предсказания могут быть сделаны лишь вероятностным образом . В таких законах исследуемое свойство , призна к или хар актеристика относятся не к каждому объекту или индивидууму , а ко всему классу , или популяции в целом . Так , когда говорят , что в данной партии продукции 90% изделий отвеча ет требованиям стандартов , то это вовсе не означает , что каждое изделие облад ает 90% качество м . Само выражение в процентах показывает , что речь здесь идет лишь о некоторой части или пропорции из общего числа издел ий , которые соответствуют стандарту . Об отдель ном же изделии без дополнительного исследован ия мы не можем заранее сказат ь , яв ляется оно качественным или нет . Этот элем ентарный пример достаточно ясно иллюстрирует основную особенность всех статистических законов , предсказания которых относительно отдельных индивидуумов или случаев имеют неопределенный характер . Именно эта не о пределеннос ть и заставляет исследователя вводить вероятн остные понятия и методы для определения и оценки исхода индивидуальных событий массово го случайного типа. Уже классическая концепция вероятности , нашедшая наиболее полное выражение в трудах П . С . Лапл аса , дает возможность оценивать исходы простейших массовых событий случайного характе ра . В этой концепции вероятность интерпретиру ется как “отношение числа случаев благоприятс твующих к числу всех возможных случаев” . При этом , конечно , предполагается , что р азличные случаи являются равновозможными . Однако такая интерпретация имеет довольно ограниченную област ь применения . Действительно , равновозможных событи й , о которых говорится в вышеприведенном о пределении вероятности , может просто не быть . Азартные игры, которые исторически явились первой моделью для применения и разработки классической концепции вероятности , специально организованы таким образом , что их исходы являются одинаково возможными , или симметричными . Если , например , игральная кость изготовлена д о статочно тщательно , т о при ее бросании выпадение любого числа очков от 1 до 6 является одинаково возможным . Поскольку в данном примере имеется шесть равновозмож ных случаев , благоприятствующим же является к акой-то один случай , то его вероятность бу дет равна 1/6. По такой же схеме подсчитывается в ероятность событий , которые можно свести к равновозможным . Иногда это не удается сдела ть даже в сравнительно простых примерах . Т ак , если ту же игральную кость изготовить с дефектами , тогда выпадение каждой грани не б удет равновозможным . Еще более противоречащими классической концепции являются примеры , взятые из физической , биологической и социальной статистики . Допустим , что вероя тность того , что данное вещество из радиоа ктивного материала будет испускать -частицу , равна 0,0374. Ясно , что этот результат никак нельзя представить по схеме равновозможных событий . Тогда нам пришлось бы допустить 10000 равновозможных исходов , из ни х только 374 считались бы благоприятствующими . В дей ствительнос ти же здесь имеются лишь д ве возможности : либо в следующую секунду в ещество испустит частицу , либо нет . Чтобы преодолеть подобные трудности , защитники классиче ской концепции широко использовали так называ емый принцип недостаточного осн ования , или одинаково го распределения нез нания. Согласно этому принципу , два события считаются равновероятными , если у нас не имеется основания для предпол ожения , что одно из них осуществится скоре е , чем другое . Поскольку же в качестве основания зачастую здесь выступало состоя ние знаний познающего субъекта , то само по нятие вероятности лишалось своего объективного значения. Частотная , статистическая или , как ее иногда называют , эмпирическая концепц ия вероятности исходит не из наперед зада нной , жесткой схемы равновозможных событи й , а из действительной оценки частоты появ ления того или иного события при достаточ но большом числе испытаний . В качестве исх одного понятия здесь выступает относительная частота появления того или иного признака , характеристики , свойства , которые принято н азывать событиями в некотором множестве или пространстве событий . Поскольку относите льная частота определяется с помощью некоторо й эмпирической процедуры , то рассматриваемую вероятность иногда называют еще эмпирической . Это не означает , что само теоретиче с кое понятие вероятности в ее статисти ческой или частотной интерпретации можно опре делить непосредственно опытным путем . Как мы уже отмечали в предыдущей главе , никакого операционального определения для статистической вероятности дать нельзя , ибо помимо эм п ирической процедуры при ее опред елении мы обращаемся к теоретическим допущени ям . В самом деле , осуществив те или ины е наблюдения или эксперименты , мы можем то чно подсчитать , сколько раз интересующее нас событие встречается в общем числе всех испытаний . Эт о отношение и будет представлять относительную частоту данного с обытия : , где m означает число появлени й данного события , а п - число всех испытаний . Хотя указанное отнош ение м ожет принимать самые различные численные знач ения , тем не менее , как показывает практик а , для весьма широкого класса случайных ма ссовых событий оно колеблется вокруг некоторо го постоянного значения , если число наблюдени й или экспериментов будет дост а то чно велико . Таким образом , тенденция к уст ойчивости частот обширного класса массовых сл учайных явлений , обнаруженная на практике , пре дставляет объективную закономерность этих явлени й . Абстрактное понятие вероятности как меры возможности наступления собы т ия от ображает прежде всего этот факт приблизительн ого равенства относительной частоты вероятности при достаточно большом числе испытаний . Т акой подход к вероятности защищается большинс твом современных специалистов по статистике . Он нашел свое выражение и в ши роко известном курсе “Математические методы с татистики” Г . Крамера . “Всякий раз, - пишет он, - когда мы говорим , что вероятность события Е в эксперименте равна Р, точный смысл этого утверждения заключается просто в следую щем : практически несомненно , что частота события Е в длинном ряду повторений эксперимента будет приблизительно равной Р. Это утверждение будет называться также частотной интерпретацией вероятности” . Частотный подход к вероят ности да ет возможность лучше понять специфические осо бенности статистических закономерностей . Поскольку любое вероятностное утверждение в статистическ ой интерпретации относится не к отдельному событию , а к целому классу однородных и ли сходных событий , пос т ольку и объяснения и предсказания , полученные с пом ощью статистических законов , не имеют такого строго однозначного характера , какой присущ динамическим законам . Чрезвычайно важно такж е отметить , что , в то время как в д инамической закономерности необходим о сть выступает как бы в чистом виде , в статистической закономерности она прокладывает себе дорогу через массу случайностей . В совокупном действии многочисленных случайностей обнаруживается определенная закономерность , котора я и отображается статистическим з ак оном. Как уже отмечалось , статистические законо мерности с чисто формальной точки зрения отличаются от закономерностей динамического типа тем , что не определяют значение исследуем ой величины достоверным образом , а указывают лишь ее вероятностное распредел ение . Динамический закон по своей математической фо рме может быть представлен функциональной свя зью типа : У =Ф ( x 1 ,х 2 ,...