Научное исследование

противоречивом процессе, каким является научное исследование, они выделяют

лишь частные его аспекты. Конечно, это аспекты весьма важны для

исследования, но они никоим образом не исчерпывают всего процесса и даже не

выражают его существенных особенностей с гносеологической точки зрения. В-

третьих, они не обращают внимание на тот факт, что такое решение всегда

связано с решением научных проблем, являющихся закономерным результатом

существующего на данный момент научного знания.

Современные исследователи, поняв ошибки и недостатки предшествующих

взглядов на природу научного открытия, наконец-то пришли к мысли о том, что

нельзя построить некий универсальный алгоритм, следуя которому ученый может

делать научные открытия. Более того, не существует даже такого алгоритма,

благодаря которому, скажем школьник, сможет сформулировать и доказать

теорему Пифагора без посторонней помощи, т.е. совершить субъективное

открытие. Поэтому наша задача состоит в том, чтобы построить такую общую

модель процесса научного поиска и исследования, в которой возникновение

нового научного знания и открытия было бы закономерным результатом всего

процесса научного поиска, начиная от выдвижения научной проблемы и кончая

ее решением в виде новой научной идеи, закона или даже целой теории. Это,

однако, вовсе не означает того, что такая модель будет отображать весь

сложный процесс поиска со всеми его деталями и случайностями. Как и всякая

модель она раскрывает лишь существенные его особенности с точки зрения

используемых в ходе исследования эвристических и логических методов.

§ 2.1. Проблемная ситуация

Всякое подлинно научное исследование постоянно связано с решением

проблем, и поэтому оно представляет собой проблемно ориентированный

процесс. Проблемной ситуацией, или проблемой, в самом общем смысле, принято

называть такую ситуацию, в которой наличные стратегии деятельности и весь

арсенал прошлого опыта не позволяют человеку разрешить возникшую трудность,

а требуется создание совершенно новой, не похожей на предыдущие, стратегии.

В теории научного познания под проблемной ситуацией понимают прежде всего

познавательную ситуацию, выражающуюся в невозможности объяснить имеющиеся

факты в рамках существующего знания. Путь к научному открытию начинается с

обнаружения проблемной ситуации, проходит через ее формулировку и

завершается разрешением этой ситуации.

Проблема является не только исходным пунктом исследования, о котором

можно забыть после того, как деятельность уже начата; напротив

существование проблемы только и делает исследование осмысленным. Прекратить

исследование проблемы - значит прекратить исследование. С этой точки зрения

вся наука и научная деятельность вообще посвящена решению проблем,

оригинальных или более или менее стандартных.

По поводу роли проблемы в науке существуют различные точки зрения.

Так, иногда возникает впечатление, что научная деятельность состоит скорее

не в постановке проблем, а в их решении. Что же касается самой способности

видеть проблемы, то, как известно, один некомпетентный человек может задать

столько вопросов, что на них не сможет ответить целый научный коллектив.

Тем не менее, мы считаем, что деятельность по обнаружению и постановке

проблем является характерной для человека. Так, Герман Вейль отмечает:

«Натуральный ряд чисел, которые мы конструируем, создает простые числа,

которые мы открываем, а они в свою очередь, создают проблемы, о которых мы

и не мечтали. Вот именно так и становится возможным математическое

открытие. Подчеркнем, что самыми важными объектами, которые мы открываем

являются именно проблемы и новые виды критических рассуждений. Таким

образом, возникает некоторый новый вид математического существования –

проблемы, новый вид интуиции – интуиция, которая позволяет нам видеть

проблемы и понимать проблемы до их решения»[2]. Научное исследование

неразрывным образом связано с существованием проблем, поскольку только

постановка проблемы и делает эту деятельность осмысленной.

