СТРУКТУРА НА НАУЧНОТО ПОЗНАНИЕ
„Обективният“ модел на естествената наука, предложен в тази глава,, за разлика от този на Кун и Лакатош, е извлечен не от историята на науката, а от анализ на структурата на природонаучното познание. В този модел в центъра на теорията не са законите (движенията), както в „синтактичния“ подход на логическите позитивисти (вижте параграф 5.2) и „семантичния“ „структуралистки възглед“ за науката от Suppes, Stegmüller и други, които ще бъдат обсъдени в параграф 9.3,, а обектите на движение, които в тази глава ще бъдат наречени идеални обекти(IO) [2 ] . Техните атрибути са закони. Тези IS се осигуряват от техническите операциина внедряване в емпиричен материал.В резултат центърът на естественонаучното познание не са математически изрази, фиксиращи законите, а модели, състоящи се от IS, в които се разграничават две нива: "вторични" IS (SIS), които са теоретични модели на явления, и "първични" IS (PIS), които служат като строителен материал за SIS.
Важно качество, което обединява и трите модела, е тяхната двустепенна природа, която позволява да се разграничат науките и клоновете на науката, да речем, квантовата механика, от теориите в рамките на клон на науката (например теорията за свръхпроводимостта), т.е. въвеждане на единици от различни нива. В същото време тези три модела не са алтернативни, а взаимно допълващи се. Моделът на Кун подчертава такъв важен аспект като взаимодействието на хора и идеи в хода на функциониране и скокове в науката, моделът на Лакатос описва важни аспекти от динамиката на развитието на научното познание, моделът, предложен в тази глава, предоставя фундаментално нова структура на естествените научни знания в сравнение с тази, разгледана в параграф 5.2.
Три методологични революции вфизика
Въз основа на анализа на структурата на физическото познание, развито до началото на 20-ти век, получаваме структура, която в много отношения е обща за всички природни науки. Във физиката се развива в резултат на три методологични революции, извършени от началото на 17 век до началото на 20 век. Техните резултати са приложими за всички природни науки [3] .
Естеството на природонаучното знание: синтез от естествена философия, математика и технология
Първатаметодологична революция, извършена отG. Галилейв своятатеория за падащите теласъдържа две точки: 1) създаването на естествената наука като симбиоза на математизираната натурфилософия (изразена чрез настройката „книгата на природата е написана на езика на математиката“ и генерираща „теоретичната част“ на физическата теория) [4] и технология (технически операции за подготовка на обект и неговата среда и съответстват измервания), без които няма експеримент; 2) специална комбинация отмоделни и математически слоевев теоретичното описание на движението на идеален обект (тяло, падащо в празнота). Тук Галилей поставя много от основните черти на парадигмата на естествените науки и ние ще се позоваваме на неговия пример повече от веднъж, така че ще започнем с анализ на неговите „Разговори.“, където това е направено.
Ако се обърнем към текстовете на „разговорите.“ Галилей, където той, решавайки задачата да опише падането на тялото от Аристотел, наследен от Аристотел, полага основите на естествената наука на новото време, ще се установи, че основата на неговите конструкции не е толкова емпирично наблюдение, а теоретичното убеждение, че природата „се стреми да приложи най-простите и леки средства във всичките си устройства. лилия, - че камъкът получени от състояние на покой и падане сна значителна височина, придобива все повече и повече увеличение на скоростта, ns трябва ли да мисля, че такова увеличение се случва внай-простатаи ясна за всички форма? Ако внимателно разгледаме въпроса, ще открием, че няма по-просто нарастване от това, което винаги се случва равномерно" [7, стр. 238].Схематана "физическата" работа на Галилей, ясно демонстрирана при решаването на проблема с изоставеното тяло ("4-ти ден"), е следната:законът на движениетое зададен - телата падат равномерно ускорено - и в резултат на умствени физически експерименти,отделяйки елементите на идеален физически модел•,на тялото,идеалното движение в празнотатаисредата, пречеща на това идеално движение.Освен това той подхожда към създадената от него теоретична конструкция по този начин, както инженерът подхожда към проект, т.е. той си поставя задачата да преведе тези елементи в материал [5]. 4>подготвителни операции (измервания (I>). В този случай (P е, да речем, подготовката на гладка наклонена равнина (и по-късно, тръба, от която се евакуира въздух (Торичели)), което е реализирането на вакуум, топка и поставянето й на определена височина, и И> Това е измерване на времето и изминатото разстояние. Благодарение на тях се осъществява материализацията на „тялото в празното” – идеалният обект (ИО) [6] на разглежданата теория.
