Понятията емпирично и теоретично (основни характеристики)
В. Степин, М. Розов, В. Горохов
Понятията емпирично и теоретично (основни характеристики)
По проблема за теоретичното и емпиричното има богата методическа литература.
Доста ясно фиксиране на тези нива е извършено още в позитивизма от 30-те години на ХХ век, когато анализът на езика на науката разкрива разлика в значенията на емпиричните и теоретичните термини. Тази разлика се отнася до средствата за изследване. Но освен това е възможно да се разграничат две нива на научно познание, като се вземат предвид спецификата на методите и естеството на предмета на изследване.
Нека разгледаме по-отблизо тези разлики. Да започнем с характеристиките на средствата за теоретично и емпирично изследване. Емпиричното изследване се основава на прякото практическо взаимодействие на изследователя с изследвания обект. Тя включва извършване на наблюдения и експериментални дейности. Следователно средствата за емпирично изследване задължително включват инструменти, инструментални инсталации и други средства за реално наблюдение и експеримент.
При теоретично изследване няма пряко практическо взаимодействие с обекти. На това ниво обектът може да се изследва само индиректно, в мисловен експеримент, но не и в реален.
В допълнение към средствата, които са свързани с организирането на експерименти и наблюдения, в емпиричните изследвания се използват и концептуални средства. Те функционират като специален език, често наричан емпиричен език на науката. Той има сложна организация, в която си взаимодействат действителните емпирични термини и термините на теоретичния език.
Значението на емпиричните термини са специални абстракции, които биха могли да се нарекат емпирични обекти. Те трябва да се разграничават отобекти на реалността. Емпиричните обекти са абстракции, които всъщност отделят определен набор от свойства и отношения на нещата. Реалните обекти се представят в емпиричното познание под формата на идеални обекти, които имат строго фиксиран и ограничен набор от характеристики. Реалният обект има безкраен брой атрибути. Всеки такъв обект е неизчерпаем в своите свойства, връзки и отношения.
Да вземем например описанието на експериментите на Био и Савар, в които е открито магнитното действие на електрически ток. Това действие е записано чрез поведението на магнитна стрелка, разположена близо до прав проводник с ток. И тоководещият проводник, и магнитната стрелка имаха безкраен брой характеристики. Те имаха определена дължина, дебелина, тегло, конфигурация, цвят, бяха на известно разстояние един от друг, от стените на помещението, в което се провеждаше експериментът, от Слънцето, от центъра на Галактиката и т.н.
От този безкраен набор от свойства и връзки в емпиричния термин "проводник с ток", както се използва при описанието на този експеримент, бяха отделени само такива признаци: 1) да се намира на определено разстояние от магнитната стрелка; 2) бъдете директни; 3) провеждат електрически ток с определена сила. Всички други свойства тук нямат значение и ние се абстрахираме от тях в емпиричното описание. По същия начин, според ограничен набор от признаци, се конструира онзи идеален емпиричен обект, който формира смисъла на термина "магнитна игла". Всяка характеристика на емпиричен обект може да бъде открита в реален обект, но не и обратното.
Що се отнася до теоретичните знания, в тях се използват други изследователски средства. Липсват средства за материално, практическо взаимодействие с изследвания обект. Но езикът на теоретичнотоизследването се различава от езика на емпиричните описания. Тя се основава на теоретични термини, чието значение е теоретични идеални обекти. Те се наричат още идеализирани обекти, абстрактни обекти или теоретични конструкции. Това са специални абстракции, които са логически реконструкции на реалността. Никоя теория не се изгражда без използването на такива обекти.
Техните примери са материална точка, абсолютно черно тяло, идеална стока, която се разменя за друга стока строго в съответствие със закона за стойността (тук има абстракция от колебанията в пазарните цени), идеализирана популация в биологията, по отношение на която е формулиран законът на Харди-Вайнберг (безкрайна популация, при която всички индивиди се кръстосват с еднаква вероятност).