Все цели научной деятельности группируются вокруг проблем и сводятся

к следующему: обнаружению проблем, которые оставались незамеченными ранее;

формулированию найденных или предложенных ранее, но неправильно

поставленных проблем; включению сформулированных проблем в ту или иную

наличную систему знанию и попытке решить их с целью обогащения и развития

этой системы знания. Поэтому можно сказать, что прогресс знания состоит в

постановке, уточнении и решении новых проблем. Проблема при этом выступает

как связующий элемент в поступательном движении человеческого знания от

неполного и неточного к все более полному и точному. Обнаружение и

постановка проблемы вскрывает неполноту предыдущих знаний и тем самым

является необходимым и неизбежным моментом в этом переходе к новому знанию.

Прежде, чем приступить к дальнейшему анализу проблемной ситуации,

следует выяснить является ли проблема исходным или конечным пунктом

исследования.

До сих пор мы предполагали, что проблема это начальный этап

исследованию. Однако существует и другая точка зрения на этот вопрос.

Некоторые исследователи отмечают, что проблема всегда предполагает

некоторое предварительное знание. Поэтому начало познавательной

деятельности не должно содержать знание. Таким образом, проблема не

является исходным пунктом исследования, она возникает лишь в его конце как

результат исследования.

В методологической концепции К.Поппера, наоборот, роль теорий

несколько приуменьшается по сравнению с ролью проблем. По мнению К.Поппера,

история науки является на самом деле не историей теорий, а историей

проблем, свободно выбираемых для исследования ученым в зависимости от его

внутренних интересов. Такая концепция принижает роль теоретического знания.

Мы считаем, что наиболее разумной концепцией по вопросу о соотношении

проблем и теорий будет такая, согласно которой проблемы и теории - это

равноправные элементы научного знания, тесно взаимосвязанные друг с другом

(в том смысле, что проблема порождает теорию, а теория - новые проблемы).

Развитие знания тогда представляется в виде непрерывного процесса. Изучать

этот процесс можно двояким образом: либо с точки зрения смены теорий, либо

как процесс смены проблем. Оба подхода будут выделять лишь два разных

аспекта единого процесса познания, и при этом можно утверждать заранее, что

во многом результаты, полученные в рамках одного подхода, будут повторять

результаты, полученные в рамках другого. По предъявленной проблеме можно

реконструировать с достаточной степенью точности знания, которое к ней

привело, и наоборот, достигнутый уровень знания определяет проблемы,

которые можно поставить для дальнейшего исследования.

Тем не менее, если рассматривать отдельный исследовательский цикл, то

удобнее считать, что он начинается с постановки проблемы. Эта точка зрения

более распространена в литературе, поэтому и мы в дальнейшем будем

придерживаться этого взгляда.

Первоначально может показаться, что проблема "всплывает" перед

исследователем как некое случайное событие требующее понимания и

объяснения. Однако, как правило, эта проблема обусловлена всех ходом

развития науки и является не случайной, а закономерной. Так известны

случаи, когда одна и та же проблема была поставлена и решена несколькими

учеными независимо друг от друга практически в одно и то же время. Так

Абель и Якоби оспаривали друг у друга право считаться основоположником

теории эллиптических функций, Клейн и Анри Пуанкаре соперничали в создании

теории автоморфных функций.

Появление проблемной ситуации определено различными обстоятельствами.

Прежде всего, она появляется при невозможности описать факт с помощью

существующего теоретического знания, имеющего обосновательный характер.

Здесь проблемная ситуация в большей мере навязывается объективно

существующими явлениями, которые нам еще не ясны. Но может быть и иной

вариант, когда проблемная ситуация не связана с фактами, не вписывающимися

в имеющиеся теоретические знанию, а, как в случае создания общей теории

относительности, обусловлено расширением и разработкой уже имеющейся

теоретической (мировоззренческой программы).

Проблемная ситуация субъективна по форме, но объективна по

содержанию. Объективно она навязывается исследователю переплетением новых

результатов наблюдений и экспериментов, выражаемых в форме эмпирических

знаний - фактов и законов, и тех теоретических знаний, которые уже

подтверждены. Чаще всего проблемная ситуация обнаруживает себя в свете

практических или теоретических интересов общества. Она подготавливается

всем ходом развития материальной и духовной культуры, в том числе развитием

теории и практики науки, отношением к ней со стороны государства и

общества, заинтересованностью последних в ее разрешении. Социально-

историческая среда существенно влияет на обнаружение проблемной ситуации и

ее решение. Она может способствовать научному открытию, но может и

затормозить его появление.

