Георгий Рузавин - Методология научного познания [Учебное пособие для вузов]

Чтобы глубже понять наблюдаемые явления и объяснить их, ученые вводят ненаблюдаемые объекты, выдвигают гипотезы, открывают законы и строят научные теории, раскрывающие внутренние механизмы протекающих явлений. Переход от феноменологических теорий к объяснительным характеризует уровень развития науки, ее теоретическую зрелость. В одних науках этот переход произошел уже давно, в других происходит, в третьих еще только начинается. На примере точного естествознания, и прежде всего физики, можно ясно проследить, как происходил переход от феноменологических теорий к нефеноменологическим, объяснительным. Известно, например, что одной из первых теорий, с помощью которой был точно описан и систематизирован большой эмпирический материал в области изучения световых явлений, была геометрическая оптика. Она не выдвигала никаких гипотез о природе света и механизме его распространения. Все эмпирические знания, связанные с распространением света, его отражением и преломлением, она описывала, опираясь на общий принцип, сформулированный еще в середине XVII в. Пьером Ферма, который получил название принципа наименьшего времени: «Свет выбирает из всех возможных путей, соединяющих две точки, тот путь, который требует наименьшего времени для его прохождения» [48] Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Т. 3 — М., 1965. — С. 9. . Принцип Ферма, как нетрудно заметить, определенным образом обосновывает и даже предсказывает некоторые оптические явления, но ничего не говорит о природе света, поэтому сам нуждается в объяснении.

Корпускулярная концепция Ньютона пыталась представить свет в виде потока мельчайших световых частиц — корпускул и таким образом могла объяснить законы прямолинейного распространения, отражения и преломления света. Однако она оказалась неспособной объяснить явления интерференции и дифракции света. Пришедшая ей на смену волновая концепция Гюйгенса — Френеля стала рассматривать свет как волнообразное движение эфира и благодаря этому смогла объяснить также явления интерференции и дифракции света. В середине XIX в. Д. К. Максвелл в своей электромагнитной теории представил видимый свет как небольшую часть обширного диапазона электромагнитных колебаний. В современной квантовой теории света вновь возвращаются к корпускулярным воззрениям на природу света, рассматривая его как поток мельчайших частиц — фотонов, которые, однако, принципиально отличаются от корпускул Ньютона тем, что обладают одновременно как корпускулярными, так и волновыми свойствами.

Этот пример из истории физики примечателен тем, что показывает, как те же самые наблюдаемые световые явления стали все глубже и полнее объясняться с помощью более адекватных оптических теорий, а сами эти теории развивались в соответствии с диалектическим принципом «отрицания отрицания», или движения мысли от тезиса к антитезису и от него к синтезу. В качестве тезиса можно рассматривать корпускулярную концепцию, а ее отрицанием или антитезисом стала волновая концепция. В квантовой теории был осуществлен синтез этих последовательно сменявшихся взглядов на природу света.

Нетрудно заметить, что во всех оптических теориях использовались также и ненаблюдаемые объекты (корпускулы, волны, фотоны.

Именно с их помощью каждая из теорий с той или иной полнотой и глубиной объясняла соответствующий круг эмпирических явлений. Поэтому следует заметить, что даже в феноменологических теориях не обходятся без определенных абстракций, идеализаций и теоретических представлений. Например, упоминавшийся принцип Ферма выражает определенное теоретическое предположение, справедливость которого обосновывается, в частности, такими эмпирическими явлениями и законами, как прямолинейное распространение света, его отражения и преломления.

Еще более показательно в интересующем нас плане сравнение таких фундаментальных физических теорий, как классическая термодинамика и молекулярно-кинетическая теория вещества. Исторически термодинамика возникла прежде, чем наука более или менее полно выяснила вопрос о строении вещества. Поэтому многие наблюдаемые свойства вещества (температура, давление и др.) стали изучать, не зная его строения. Именно такой подход присущ термодинамике, основные результаты которой содержатся в нескольких предельно простых утверждениях, называемых законами термодинамики. К их числу относятся два основных закона, или начала, термодинамики [49] См.: Фейман Р., Лейтон Р., Сзндс М. Указ. соч. Т. 4. С. 99—105. : сохранения и превращения энергии; возрастания энтропии в замкнутых системах (раньше, формулировался просто как принцип, согласно которому тепло не может переходить от холодного тела к горячему). Опираясь на эти начала, физики построили феноменологическую теорию тепловых процессов, которая описывает свойства и закономерности наблюдаемых макроскопических веществ. Однако такая теория не объясняет, почему существуют такие закономерности. Почему, например, при увеличении объема газа уменьшается его давление?

Ответы на эти и многие другие вопросы удалось найти с помощью молекулярно-кинетической теории вещества, в которой для объяснения механизма тепловых процессов была выдвинута гипотеза о существовании таких ненаблюдаемых объектов, как молекулы и атомы. Беспорядочным движением этих мельчайших частиц вещества и объяснялись тепловые процессы. Такой переход от описания к объяснению, от наблюдаемых явлений к ненаблюдаемым объектам свидетельствовал о прогрессе познания, его проникновении на более глубокий уровень исследования, раскрывающий сущность и механизм происходящих при этом тепловых процессов.

Все приведенные примеры показывают, что между описательными, феноменологическими, теориями и теориями объяснительными, нефеноменологическими, существует необходимая и преемственная связь, которая отражает диалектику развития научной мысли: от непосредственного познания наблюдаемых свойств и отношений явлений и процессов — к раскрытию их сущности посредством ненаблюдаемых объектов, от простого описания — к объяснению, от эмпирии — к теории.

Изучение новых явлений и процессов всегда начинается с обнаружения и анализа относящихся к ним фактов, установления логических связей между ними, попытки объяснить их вначале с помощью эмпирических обобщений и законов. Уже на этой стадии исследования приходится обращаться к простейшим абстракциям и идеализациям, например к таким, как световой луч и идеальный газ, связь которых с опытным материалом в достаточной мере ясна. Стремление к логической систематизации всей накопленной эмпирической информации и приводит к построению феноменологических теорий.