Идеализираните теоретични обекти, за разлика от емпиричните обекти, са надарени не само с онези характеристики, които можем да открием в реалното взаимодействие на обектите на опита, но и с характеристики, които никой реален обект няма. Например, материална точка се определя като тяло без размери, но концентриращо в себе си цялата маса на тялото. В природата няма такива тела. Те действат в резултат на умствено изграждане, когато се абстрахираме от незначителни (в едно или друго отношение) връзки и характеристики на даден обект и изграждаме идеален обект, който действа като носител само на съществени връзки. Реално същността не може да се отдели от явлението, едното се проявява чрез другото. Задачата на теоретичното изследване е познаването на същността в най-чист вид. Въведение в теорията на абстрактните, идеализирани обекти просто прави възможно решаването на този проблем.
Емпиричните и теоретичните видове познание се различават не само по средствата, но и поизследователски методи. На емпирично ниво като основни методи се използват реален експеримент и реално наблюдение. Важна роля играят и методите на емпиричното описание, които са насочени към обективно характеризиране на изследваните явления, възможно най-ясно от субективни слоеве.
Що се отнася до теоретичните изследвания, тук се използват специални методи: идеализация (методът за конструиране на идеализиран обект); мисловен експеримент с идеализирани обекти, който като че ли замества реален експеримент с реални обекти; специални методи за изграждане на теория (изкачване от абстрактното към конкретното, аксиоматични и хипотетико-дедуктивни методи); методи на логическо и историческо изследване и др.
Всички тези характеристики на средствата и методите са свързани със спецификата на предмета на емпиричното и теоретичното изследване. На всяко от тези нива изследователят може да се занимава с една и съща обективна реалност, но той я изучава в различни предметни раздели, в различни аспекти и следователно нейната визия, нейното представяне в знанието ще бъде дадено по различни начини. Емпиричните изследвания са основно фокусирани върху изучаването на явленията и връзките между тях. На това ниво на познание същностните връзки все още не се разграничават в чист вид, а като че ли са осветени във явленията, проличават през тяхната конкретна обвивка.
На нивото на теоретичното познание се открояват съществените връзки в техния чист вид.
Същността на обекта е взаимодействието на редица закони, на които този обект се подчинява. Задачата на теорията е именно да раздели тази сложна мрежа от закони на компоненти, след което стъпка по стъпка да пресъздаде тяхното взаимодействие и така да разкрие същността на обекта.
изучаванеявления и връзките между тях, емпиричното познание е в състояние да открие действието на обективен закон. Но той фиксира това действие, като правило, под формата на емпирични зависимости, които трябва да се разграничават от теоретичния закон като специално знание, получено в резултат на теоретично изследване на обекти.
Емпиричната зависимост е резултат от индуктивно обобщение на опита и е вероятностно-истинско знание. Теоретичният закон винаги е надеждно знание. Получаването на такива знания изисква специални изследователски процедури.
Известен е например законът на Бойл-Мариот, който описва връзката между налягането и обема на газа: PV = const, където P е налягането на газа, V е неговият обем.
Първоначално той е открит от Р. Бойл като индуктивно обобщение на експериментални данни, когато в експеримента е открита връзка между обема на газа, компресиран под налягане, и величината на това налягане.
Самата история на откриването на този закон е много интересна и поучителна. Като емпирична зависимост тя е получена до голяма степен случайно, като страничен продукт от спор между двама известни физици от 18 век Р. Бойл и Ф. Линус. Спорът беше относно тълкуването на експериментите на Бойл, които разкриха феномена на барометричното налягане. Бойл направи следния експеримент: тръба, затворена отгоре и пълна с живак, той потопи в чаша с живак. Съгласно принципа на комуникиращите съдове се очаква нивото на живака в тръбата и в чашата да е еднакво. Но опитът показва, че само част от живака се излива в чашата, а останалата част под формата на колона стои над повърхността на живака в чашата. Бойл интерпретира това преживяване по следния начин: налягането на въздуха върху повърхността на живака в чаша поддържа живачен стълб над тази повърхност. Височината на колоната еиндикатор за атмосферно налягане. Така беше предложен принципът на барометър - устройство, което измерва налягането.
Въпреки това Ф. Линус изтъква следните възражения: въздухът се състои от леки частици, той е като тънка и гъвкава течност, която не може да издържи на натиска на тежки частици живак. Следователно въздухът не може да задържи живачната колона. Той се задържа от привличането на живака към горния край на барометричната тръба. Линус пише, че запушвайки горната част на барометричната тръба с пръста си, усеща нишките на привличане, когато я спуска в чашата. Сам по себе си този исторически факт е много показателен. Това показва, че един и същ резултат от експеримента може да получи различни интерпретации и да се използва за потвърждаване на различни концепции.