х n ) . Если заданы значения аргументов , то зн ачение искомой функции определяется вполне од нозначно . Статистические же законы характеризуют не поведение отдельных объектов , а скорее соотношения и зависимости , которые воз никают вследствие совокупного действия целого ансамбля таких объектов . Поэтому они и выражают значения соответствующих величин вероят ностным образом . Грубо говоря , статистика в сегда дает нам какие-то средние величины , которые непосредственно нельзя при писать никакому индивидуальному объекту. Вероятностный характер предсказаний статисти ческих законов долгое время мешал тому , чт обы считать эти законы подлинно научными законами . Де йствительно , на первый взгляд может возникнуть впечатление , что статистиче ские законы являются временным средством иссл едования , которое вводится лишь в целях уд обства . И для такой точки зрения существую т даже некоторые основания . Так , например , многочисл е нные результаты , получаемые с помощью переписей , дают возможность в к омпактной и удобной форме обозреть огромную информацию , относящуюся к тысячам и милли онам людей . Однако в принципе эту информац ию можно было бы выразить и в нестати стической форме . Стати с тика здесь вводится не потому , что иначе мы не мо жем описать индивидуумы , а именно в силу удобства. Сложнее обстоит дело с объектами , изуч аемыми физикой и химией . Описать поведение каждой молекулы чрезвычайно трудно , если не невозможно , но физики прошлого века считали , что такое описание в принципе возможно . Они полагали , что природа не ста вит никаких границ ни для точности описан ия , ни для наблюдения и измерения . И хо тя в XIX в еке в физике было открыто немало статисти ческих законов , тем не менее , ученые то го времени считали их временным средс твом исследования . Они надеялись , что такие законы со временем будут заменены более точными динамическими законами. Открытия в области микромира и возник новение квантовой механики в корне подорвали подобный механистичес кий взгляд на м ир . Существенную роль играет здесь принцип неопределенности В . Гейзенберга , согласно котор ому невозможно одновременно точно определить значения двух сопряженных величин квантово-механи ческого объекта , например координаты и импуль са микрочас т ицы . Новая физика явно свидетельствовала , что статистические законы присущи самому объективному миру . Эти законы возникают в результате взаимодействия большо й совокупности объектов , будь то объекты а томного масштаба , биологические или социальные популяции. В связи с широким применением статист ических методов исследования и признанием сам остоятельности законов вероятностного типа сущес твенно меняется общий взгляд на науку , ее принципы и идеалы . В наиболее яркой ф орме это можно проследить на примере тако го фу ндаментального принципа науки , каким является принцип детерминизма. Для сторонников механистического детерминизма Вселенная представлялась в виде огромной механической системы , каждое послед ующее состояние которой однозначно определялось ее предыдущим сост оянием . Обычно для характеристики этой позиции приводят известн ые слова Лапласа из его работы “Опыт философии теории вероятностей” : “...мы должны ра ссматривать настоящее состояние Вселенной как следствие ее предыдущего состояния и как причину последующего ” . Такая концепция детерминизма являе тся прямым следствием механистического мировоззр ения , то есть мировоззрения , переносящего идеи и методы классической механики Ньютона с ее строго динамическими законами на все процессы и явления мира . Поэтому детермин иро ванность в этой концепции выступает прежде всего как предсказуемость на основе законов динамического типа , какими являются , в частности , законы классической механики . “Ум, - про должает Лаплас, - которому были бы известны для како го-либо данного момента все силы , одушевл яющие природу и относительное положение всех ее составных частей , если бы вдобавок он оказался достаточно обширным , чтобы подч инить эти данные анализу , обнял бы в о дной формуле движения величайших тел Вселенно й наравне с движениями легчайших а томов : не осталось бы ничего , что было бы для него недостоверно , и будущее , так же как и прошедшее , предстало бы перед его взором” . Лаплас ясно отдавал себе отчет , что под обная ситуация является идеализацией , поэтому он и предлагал использовать математиче ск ий аппарат теории вероятностей для оценки частичных причин в сложных ситуациях . Однак о , по-видимому , он считал , что вероятность о тображает лишь степень нашего знания , а не объективную характеристику самих реальных яв лений. Вероятностный характер многих з аконов современной физики не гарантирует однозначно сти и достоверности предсказаний . Но случайно сть здесь рассматривается не сама по себе , а в связи с необходимостью . За совоку пным действием различных факторов случайного характера , которые невозможно прак т ич ески все охватить , статистические законы вскр ывают необходимость которая прокладывает себе дорогу через ряд случайностей . Таким образо м , и здесь с полным основанием можно г оворить о детерминизме , т . е . такой обуслов ленности или определенности явлений , п р и которой они могут быть предсказаны лишь с той или иной степенью вероятн ости . Такое расширенное понятие детерминизма в качестве особого случая будет включать детерминизм лапласовского типа , если значение вероятности будет равно единице , т . е . если она пр е вратится в достоверность. Критикуя механистический детерминизм , Ф . Э нгельс указывал , что случайное не может бы ть безразличным для науки . В то же вре мя он подчеркивал , что изучить всю сеть каузальных отношений , даже в случае , скажем , с числом горошин в стру чке , наука совершенно не в состоянии . “Более того : такая наука , которая взялась бы проследить случай с этим отдельным стручком в е го каузальном сцеплении со все более отда ленными причинами , была бы уже не наукой , а простой игрой” . Именно поэтому задача нау ки и состоит в том , чтобы раскрыть законы , которые управляют , случаем и фиксируют н еобходимость . Концепция же механистического детер минизма , отмечал Энгельс , низводит эту необход имость до роли случайности. И детерминизм , и причинность существенным образом связаны с категориями необходи мости и закона . На этом основании Р . Ка рнап в своей последней книге призывает за менить всю дискуссию о значении понятия п ричинности исследованием различных типов законов , которые встречаются в науке . Анализ мате матической фор м ы различных типов причинной зависимости , несомненно , играет важную роль при исследовании причинности . Но огран ичиться этим - значило игнорировать особую спе цифику причинности и обеднить наш анализ действительности . Нам представляется , вряд ли оправданной п олучившая и в нашей литературе тенденция к отождествлению принципа причинности с принципом детерминизма. Для установления причинной зависимости яв лений приходится значительно абстрагироваться от усложняющих их факторов . “Чтобы понять от дельные явления, - у казывает Энгельс, - мы должны вырвать и х из всеобщей связи и рассматривать их изолированно , а в таком с лучае сменяющиеся движения высту пают перед нами - одно как причина , другое как следствие” . Такую идеализацию легче в сего осуществить в механике и классич еской физике , которые имеют дело с точно заданными силами и законами движения тел под воздействием этих сил . В сложных ситуациях не только науки , но и повседневн ой жизни чаще всего приходится встречаться с множеством причин . Именно поэтому здесь нередко о г раничиваются выявлением частичных причин . Теория вероятностей , как ука зывал еще Лаплас , во многих случаях помога ет выявить и оценить эти частичные причин ы . В таких случаях скорей всего вместо каузального анализа используется детерминистически й анализ. Прин цип детерминизма с этой точки зрения выражает возможность предсказания нек оторых событий , явлений , поведения тел в с амых разнообразных ситуациях . Когда наступление события может быть предсказано с достоверн остью , тогда для анализа таких событий впо лне под х одит классическая схема д етерминизма . Другими словами , объяснение и пре дсказание явлений в этих случаях основывается на законах динамического типа . Сами эти законы , хотя и выявляют некоторые существ енные связи , тем не менее , зачастую слишко м огрубляют реа л ьную действительность . Однако такое огрубление и схематизация н е всегда возможны . Во всяком случае , там , где приходится встречаться с действием мно гократно повторяющихся случайных факторов , событи й и явлений , исследование часто обнаруживает некоторую усто й чивую закономерность , открытие которой впоследствии дает возможно сть делать вероятностные предсказания относитель но появления тех или иных случайных событ ий. Вероятностный характер статистических законо в свидетельствует , таким образом , не о кру шении детерм инизма вообще , а об ограни ченности старых представлений о детерминизме , в основе которых лежит убеждение в том , что мир управляется исключительно законами динамического типа. 5. Методы эмпирического исследования В науке основными формами эмпирического иссл едования являются н аблюдение и эксперимент . Исходной эмпирической процедурой служит наблюдение. 5.1 Наблюдение Научное наблюдение представляет целенаправле нное и организованное восприятие предметов и явлений окружающего мира . Связь наблюдения с чувственным познанием очевидна : любой процесс восприятия связан с переработкой и синте зом тех впечатлений , которые познающий субъек т получает от внешнего мира . Активная его роль проявляется прежде всего в том , что наблюдатель , особенно в науке , не прос то фиксирует фа кты , а сознательно ищет их , руководствуясь некоторой идеей , гипотезой или прежним опытом . Сторонники эмпиризма , чтобы гарантировать чистоту и надежность дан ных опыта , требуют сбора данных и фактов без какой - либо предварительной гипотезы или руководящей и деи . Наблюдения в науке характеризуются также тем , что их результаты требуют определенной интерпретации , которая осуществляется с помощью некоторой теории . Интерпретация данных наблюдения как раз и дает возможность ученому оделять существенные факты от не с ущественных , замечать то , что неспециалист может оста вить без внимания и даже совершенно не обнаружить. 5.1.1 Основные функции наблюдения Наблюдение в научном исследовании призван о осуществлять три основные функции . Первая и важнейшая из них состоит в обес печении той эмпирической информацией , кот орая необходима как для постановки новых проблем и выдвижении новых гипотез , так и для последующей их проверки . Вторая функц ия наблюдения состоит в проверке таких ги потез и теорий , которую нельзя осуществить с помо щ ью эксперимента . Третья функция наблюдения заключается в том , что в его терминах осуществляется сопоставление р езультатов , полученных в ходе теоретического исследования , проверяется их адекватность и и стинность. 5.2 Эксперимент Эксперимент - специальный ме тод эмпири ческого исследования , обеспечивает возможность ак тивного практического воздействия на изучаемые явления и процессы . Он может осуществить такое вмешательство путем непосредственного во здействия на изучаемый процесс или изменить условия , в которых происходит это т процесс . И в том и другом случае результаты испытания точно фиксируются и к онтролируются . Таким образом , дополнение простого наблюдения активным воздействием на процесс превращает эксперимент в весьма эффективный метод эмпирического исслед о вания . Этой эффективности в немалой степени содей ствует также тесная связь эксперимента с теорией . Идея эксперимента , план его проведени я и интерпретация результатов в гораздо б ольшей степени зависят от теории , чем поис ки и интерпретации данных наблюдения. Об щая структура эксперимента будет отличаться о т наблюдения тем , что в нее кроме объе кта исследования и самого исследователя обяза тельно входят определенные материальные средства воздействия на изучаемый объект . По своей основной цели все эксперименты мо ж но разделить на две группы . К перв ой , самой большой группе следует отнести э ксперименты , с помощью которых осуществляется эмпирическая проверка той или иной гипотезы или теории . Меньшую группу составляют так называемые поисковые эксперименты , основное наз н ачение которых состоит не в том , чтобы проверить , верна или нет кака я-то гипотеза , а в том , чтобы собрать н еобходимую эмпирическую информацию для построени я или уточнения некоторой догадки или пре дположения. 6 Гипотеза и индуктивные методы исследов ания В р азрешении противоречия между н овыми фактами и старыми теоретическими предст авлениями важнейшая роль принадлежит гипотезе . Прежде чем будет построена новая теория , гипотеза должна объяснить факты , противоречащи е старой теории , пока не будет заменена другой гипотезой или не станет законом . Важнейшая функция гипотез в опытных науках состоит в расширении и обобщении известного эмпирического материала . С помощь ю гипотезы мы стремимся расширить наше зн ание , эктраполируя найденную в результате неп осредственного и с следования конечного числа случаев закономерность на все число возможных случаев. 6.1 Гипотеза как форма научного познания Под гипотезой понимают всякое предположен ие , догадку или предсказание , основывающиеся л ибо на предшествующем знании , либо на новы х фа ктах , но чаще всего - на том и другом одновременно . Гипотеза не просто регистрирует и суммирует известные старые и новые факты , а пытается дать им объя снение , в силу чего ее содержание значител ьно богаче тех данных , на которые она опирается . Любая гипотез а строится н а основе определенных фактов или знаний , к оторые называются ее посылками , данными или свидетельствами . Между посылками и самой и самой гипотезой существует определенная логи ческая взаимосвязь , которую обычно называют л огической или индуктивной в ероятностью . Под вероятностью гипотезы понимают степень подтверждения ее всеми , непосредственно отно сящимися к ней данными или свидетельствами . Поскольку вероятность гипотезы характеризует л огическое отношение между посылками и самой гипотезой , то ее назы в ают лог ической вероятностью . С теоретико-познавательной т очки зрения различие между гипотезой и ее эмпирическими данными , или свидетельствами , п роявляется в том , что данные относятся к строго фиксированным , конкретным фактам , нали чие которых может быть за с видетел ьствовано объективными средствами исследований . С овокупность гипотез различной общности и веро ятности вместе с установленными законами обра зуют уже теоретическую систему , научную теори ю. 6.2 Гипотетико-дедуктивный метод Гипотетическими называют расс уждения или умозаключения , которые делаются из некото рых гипотез или предположений . Посылками тако го рассуждения могут быть гипотезы в собс твенном смысле этого слова , т.