В проблемной ситуации наиболее ярко проявляется индивидуальность

ученого: уровень его профессиональной подготовленности, умение

ориентировать в проблеме, развитая степень риска, возможность отойти от

старых канонизированных представлений, подвижность ума и т.д.

В анализе проблемной ситуации приходится иметь дело и с вопросами

личностно-психологического плана, поскольку эта ситуация переживается

ученым и в ней проявляется его интуиция, особенности мышления и т.д.

В истории математики существует один очень яркий эпизод, показывающий

насколько судьба открытия зависит от личности ученого. Это, конечно же,

создание геометрии Лобачевского.

Как известно, многие математики пытались доказать пятый постулат

Евклида о параллельности прямых, считая его темным пятном на всей

евклидовой геометрии. Были неоднократные попытки доказать этот постулат

методом от противного. Но этот метод на первых же шагах давал такие

«абсурдные», с точки зрения привычной геометрии, выводы, что «шагать»

дальше всем представлялось нелепым. И только 11 февраля 1826 г. Николай

Иванович Лобачевский, отбросив все условности и сковывающие воображение

мерила земной геометрии, объявляет на заседании Совета Казанского

университета о создании особой геометрии, которой он дал название

«воображаемой геометрии». Практически параллельно с ним идеи этой геометрии

разработал Янош Бояи, который не смог опубликовать свою работу

самостоятельно из-за отсутствия денег. Его работа вышла под названием

«Апендикс», как заключительная глава «Арифметики», которую издал его отец.

Но ни Лобачевский, ни Бояи своими современниками поняты не были. Именного

этого и боялся великий математик Гаусс, который тоже пришел к подобным

результатам, но, боясь «крика биотийцев» он спрятал свое открытие в стол,

где его и нашли после его смерти. Гаусс был величайшим математиков своего

времени, и если бы он сказал хотя бы пару слов в защиту геометрии

Лобачевского (публикации по геометрии Лобачевского он прочитал, но также

благополучно положил их в стол), то новую геометрию гораздо быстрее бы

признали заслуживающей внимания и не столь бы трагичной была судьба

Лобачевского. Однако великий Гаусс не захотел портить свою репутацию и

геометрии Лобачевского получила свое развитие только спустя много лет после

смерти Николая Ивановича.

Следует отметить, что не существует общего метода порождения

глубоких, плодотворных разрешимых проблем. Тем не менее история науки

свидетельствует о том, что во многих случаях глубоко научные и плодотворные

проблемы возникали при реализации следующих четырех установок:

1) следует критически относиться к предлагаемым решениям ранее

поставленных проблем, даже если на первый взгляд эти решения

кажутся безупречными; в любом случае можно найти некоторые

недостатки, или, по крайней мере, обобщить найденное решение или

конкретизировать его применительно к какому-либо частному случаю;

2) необходимо применять известные решения к новым ситуациям и пытаться

оценить их на пригодность: если решение проблемы сохраняет силу, то

в результате получают обобщение не только решения, но и проблемы,

если же решение оказывается неприемлемым, то возникает новый

комплекс проблем;

3) необходимо сознательно стремиться к обобщению уже известных

проблем, пытаясь перенести их в новые области или ввести еще одни

параметр;

4) необходимо стремиться увязать наличие проблемы с проблемами в

других областях знания, рассматривать проблемы комплексно.

В целом же выбор проблем носит творческий характер, и здесь необходимы

скорее интуиция и опыт, нежели методика.

Важно отметить, что проблемы глобального характера типа: "что есть

первоматерия мира", "что такое объект?", "что есть движение?", "что такое

человек?", "что есть разум?" могут лишь определять границы отдельных наук,

но не являются начальным этапом научного исследования.