Това може да се изрази чрез схемата (9.1.1a):
(9.1.1a)
(9.1.16)
Оттогава един типичен физически (и естественонаучен) експеримент (разгледан подробно в следващата глава) има подобна структура (9.1.16), където феноменът (I) е поведението на някакъв „реален обект“ [7] . Имайте предвид, че мястото на подготовка може да бъде заето отселекциясред тезитова, което е готово в околния свят, например, звезди в астрофизиката. Този случай обикновено се нарича по-скоро"наблюдение",отколкото експеримент. Феноменът е продукт на експеримент или наблюдение.
По този начин, когато създава теорията за падащите тела, Галилей всъщност откривапротивоположнияподход, предложен от Ф. Бейкън (виж параграф 2.3). Галилей пръвзадава законаза идеалното движение на тяло във вакуум – телата падат равномерно и ускорено. От опит се взема само фактът, че телата падат с ускорение, докато законът на това движение е избран на рационална основа - най-простият закон на ускореното движение - и се постулира, т.е. продиктувано от разума, а не от опита [8] .
Следователно Галилеевият подход е, първо,рационалистичен,защото основното му твърдение - равномерното ускоряване на падането на тялото - е постулат на ума, а не обобщение на опита. Второ, той еконструктивистки,защото в теоретичната част се генерира нов IS (празнота, по-точно тяло в празнотата), който след това се реализира в емпиричния материал в резултат на експеримента с помощта на процедури за подготовка (и измерване). Този ход се използва постоянно при създаването на раздели на физиката. Така че в класическата механика аналогът на двойката "вакуум - среда" ще бъде двойката "праволинейно равномерно движение - сила" в закона на Нютон I и "сила - инерционна референтна система" в закона на Нютон II. В края на краищата, "инерционна отправна система" се определя като такава отправна система, в която този закон е верен. Въвежда се постулатно и проблемът с намирането му се решава конструктивно чрез свързването му с повърхността на Земята, центъра на Слънцето, множество далечни звезди или космическо микровълново фоново излъчване.
Границата между теоретичното описание на поведението на ИО, принадлежаща насферата на спекулациите и идеалните същности и техническите операции е фундаментално важна. От Античността това са две различни сфери. Едната принадлежеше към сферата на техниката, изкуството на човека, засягаше различни "устройства", другата принадлежеше към сферата на философските спекулации, натурфилософията, където се обсъждаха идеалните същности, лежащи в основата на различни явления и света като цяло. Техниката е "втора природа", зад която стои човек, който я контролира, технологията предполага цели и функции, а не същности. От времето на Древна Гърция до Новата ера доминират идеите, че "областта на механиката е областта на техническата дейност, тези процеси, които не се случват в природата като такива без участието и намесата на човека. Предметът на механиката са явления, които се случват" противно на природата ", т.е. противно на потока от физически процеси, въз основа на" изкуство "(τέχνη) или" трикове "(μηχανη). Аз механичните проблеми представляват самостоятелна област, а именно областта на операциите с инструменти и машини, областта на „изкуството“. Механиката се разбира като вид „изкуство“, изкуството да се правят инструменти и устройства, които помагат да се преодолее природата" [9] [11, с. 9–11].
Това разграничение между техническите устройства и физическите явления всъщност остава дори след появата на естествените науки, които заменят естествената философия. Между последните обаче има специфично взаимодействие. От една страна, поради структурата (9.1.1a), естествената наука използва технически устройства в операциите, от друга страна, техническите устройства могат да използват различни физически явления (това започва с използването на теорията на Галилей от Хюйгенс за проектиране на часовников механизъм).
За да обсъдим границата между теоретичното описание на IO и техническите операции, които ги свързват с емпиричния материал, ние ще повече от веднъжВърни се.
Втората важна характеристика на първата методологическа научна революция от XVII век. е, че теоретичното описание на движението на IO съдържамоделни и математически слоеве.Първият включва "тяло", "празнота" и "среда", вторият - уравнение, описващо равномерно ускорено падане [10] . Появата на математизирана естествена философия се случи преди Галилей, но там бяха математизирани качества [11] , а тук движение.