За да докаже на Линус, че въздухът може да задържи живачен стълб, Бойл организира нов експеримент. Той взе стъклена тръба, огъната под формата на сифон със запоено късо коляно, и постепенно започна да я пълни с живак. С увеличаването на живачния стълб въздухът в коляното беше компресиран, но не напълно изхвърлен. Бойл състави таблица на съотношението на обемите въздух и стойността на живачен стълб и я изпрати на Линус като доказателство за правилността на неговата интерпретация.
Изглежда, че историята с обяснението на барометричното налягане е приключила. Но тя получи неочаквано продължение. Бойл имал ученик, млад мъж на име Таунли, когото Бойл преподавал на основите на физиката и математиката. Таунли, изучавайки таблицата с експериментите на Бойл, забеляза, че обемите на сгъстения въздух са пропорционални на височината на стълба живак, който притиска въздуха. След това Бойл вижда експериментите си в нова перспектива. Живачният стълб е вид бутало, което компресира въздуха, а теглото на стълба съответства на налягането. Следователно пропорцията в табличните данни означава зависимостмежду налягането и обема на газа. Така се получава съотношението PV = const, което Бойл потвърждава с множество опити с налягания по-големи и по-малки от атмосферното.
Но имала ли е тази зависимост статут на надежден закон? Очевидно не, въпреки че беше изразено с математическа формула. Това беше зависимост, получена чрез индуктивно обобщение на резултатите от опита и следователно имаше статут на вероятностно-вярно твърдение, а не на надеждно знание, което е теоретичен закон.
Ако Бойл беше преминал към експерименти с високи налягания, той щеше да установи, че тази зависимост е нарушена. Физиците казват, че законът PV = const е приложим само в случай на много разредени газове, когато системата се доближава до идеалния газов модел и междумолекулните взаимодействия могат да бъдат пренебрегнати. А при високи налягания взаимодействията между молекулите (силите на Ван дер Ваалс) стават значителни и тогава законът на Бойл се нарушава. Връзката, която Бойл откри, беше вероятностно истинско знание, обобщение от същия тип като твърдението „всички лебеди са бели“, което беше вярно до откриването на черните лебеди. Теоретичният закон PV = const е получен по-късно, когато е построен моделът на идеалния газ.
Физикът Д. Бернули (академик на Петербургската императорска академия) извежда този закон през 1730 г. Той изхожда от атомистичните идеи за газа и представя газовите частици като материални точки, които се сблъскват като еластични топки.
Бернули прилага законите на Нютоновата механика към идеален газ в идеален съд под налягане и получава формулата PV = const чрез изчисления. Това беше същата формула, която Р. Бойл вече беше получил по-рано. Но значението му вече беше друго. PV на Бойл = const корелирана със схемата на realексперименти и таблици с техните резултати. В Бернули той се свързва с теоретичния модел на идеален газ. В този модел бяха изразени основните характеристики на поведението на всякакви газове при относително ниско налягане. И законът, който директно описва тези съществени връзки, вече е действал като надеждно, истинско знание.
И така, отделяйки емпиричното и теоретичното познание като два специални вида изследователска дейност, можем да кажем, че техният предмет е различен, тоест теорията и емпиричното изследване се занимават с различни части от една и съща реалност. Емпиричните изследвания изучават явления и техните корелации; в тези съотношения, в отношенията между явленията, тя може да улови проявлението на закона. Но в чист вид тя е дадена само като резултат от теоретични изследвания.
Трябва да се подчертае, че увеличаването на броя на експериментите само по себе си не прави емпиричната зависимост надежден факт, тъй като индукцията винаги се занимава с непълен, непълен опит. Колкото и експерименти да правим и да ги обобщаваме, простото индуктивно обобщение на експерименталните резултати не води до теоретично познание. Теорията не се изгражда чрез индуктивно обобщение на опита. Това обстоятелство в цялата му дълбочина е осъзнато в науката сравнително късно, когато тя е достигнала достатъчно високи нива на теоретизация.
И така, емпиричните и теоретичните нива на познание се различават по предмета, средствата и методите на изследване. Изборът и самостоятелното разглеждане на всеки от тях обаче е абстракция. В действителност тези два слоя знания винаги си взаимодействат.