Очевидно, что не любая проблема является научной. Научные проблемы

выделяются из класса всех остальных тем, что они ставятся на основе

научных предпосылок и исследуются научными методами с доминирующей целью

расширения научного знания.

Научные проблемы могут быть классифицированы на различны подклассы.

Приведем классификацию В.Н.Карповича [7], которая наглядно представлена на

схеме 1.

Научные проблемы делятся на предметные и процедурные. Предметные

проблемы относятся к изучаемым объектам, а процедурные - к способам

получения и оценки знания. В свою очередь, предметные проблемы можно

подразделить на эмпирические и концептуальные, а процедурные - на

методологические и оценочные. Для решения эмпирических проблем необходимо

прибегать к операциям с предметами наряду с чисто теоретическим анализом

материала, в то время как концептуальные проблемы не требуют

непосредственного обращения к реальности. В отличие от предметных проблем

процедурные проблемы всегда являются концептуальными; само же различие

процедурных проблем заключается уже в том, что методологические проблемы не

могут иметь решения в виде оценочных суждений, в то время как оценочные

проблемы вводят в науку ценностные параметры и установки.

Эмпирической проблемой является в первую очередь поиск данных; ответ

на эмпирические проблемы может быть дан на основе таких научных методов как

наблюдение, эксперимент, измерение и т.п. Кроме того, проблема считается

эмпирической, если для ее решения необходимо конструировать приборы,

приготовлять реактивы и т.д. Концептуальные проблемы связаны с полученным

ранее множеством данных и заключается в их организации и интерпретации,

выведении следствий и формировании гипотез, устранении противоречий в

соответствии с требованием логической строгости. Методологические проблемы

касаются в основном планирования исследования: при их решении

устанавливаются некоторые соглашения, определяется порядок решения

проблемы, проведения наблюдений и экспериментов, очерчиваются

предполагаемые концептуальные процедуры и т.п. Оценочные проблемы имеют

дело с оценкой эмпирических данных, гипотез, теорий и т.п., и даже с

оценкой самой проблемы как осмысленной, правильной построенной и

корректной.

В.Н.Карпович [7] перечисляет следующие необходимые и достаточные

условия для того, чтобы проблема считалась правильно поставленной (причем

он замечает, что соблюдение этих условий не гарантирует безусловного успеха

исследования, но во всяком случае предохраняет от напрасной потери

времени):

1) наличие некоторого предварительного научного знания (данные,

теория, методика), в которое может быть включена исследуемая

проблема;

2) формально правильное построение;

3) корректность проблемы, т.е. ее предпосылки не должны быть ложными;

4) достаточная ограниченность, но не глобальность проблемы;

5) Указание на условие существования решения и его единственность;

6) принятие соглашения о признаках приемлемого решения и способах

проверки решения на приемлемость.

Далеко не все научные проблемы в конце концов так или иначе решаются;

некоторые проблемы остаются нерешенными в течение продолжительного времени

после их постановки (например, теорема Ферма оставалась нерешенной на

протяжении нескольких столетий), другие проблемы оказываются неразрешимыми

(например, задачи о квадратуре круга, трисекции угла и удвоении куба),

третьи вообще исчезают из поля зрения сменяющихся поколений ученых.

§ 2.2. Гипотеза

После того как проблема или проблемный комплекс сформулированы и

исследованы, т.е. проанализированы на предмет правильности постановки,

наличия и единственности решения и т.д., следует поиск решения проблем. Сам

процесс поиска решения зависит от того, с какого рода проблемой мы имеем

дело, эмпирической или концептуальной. Некоторые проблемы разрешаются

обращением к реальному миру, поиском новых фактов посредством процедур

наблюдения, измерения и т.п., другие же проблемы могут быть решены только

путем построения некоторых новых теорий, нового субъективного образа

объективного мира.

Действовать в решении проблемы без какой-либо гипотезы невозможно.