е . суждения , к оторые могут оказаться как истинными так и ложными . Гипотетико-дедуктивны й метод в классическом естествознании. Естествознание и опытные науки имеют дело прежде всего с данными на блюдений и результатами экспериментов . После соответствующей обработки опытных данных ученый стремится понять и объяснить их теоретич ески . Гипотеза и служит в качестве п редварительного объяснения . Но для этого необ ходимо , чтобы следствия из гипотезы не про тиворечили опытным фактам . Поэтому логическая дедукция следствий из гипотезы служит законо мерным этапом научного исследования . 6.3 Математич еская гипотеза По своей логической структуре математичес кая гипотеза представляет разновидность гипотети ко-дедуктивного метода . Сущность математической гипотезы и область ее примене ния. Одной из наиболее распро страненных форм выражения количествен ных зависимостей между различными величинами являютс я математические уравнения . Если мы попытаемс я так или иначе изменить данное уравнение , то из него можно получить целый ряд новых следствий , которые могут оказаться или совпадающими с экспериментом , или п ротиворечащими ему. Математическая гипотеза приводит к выражениям , совпадающим или расходящимся с опытом , и соответственно этому применяется дальше или отбрасывается . Проблематический моме нт в методе математической гипотезы состоит в том , что некоторую зак ономерность , выраженную в виде определенного математичес кого уравнения , переносят с известной области явлений на неизвестную . Разумеется , что п одобный перенос всегда сопровождается некоторой модификацией первоначального уравнения . Математи ческая гипотеза, основанная на экстрап оляции абстрактных математических структур , на новые области познания , служит одним из действенных методов логико-математического исследо вания. 7. Роль законов в научном объяснении и предсказании Объяснение явлений окружающей нас приро ды и социальной жизни составляет одну из основных задач естествознания и общес твенных наук . Задолго до возникновения науки люди пытались так или иначе объяснить окружающий их мир , а также собственные психические особенности и переживания . Однако такие объ я снения , как правило , ока зывались неудовлетворительными , ибо зачастую осно вывались либо на одушевлении сил природы , либо на вере в сверхъестественные силы , бо га , судьбу и т. п . Поэтому они , в лучшем случае , могли удовлетворить психологическую потребность ч е ловека в поисках ка кого-либо ответа на мучившие его вопросы , но отнюдь не давали истинного представления о мире. Реальные объяснения , которые можно назват ь подлинно научными , появились вместе с во зникновением самой науки . И это вполне пон ятно , так как науч ные объяснения опира ются на точно сформулированные законы , поняти я и теории , которые отсутствуют в обыденно м познании . Поэтому адекватность и глубина объяснения окружающих нас явлений и событи й во многом зависит от степени проникнове ния науки в объективны е закономерно сти , управляющие этими явлениями и событиями . В свою очередь сами законы могут быт ь по-настоящему поняты только в рамках соо тветствующей научной теории , хотя они и сл ужат тем концептуальным ядром , вокруг которог о строится теория. Нельзя , конечн о , отрицать возможности и полезности объяснения некоторых простейших явлений на основе эмпирического обобщения наблюдаемых фактов . Такие объяснения также относятся к числу реальных , но ими огранич иваются лишь в обыденном , стихийно-эмпирическом познании , в рассуждениях , основанных на так называемом здравом смысле . В науке же не только простые обобщения , но и эмпирические законы стремятся объяснить с помощью более глубоких теоретических законов . Хотя реальные объяснения могут быть весьма различными по своей г лубине ил и силе , тем не менее все они должны удовлетворять двум важнейшим требованиям. Во-первых , всякое реальное объяснение долж но строиться с таким расчетом , чтобы его доводы , аргументация и специфические характе ристики имели непосредственное отношение к тем предметам , явлениям и событиям , которые они объясняют . Выполнение этого требо вания представляет необходимую предпосылку для того , чтобы считать объяснение адекватным , н о одного этого условия недостаточно для п равильности объяснения. Во-вторых , любое о бъяснение должно допускать принципиальную проверяемость . Это требо вание имеет чрезвычайно важное значение в естествознании и опытных науках , так как дает возможность отделять подлинно научные объяснения от всякого рода чисто спекуляти вных и натурфилософск и х построений , также претендующих на объяснение реальных явлений . Принципиальная проверяемость объяснения вовсе не исключает использования в качестве аргументов таких теоретических принципов , по стулатов и законов , которые нельзя проверить непосредственно э м пирически . Необход имо только , чтобы объяснение давало возможнос ть выведения некоторых следствий , которые доп ускают опытную проверку. 8. Общая структура научного объяснения По своей логической структуре объяснение представляет рассуждение или умозаключение, посылки которого содержат информацию , н еобходимую для обоснования результата или зак лючения такого рассуждения. В современной литературе по теории об ъяснения все посылки умозаключения , ставящего своей целью объяснение , чаще всего обозначают термином “эксп лананс” (от лат. e xplanans - объясняющий ), а результат умозаключения - термином “экспланандум” (от л ат. e xplanandum - то , что надлежит объяснить ). Характер объяснения зависит , таким образо м , во-первых , от того вида логического расс уждения , который использу ется для объясне ния , и , во-вторых , от типа посылок , которые служат в качестве эксплананса . Эксплананс и экспланандум составляют две необходимые части всякого объяснения , связанные друг с другом логическим отношением выводимости , или следования . Если экспл а нандум с логической необходимостью следует из эксплан анса , то такое объяснение называют дедуктивны м , так как в этом случае оно осуществл яется по схеме дедуктивного рассуждения . Во многих случаях приходится , однако , довольствова ться более слабым , индуктивн ы м рас суждением , посылки которого лишь с той или иной степенью вероятности подтверждают заклю чение или экспланандум. Нередко говорят , что объяснение в прин ципе может осуществляться без привлечения как их бы то ни было законов . Действительно , нередко для объя снения одного явления , события или факта мы ссылаемся на др угой факт , явление или событие , а не на явно сформулированные законы . Так , когда объясняют возникновение ржавчины на металлически х предметах , то в качестве причины указыва ют сырой воздух , контакт с водой и другие подобные факты . Такого рода об ъяснения встречаются преимущественно в повседнев ной жизни , где объяснения опираются на про стейшие эмпирические обобщения . Эти обобщения кажутся нам настолько привычными и самоочеви дными , что они не фигурируют в самом процессе объяснения , хотя их легко и выявить . То же самое иногда происходит и в науке , когда за коны , объясняющие явления , кажутся всем извест ными и очевидными , поэтому их явно и н е формулируют . Таким образом , все объяснения с помощью отдел ьных явлений , событий и фактов по сути дела являются объясне ниями с помощью законов , хотя в явном виде сами законы при этом могут и не фигурировать . Вот почему такого рода объя снения иногда называют замаскированными объяснен иями с помощью законов . При логи ческом анализе конкретных примеров научного объяснения все посылки , н а которых оно строится , должны быть выраже ны явным образом . В противном случае нельз я будет осуществить логический вывод эксплана ндума из эксплананса , а потому нельзя буде т признать корр е ктным само объясн ение . Что касается структуры эксплананса , то в нем можно выделить посылки двух видо в . Наиболее существенное значение имеют те посылки , в которых выражаются законы , принци пы и другие универсальные положения науки . С их помощью удается обес п ечит ь вывод не только других , менее общих законов и положений науки , но и утверждени й о тех или иных конкретных явлениях или событиях . В последнем случае эксплананс должен содержать также такие посылки , котор ые характеризуют те или иные специфические усло в ия или свойства , ибо без этого невозможен переход от общих утвержде ний к единичным. Доминирующая роль законов в процессе научного объяснения наиболее сильно подчеркивает ся при так называемом эссенциалистском подход е , т . е . тогда , когда смысл объяснения с во дится к раскрытию сущности реальных явлений и событий. B общем виде эта точка зрения не вызывает возражения , так как действите льное объяснение достигается только тогда , ко гда раскрываются внутренние , существенные связи объясняемых явлений , событий или даже закономерностей . Вряд ли , однако , следует своди ть объяснение к установлению логической связи “между отображением объясняемого объекта в языке и законом науки” . Сущность явлений , особенно сложных , может быть раскрыта за частую лишь с помощью теории , предст а вляющей не простую совокупность и даж е не систему , состоящую из одних законов , а включающую в себя элементы и друго го рода (исходные принципы , определения , гипоте зы и различные утверждения теории ). Подобно тому , как теоретический закон превосходит э мпирич е ский по своей объясняющей силе , так и теория в целом дает более глубокое обоснование , чем любой отдельный закон или совокупность таких законов . Теори я как наиболее развитая форма научного об ъяснения возникает , как правило , после открыти я ряда отдельных за к онов той или иной области реального мира . Разумеется , верно , что законы составляют концептуальное ядро любой теоретической системы опытного знания . Но из этого вовсе не вытекает , что объяснение , опирающееся на теорию , всецело основывается на законах , а са м о противопоставление объяснения с помощью теории квалифицируется как иллюзорное . По нашему мнению , в качестве общих посылок эксплананса любого научного объяснения или даже объяснения на уровне здравого смысла можно использовать обобщения самого различного характера . Наиболее совершенными считаются обычно объяснения , посылки которых содержат законы и теории науки универсальн ого характера . Менее привлекательными выглядят объяснения , основанные на статистических закона х . Гораздо менее надежными считаются объя с нения , основанные на простых инду ктивных обобщениях эмпирического опыта , к кот орым принадлежат объяснения , встречающиеся в повседневной жизни . Все перечисленные примеры представляют реальные объяснения , хотя и раск рывают сущность объясняемых явлений с раз л ичной степенью глубины и полноты. 8.1 Дедуктивная модель научного объяснения. Объяснения , с которыми приходит ся встречаться , в науке , можно классифицироват ь по различным основаниям деления : характеру логической связи эксплананса с экспланандумо м , составу и природе посылок , входящих в эксплананс , в частности по виду закон ов , которые фигурируют в посылках , и многи м других признакам . Наиболее важной нам пр едставляется классификация по способу логической связи эксплананса с экспланандумом , т.е . п о тому способу, который используется для логического вывода объясняемого тезиса из объясняющих его посылок . Как мы уже отм ечали , двумя основными формами логических умо заключений , применяемыми для объяснения , являются дедуктивные и индуктивные выводы . Соответств енно этом у мы и выделяем дедукт ивную и индуктивную модели или схемы объя снения. Дедуктивная модель научного объяснения яв ляется наиболее распространенной . Особенно широко ею пользуются в тех науках , законы ко торых могут быть выражены в точной матема тической форме (а строномия , механика , физик а , физическая химия , молекулярная биология , мат ематическая экономика и др .). Поскольку посылки дедуктивного вывода обеспечивают логически н еобходимый характер заключения , т.е . в нашем случае экспланандума , то естественно , что эт а модель объяснения предпочитается ин дуктивной , где связь между посылками и зак лючением имеет не достоверный , а только ве роятный характер . Важно при этом обратить внимание на то , что дедукция здесь понимае тся не в старом смысле традиционной логик и , как умоз а ключение от общего к частному , а как любой вывод , заключени е которого следует из имеющихся посылок с логической необходимостью , точно по принятым правилам дедукции. Чтобы лучше понять дедуктивную модель объяснения , рассмотрим в качестве иллюстрации конкрет ный пример из действительной истории науки . Речь идет об объяснении “не правильностей” , или иррегулярностей , в движении планеты Уран . Эти иррегулярности нельзя был о объяснить притяжением других , в то время известных планет Солнечной системы . Поэтому Леверь е (и независимо от него Адаме ) предположил , что они вызываются грави тационным воздействием новой , до сих пор н еизвестной планеты . Последующие наблюдения блестя ще подтвердили его гипотезу и тем самым предложенный им способ объяснения . Если лог ически реконст р уировать ход рассужден ий Леверье , то их можно представить в виде следующей схемы . Во-первых , он исходил из ньютоновских универсальных законов движения и закона всемирного тяготения , которые в своей совокупности составляют большую посылк у эксплананса . Во-в т орых , в качеств е меньшей посылки он использовал специфически е характеристики планет Солнечной системы (их взаимные расстояния , массы , размеры и т.п .). Все эти посылки , вместе взятые , не см огли объяснить иррегулярности в движении Уран а , Поэтому в качестве д ополнительной меньшей посылки Леверье включил информацию о характере и величине наблюдаемых иррег улярностей в движении Урана . Опираясь на в се перечисленные посылки , он смог вычислить период обращения , массу , орбиту и другие характеристики неизвестной , нов о й п ланеты , гравитационным воздействием которой и объяснил неправильности в движении Урана . При мечательно , что в этом примере объяснение органически связано с предсказанием. Итак , мы видим , что в дедуктивной м одели объяснение выступает как результат логи чес кого вывода объясняемого явления из объясняющих его посылок , причем главная рол ь в этих посылках принадлежит законам нау ки , универсальным утверждениям , в которых форм улируются объективно необходимые , инвариантные от ношения между предметами и явлениями реа л ьного мира . Большей частью при дедуктивном объяснении используются законы дин амического типа или номические структуры вооб ще (т.