Даже решение очевидных практических задач осуществляются на основе

представлений, что эти задачи надо решать именно так в силу предшествующего

опыта и стремления оптимально добиться желаемого результата. Эти

представления и есть гипотеза. В более сложной задаче представления о

деятельности по достижению цели скрыто в ее информационной системе. На

первых этапах решения обычно гипотезы выдвигаются интуитивно. Они позволяют

зафиксировать область поиска, а при успешном продвижении в решении и

сужении области поиска повышается роль логической обоснованности и

контролируемости гипотезы.

Следует отметить, что гипотеза всегда обладает большим содержанием и

большей логической силой, чем те данные, на которых она основана. Поскольку

гипотеза не относится к единичным суждениям опыта, а всегда превосходит их

по содержанию, ее нельзя обосновать, исходя только из данных. Эмпирические

данные могут лишь опровергнуть гипотезу, но не подтвердить ее. Гипотеза

ставится под сомнение уже в том случае, когда вступает в противоречие хотя

бы с одним фактом или при ее логической проверке убеждаются, что

гипотетические способы действия не приводят к цели. Но каждая новая

гипотеза, как правило, не отбрасывает целиком содержание прежних гипотез, а

использует все рациональное. Новая гипотеза в основе своей выступает как

усовершенствованная предыдущая.

Например, Галилео Галилей при изучении свободного падения тел выдвигал

одну за другой несколько гипотез. Причем эти гипотезы он вдвигал на

основании того, что природа «стремится применять легкие средства», а

значит, и закон нарастания скорости должен происходить «в самой простой и

ясной для всякого форме». Но раз скорость растет с ростом пройденного пути,

то что может быть проще предположения о том, что скорость пропорциональна

пути: V=cS, где с – постоянное число. Галилей долго исследовал и неожиданно

обнаружил, что… по такому закону движение вообще происходить не может. У

Галилея были все основания обидеться на коварство природы, которая не

выбрала самого простого пути. Однако вера в разумность природы у Галилея не

угасла. Он рассматривает не менее простое предположение, что нарастание

скорости происходит пропорционально времени: V=at. Такое движение он назвал

естественно ускоренным. Галилей проявил большую гибкость, сравнительно

быстро переориентировавшись с пути на время. В 1609-1610 гг. он открыл

верный принцип равноускоренности свободного падения (относительно времени).

Существенным в появлении гипотезы часто является внезапность,

неожиданность. Это похоже на ситуацию, когда мы входим в темную комнату, в

которой не знаем, где зажигается свет. Отыскивая в темноте выключатель,

натыкаемся на какую-то мебель, острые углы, с трудом различаем бесформенные

темные массы. Но вот выключатель нашелся, свет зажжен - все сразу стало

ясным, обоснованным. Именно так могут иногда выглядеть размышления при

решении задачи: гипотеза - это внезапное просветление, вносящее ясность,

порядок, связь и целесообразность в детали, которые до этого казались

смутными, разбросанными, запутанными, неуловимыми. Она вносит существенно

новый связующий элемент в детали задачи. Вслед за ней приходит твердая

уверенность, что цель достижима. Внезапность - это очень характерная черта,

но ее трудно описать. Появление впечатляющей гипотезы психологи иногда

описывают как едва слышную подсказку внутреннего голоса. Любая решающая

гипотеза влечет за собой революционную перестройку в общем взгляде на

задачу. Вместе с ней элементы проблемы начинают играть новую роль,

приобретают новый смысл.

Многие исследователи, изучавшие деятельность человеческого ума,

заметили, что существуют две различные категории того, что называют

мыслями: к первой относятся те, которые мы порождаем активно, посредством

акта мышления, обдумывания. Ко второй - те, которые вспыхивают в нашем

сознании самопроизвольно.

Итак, гипотеза может выступать как продукт осознанной организации

мышления в научном поиске. Однако не только этот вид деятельности может

сформировать гипотезу. Существует бессознательный вид мыслительной

Страницы: 1, 2, 3