е . общие высказывания , имеющие форму з акона ). Вот почему этот тип объяснения нер едко характеризуют как дедуктивно-номологически й . Такие объяснения обычно предпочитаются всем другим , так как их результат , или экспланандум , имеет достоверный , а не вероятный или проб лематический характер. Схематически дедуктивно-номологическая модель объяснения может быть представлена так : Большая пос ылка : эксплананс L 1 , L 2 , ...L k-1 ,L k Меньшая посылка : C 1 ,C 2 ,...C k-1 ,C k экспланандум Е Символами L 1 , L 2 , ...L k-1 ,L k здесь обозначе ны универсальные законы динамического типа , или номические структуры вообще. C 1 ,C 2 ,...C k-1 ,C p представляют конкретные характеристики или условия , которые описывают некоторые сп ецифические особенности рассматриваемых явлений . В математическом естествознании , в частности в математической физике, эти характеристики принято называть начальными условиями . Без них , вообще говоря , невозможен логический вы вод утверждений , характеризующих отдельные , конкре тные события , явления и предметы . Такого р ода объяснения часто называют фактуальными, поскольку в э том случае цель объяснения сводится к объяснению некоторого факта . С логической точки зрения фактуальное объяснение сводится к дедукции экспланандума из соответствующего эксплананса , хотя объяснение в конечном и тоге относится к некоторым реальным событиям, явлениям или предметам . В экспланандуме фактуального объяснения как раз и отобра жаются определенные свойства , аспекты или отн ошения индивидуальных предметов , событий и яв лений . Правда , в некоторых случаях приходится встречаться и с известным обобщением и л и группировкой фактов , но все такие операции обычно не выходят за ра мки эмпирического исследования. Как мы уже отмечали , дедукция фактов или эмпирических высказываний единичного хар актера осуществляется с помощью законов прост ейшего типа , которые мы назвал и эмпири ческими . В повседневных рассуждениях вместо н их обычно фигурируют элементарные индуктивные обобщения из нашего обыденного опыта . В случае гипотетических объяснений в роли за конов выступают те или иные гипотезы. Другой важной разновидностью дедуктив ных объяснений являются объяснения , экспланандумо м которых служат законы науки . В данном случае мы имеем дело с логическим выво дом одних законов из других . Законы , котор ые встречаются в посылках эксплананса , должны обладать большей логической силой , чем з а кон , представленный в экспланандуме . Под термином “логическая сила” при этом понимается не что иное , как допустимость дедукции . Иными словами , если из одного утверждения или закона логически вытекает ( дедуцируется ) другое утверждение или закон , то первые и з них считаются логиче ски сильнее , чем вторые . Нередко также гов орят , что чем логически сильнее закон , тем большей объясняющей силой он обладает. Наиболее интересными случаями объяснения законов являются те , в которых менее глубо кие и ограниченные законы о бъясняются с помощью более общих и глубоких законов , раскрыва ющих внутренний механизм протекания явлений . Типичным в этом смысле является соотношение между эмпирическими и теоретическими законам и . В то время как первые выражают связ и между эмпирически набл юдаемыми свойства ми , величинами и отношениями реальных процесс ов и явлений , вторые характеризуют их боле е глубокие связи и структуру . Вследствие э того теоретические законы можно использовать для объяснения эмпирических законов : такое об ъяснение осуществля е тся с помощью логической дедукции эмпирических законов из теоретических . В данном случае в качестве экспланандума выступают эмпирические законы , а эксплананса - теор етические . Подобная дедукция оказывается возможно й лишь тогда , когда теоретическим терминам д ается соответствующая интерпретация и они связываются с эмпирическими с помощью некоторых правил соответствия . Эти правила наряду с теоретическими законами служат не обходимой предпосылкой для вывода эмпирических законов , а следовательно , и для их объяс нен и я. Непосредственный вывод одних законов из других возможен лишь в том случае , ко гда и объясняющие и объясняемые законы от носятся к одному типу или уровню познания . Так , например , располагая общим уравнением или законом газового состояния PV=RT, мы можем вы вести из него эмпи рически установленные Законы Бойля - Мариотта (P V = const.) и Шарля - Гей-Люссака [v t = v 0 (1 + at 0 )] . В первом случае для этого достаточ но принять температуру постоянной , а во вт ором - считать постоянным дав ление . По-видим ому , в ряде случаев можно также говорить о дедукции менее общих теоретических зак онов из более общих. Наконец , наиболее развитой формой дедукти вного объяснения является объяснение с помощь ю теории . В этом случае в качестве объясняющей посылк и выступает не отдельный теоретический закон или некоторая их совокупность , а по крайней мере дедуктивное ядро теории : в се ее исходные посылки и принципы , из которых в дальнейшем логически выводятся все другие положения теории , в том числе и те , которые и м еют своей цель ю объяснение некоторых фактов и законов . С амо собой разумеется , что при этом учитыва ются также определенные правила соответствия , которые связывают теорию с эмпирией. 8.2 Индуктивна я модель объяснения В последние десятилетия в логике и методо логии все более широко е применение получает другая модель или с хема научного объяснения , которая , правда , не обладает той убедительной силой и достовер ностью , какая присуща дедуктивной модели . На этом основании ее иногда считают лишь временной попыткой об ъ яснения , своего рода суррогатом , к которому приходится пр ибегать лишь в силу невозможности достижения более полного объяснения . Такой подход во многом определяется самим отношением к и ндукции , которая лежит в основе указанной модели объяснения . В самом де л е , в то время как заключение дедуктивного вывода с логической необходимостью вытекает из посылок , заключение индукции , как правило , лишь в той или иной степени подтверж дается этими посылками . Иными словами , если заключение дедукции имеет достоверный харак т ер , то индукция обеспечивает лишь вероятные заключения . Вот почему сами инд уктивные рассуждения иногда рассматривают лишь как эвристический способ мышления. Необходимость обращения к индукции больше й частью диктуется тем , что во многих объяснениях эмпириче ских наук приходится иметь дело со статистическими законами , выраж енными в форме вероятностных утверждений . Как уже отмечалось , статистические законы в о тличие от динамических характеризуют не индив идуальные события и явления , а только груп пы или классы о д нородных событий массового характера . Проще говоря , то , что утверждается в универсальном законе динамиче ского типа , может быть перенесено на любой индивидуальный объект или событие . Статистич еские законы по своей природе не допускаю т такой возможности . Те м не мене е , и такого рода законы можно использовать для объяснения и предсказания отдельных явлений и событий . В этих целях как ра з и вводится теоретическое понятие вероятност и , которое характеризует меру возможности осу ществления события . Полнота объяснен и я и надежность предсказания в этом случае будут ниже , чем тогда , когда применяются универсальные законы динамического типа . Одн ако во многих важных ситуациях мы не располагаем подобными законами и поэтому долж ны обратиться к индуктивной схеме объяснения . Л огический процесс , который мы используем для такого объяснения , очень часто определяют как индуктивную , или логическую вероятность . Он характеризует определенный тип связи ме жду посылками и заключением объяснения , т.е . экспланансом и экспланандумом . Эта ве ро ятность по своему значению существенно отлича ется от вероятности статистической , с которой мы встречаемся при формулировке законов массовых случайных явлений в физике , биологии и социологии . Во избежание недоразумений следовало , быть может , просто назыв а ть логическую вероятность индукцией , но с этим термином также связаны нежелательны е ассоциации . Дело в том , что в традици онной логике под индукцией обычно понимается процесс рассуждения , идущий от частного к общему . В современной же индуктивной логи ке эти м термином обозначается всяко е рассуждение или умозаключение , посылки кото рого в той или иной степени подтверждают заключение , т.е . по сути дела вероятностно е высказывание . Важно также отметить , что формальная структура индуктивной вероятности хор ошо описы в ается известными еще со времен Бернулли и Лапласа аксиомами исчи сления вероятностей . Вот почему нам кажется целесообразным сохранить термин “логическая , ил и индуктивная , вероятность” при описании схем ы индуктивного объяснения или предсказания. Общая схема индуктивно-статистического о бъяснения может быть представлена в следующем виде : эксплананс (посылки делают вер оятным заключение ) экспланандум вероятно А Большая посылка эксплананса та кого объяснения представляет статистический зако н , поэтому из него при фиксированных перво начальных условиях (меньшая посылка В i ) может быть выведено лишь индуктив ное заключение об отдельном событии или я влении А. Это заклю чение имеет также вероятностный х арактер , но сама вероятность здесь существенн о отличается от статистической , ибо она вы ражает непосредственно не информацию о реальн ых событиях , а характер логической связи м ежду посылками и заключением индуктивного объ ясн е ния . Поскольку заключение или экспланандум объяснения здесь логически не вы текает из посылок , а лишь в той или иной степени подтверждается ими , то в с амой схеме мы отделяем эксплананс от эксп ланандума двойной чертой и дополнительно указ ываем на вероятност н ый характер з аключения . Если величина этой вероятности , или степень подтверждения , является известной , то она может быть точно указана в самой символической записи . В этом случае экспл анандум индуктивно-статистического объяснения можно записать в следующе м виде : P инд. (А /В i )=k. Это выражение представляет символическую запись индуктивного заключения А при наличии некоторой совокупности условий В i . Таким образом , мы видим , что в индуктивно-статистическом объяснении используютс я две основные формы вероятности : статис тическая и индуктивная (логическая ). Если перва я обеспечивает нас информацией о свойствах и закономерностях реального мира , то вторая устанавливает связь между экспланансом и экспланандумом объяснения. При индуктивном объяснении с самого ж е начала во зникает вопрос о том , к акую степень подтверждения или логической вер оятности следует признать достаточной для объ яснения . Очевидно , если эта вероятность будет не больше половины , то такое объяснение вряд ли можно считать достаточно обоснов анным . Равным об р азом мы не пр изнаем надежным предсказание , вероятность которог о не превосходит половины . Это обстоятельство существенно ограничивает класс индуктивных о бъяснений . Так , К . Гемпель относит к числу индуктивно-статистических объяснений только таки е , степень в е роятности которых при ближается к 1. Иными словами , такого рода объяснения по существу приближаются к дедуктивным , так как их экспланандум вытекает из эксплана нса почти с практической достоверностью (хотя теоретически практическая достоверность и от личается от достоверности дедуктивного закл ючения ) . В кач естве конкретной иллюстрации Гемпель приводит пример с вытаскиванием шаров из урны , к оторый достаточно ясно выражает его основную идею . Допустим , что мы наудачу вытаскивае м шар из урны , в которой находятся 9 99 белых и один черный шар . Если шары хорошо перемешаны , то вероятность извлечения белого Шара будет весьма велика (р = 0,999). Этот факт легко объяснить статистическими соображениями . Подобным же образом , по мнению Гемпеля , ст атистические законы , использу емые при инд уктивном объяснении , должны обладать такой вы сокой вероятностью , чтобы на их основе мож но было делать надежные предсказания и об ъяснения . Некоторые авторы вообще отрицают пр авомерность индуктивного объяснения , утверждая , чт о в случае статистич е ских обобщен ий и законов мы имеем дело не с о бъяснением , а с недостаточно надежными правил ами недедуктивных умозаключений . Нетрудно заметить , что подобный по дход к объяснению основывается на том , что единственно допустимой формой рассуждений в науке призна ется только дедукция , инд уктивным же заключениям в лучшем случае о тводится эвристическая роль . Вряд ли с так им подходом можно согласиться . Если индуктивн о-статистические объяснения не признают за по длинные , полноценные объяснения , тогда следует также отка з аться и от предсказ аний , основанных на таких предпосылках . Но с этим не согласятся даже самые радикальн ые дедуктивисты. И с теоретической и с практической точек зрения индуктивная модель объяснения играет существенную роль в науке . Часто она может значител ьно облегчить поиски более привычного дедуктивного объяснения , но во многих случаях сама проблема не д опускает такого объяснения , и поэтому приходи тся обращаться к индукции и статистике. В заключение остановимся на выяснении логической связи между дедуктив ным и индуктивным объяснением . Поскольку индуктивный вывод допускает более ослабленные требования , чем дедуктивный , то целесообразно рассматривать индукцию как более общий тип рассуждения . Соответственно такому подходу мы будем в ыражать статистические зак о ны в ф орме обобщенной , вероятностной и мпликации, впервые введенной Г . Рейхенбахом , а обычные универсальные законы динамического тип а - в виде общей импликации математической логики. В статистическом законе , как и любом вероятностном утверждении , можно выде лит ь две части : в первой из них - антецеденте - формулируются условия , при осуществлении которых с той или иной вероятностью может произойти инте ресующее нас событие случайного массового хар актера , т.е . консеквент импликации . Так как при статистической инт ерпретации речь иде т не об индивидуальных событиях , а о к лассе подобных событий , то в вероятностной импликации мы должны рассматривать не отде льные высказывания , а классы высказываний , кот орые можно выразить с помощью пропозициональн ых функций , или функци й -высказываний . Тогда саму вероятностную импликацию символичес ки можно представить в следующем виде : Универсальный квантор ( i ) перед импликац ией показывает , что она рас пространяется на все случаи из некоторого класса с обытий . Антецедент х i , А обозначает класс тех событий А , пр и осуществлении которых с вероятностью равной р возникает событие у из класса В : У i В. Так , наприме р , если рассматривать явления , связанные с радио активным распадом химических элементов (события класса А ), то каждому элементу будет соотве тствовать определенная вероятность его превращен ия в другие элементы в течение некоторого времени , которую обычно характеризуют как период полураспада. Существенное отличие вероятностной импл икации от обычной состоит в том , что е сли в последнем случае истинность антецедента всегда влечет и истинность консеквента , т о в первом случае истинный антецедент обе спечивает лишь определенную вероятность консекве нта . Если степе н ь вероятности р будет равна 1, тогда вероятностная импликация превращается в обычную . Мы видим отсюда , что дедуктивное объясне ние можно рассматривать как особый случай индуктивного , когда степень вероятности эксплан андума становится равной 1 и , следователь но , вероятн ый вывод становится достоверным. Индуктивные объяснения , степень вероятности которых приближается к так называемой прак тической достоверности , т.е . весьма близка к 1, хотя по своему результату сходны с дедуктивными , тем не менее составляют особы й вид , и поэтому Гемпель совершенно правильно о тносит их именно к индуктивным . Дело в том , что , несмотря на большую степень ве роятности , их заключение в принципе может оказаться и неверным , так что здесь всегда имеется элемент неопределенности . Эта неопре д еленность будет возрастать по ме ре уменьшения величины вероятности . Поэтому и ндуктивные объяснения , степень вероятности заключ ения которых не превышает половины , на пра ктике не будут считаться подлинными объяснени ями. 8.3 Научное предсказание Предвидение н овых ситуаций , событий и явлений составляет важнейшую особенность человеческого познания и целенаправленной деят ельности вообще . В элементарной форме эта особенность присуща и высшим животным , поведе ние которых строится на основе условных р ефлексов . Однак о о подлинном предвид ении можно говорить лишь тогда , когда оно основывается на сознательном применении тех или иных закономерностей , выявленных в пр оцессе развития науки и общественной практики . Научные предсказания , опирающиеся на точн о сформулированные за коны и теории , ге нетически возникают из предвидений и эмпириче ских прогнозов , которые задолго до возникнове ния науки люди делали на основе простейше го обобщения своих наблюдений над явлениями природы . Такие прогнозы не отличались бол ьшой точностью , поскол ь ку они стро ились на наблюдениях тех связей явлений , к оторые легче всего бросались в глаза . Но уже здесь люди интуитивно сознавали зако номерную связь между явлениями и их разли чными свойствами . Так , предсказание погоды по форме облаков , характеру заката , д в ижению ветра , температуре воздуха и др угим приметам часто приводит опытных людей к правильным выводам . Однако такой прогноз в значительной мере основывается на знан ии не объективных законов природы , а скоре е различных внешних проявлений этих закономер ност е й . Даже классическая метеорологи я свои прогнозы строит большей частью на основе эмпирического исследования распределения давлений воздуха , формы облаков , скорости движения ветра и некоторых других факторов . Естественно поэтому , что такие прогнозы мог ут де л аться только на сравнительн о короткое время , да и то не всегда сбываются . Причина этого состоит в том , что они не опираются на глубокие внутренн ие закономерности и теории , управляющие проце ссами формирования погоды в различных региона х земного шара . Поэто м у современна я теоретическая метеорология стремится открыть как раз именно такие законы , с помощью которых можно было составлять долгосрочные прогнозы . Этот пример достаточно ясно пок азывает , что надежность , точность и временные границы предсказания самым т есным образом зависят от характера законов или обобщений , используемых в процессе предсказа ния. Как и при объяснении , так и при предсказании наиболее надежными являются заклю чения , опирающиеся на универсальные законы ди намического типа . Такими являются , на приме р , предсказания результатов движения различных небесных тел в астрономии и многие дру гие предсказания в так называемых точных науках . Но и здесь часто приходится прибег ать к вероятностно-статистическим , или стохастическим предсказани ям (квантовая меха ника , теория “элементарн ых частиц” , космология и др .). В биологии же и социальных науках удельный вес ст охастических предсказаний неизмеримо выше. Органическая связь между объяснением и предсказанием выражается , не только в харак тере использования законов, но прежде вс его в том , что объяснение служит основой для предвидения . Действительно , если мы м ожем объяснить сущность или причину возникнов ения того или иного явления , то мы все гда можем предсказать его появление . Как м ы уже видели , Леверье и Адаме , объя с нив иррегулярности в движении планеты Уран , предсказали существование новой , до эт ого неизвестной планеты Нептун . Д . И . Менде леев , открыв свой знаменитый периодический за кон , смог объяснить химические свойства элеме нтов . Опираясь на это , он предсказал сущ е ствование новых химических элементов и приблизительно верно описал их свойств а . Число подобных примеров можно было увел ичить , Все они свидетельствуют о том , что подлинно научное объяснение обладает потенци альной предсказывающей силой . Этот вывод полу чил а р гументированное обоснование в известной статье К . Гемпеля и П . Оппен гейма “Логика объяснения” , где они подчеркива ют , что в той мере , в какой мы в состоянии объяснить эмпирические факты , мы можем достичь высшей цели научного исследован ия , а именно - не прос то регистрировать явления нашего опыта , но познать , опираясь на них , теоретические обобщения , дающие нам возможно сть предвидеть новые события. Наконец , неразрывная связь между объяснен ием и предсказанием находит свое выражение в одинаковой логической струк туре проц ессов объяснения и предсказания . При рассмотр ении дедуктивной модели научного объяснения в качестве иллюстрации был приведен пример с объяснением иррегулярностей в движении п ланеты Уран . Результатом этого объяснения был о предсказание существовани я новой планеты . Этот вывод логически следовал из соответствующих посылок , т.е . универсальных законов механики и закона всемирного тяготения , а также специфических характеристик , относящихся к параметрам движения планет и эмпирически установленным иррегуля р ностям в движении Урана . В других случаях объяснение , как правило , относится к уже известным явлениям и событиям . Все это не сказываетс я на логической структуре . Поэтому мы може м рассматривать дедуктивную модель предсказания как дедуктивный вывод , посылка м и которого служат , с одной стороны , универс альные законы динамического типа , а с друг ой - некоторые конкретные условия , характеризующие связь ме жду общими и единичными утверждениями . По аналогии с объяснением все эти посылки мо жно было бы назвать проекта нс ом, т.е . утверждениями , н а которых базируется предсказание . Само же заключение будет тогда проек тандумом. Аналогичные замечания м ожно сделать относительно стохастических предска заний , которые основываются на статистических законах и обобщениях и заключение котор ых имеет индуктивный (вероятностный ) характер. Тождественность формальной структуры объясне ния и предсказания не означает , конечно , ч то эти методы исследования не различаются по своей природе и функциям . Объяснения относятся к событиям , явлениям , зак ономе рностям уже известным , либо существующим в настоящее время , либо существовавшим в прош лом . В отличие от этого предсказание делае тся относительно либо будущих явлений и с обытий , либо явлений хотя и существующих , но до сих пор не обнаруженных . И в том и в другом случае утвержден ие , формулирующее предсказание , имеет неопределенн ый характер , ибо его истинность или ложнос ть может быть обнаружена лишь впоследствии . Здесь возникает и различие между логическо й силой законов , используемых для объяснения и пред с казания . В то время как для объяснения необходимо привлекать н аиболее глубокие теоретические законы , для пр едсказания часто достаточно эмпирических законов и обобщений . Все эти и подобные им соображения , не говоря уже о соображениях философского характера, послужили основой дискуссии , которая развернулась вокруг проблемы о симметрии между объяснением и предсказ анием . Не претендуя здесь на решение этой проблемы , нам хотелось бы отметить , что , хотя с логической точки зрения и объяс нение и предсказание как оп р еделе нные способы рассуждений являются симметричными , с методологической и общенаучной точек з рения они существенно различны и , следователь но , асимметричны . Поэтому дискуссию по этой проблеме важно ограничить более определенными рамками.