Lomonosov Moscow State University (Main researcher)
Moscow, Russian Federation
This article discusses the basic methods of sensory level of scientific knowledge: scientific observation, experiment, measurement. There is the existence of sensory level of scientific knowledge of its particular ontology: many different kinds of sensory objects as perceptual models of real objects or «things in themselves». The author substantiates the position that sensory cognition in science cannot be identified with the empirical level of scientific knowledge as the first stage of rational knowledge in science.
sensitive cognition, sensitive object, scientific observation, experiment, scientific measuring.
Работа выполнена в рамках гранта 16-23-01004 «а(м)». РГНФ-БФФИ. Философско-методологические и естественнонаучные основания современных биологических и экологических концепций.
Особая роль чувственного уровня научного познания заключается в том, что он является исходным и базовым для научного познания, поскольку именно на нем происходит непосредственное взаимодействие субъекта научного познания с познаваемыми им объектами реальности [1, 5, 8].
Уровень чувственного знания в науке представлен данными наблюдения и эксперимента над объектом познания. Его результатами являются чувственные схемы и модели познаваемых объектов как «вещей в себе». Необходимо различать объекты внешнего мира, существующие независимо от сознания и познания («вещи в себе» – Кант), и чувственные объекты, как исходное и непосредственное начало науки. Чувственный объект – это уже модель «вещи в себе», создаваемая средствами чувственного познания человека (ощущений, восприятий, представлений) [3, 6]. Основа и своего рода гарантия объективности содержания чувственного объекта и чувственного познания вообще – норма чувственного восприятия человека, которая у большинства людей одинакова или имеет минимальные отклонения. В науке объективность содержания чувственных восприятий исследователя дополнительно гарантируется и контролируется с помощью различного рода научных приборов и измерительных устройств (микроскоп, телескоп, фото-, видео- и киносъемка, термометр, барометр, химические реагенты и т.д.) [1, 5]. Критерий существования чувственных объектов в свое время был сформулирован британским философом и епископом Дж. Беркли: для подобного рода объектов «существовать» означает «быть воспринимаемым». К этому критерию Беркли необходимо добавить еще один: быть повторно воспроизводимым и идентифицируемым с помощью органов чувств или приборов. Множество чувственных объектов с их свойствами и отношениями образует чувственную реальность. Эта реальность имеет особый статус и характер, являясь посредствующим звеном между объективной реальностью (множеством «вещей в себе» – Кант) и эмпирической реальностью науки.
В современной общей психологии восприятия твердо установлено, что чувственное восприятие познающим субъектом вещей в себе, формирование о них определенных чувственных образов не является пассивным созерцанием объективного мира. Это активный, творческий процесс их моделирования сознанием субъекта, результат которого (чувственная модель объекта) существенно зависит не только от содержания вещей в себе, но и от целей, потребностей и познавательных установок субъекта познания. Поэтому чувственная реальность – это не чисто объективная, а объективно-субъективная данность [6, 7]. Один и тот же объект может восприниматься по-разному в зависимости от объективных и субъективных условий познания. Вот почему в психологии познания четко различают два близких понятия: «смотреть» и «видеть». Два различных субъекта или один и тот же, но в разных условиях, могут смотреть на один и тот же объект, но видеть в нем разное содержание. Чем обусловлено это различие? Во-первых, огромным разнообразием свойств любого реального объекта. Во-вторых, диспозиционным и релятивным характером многих свойств объектов. Например, такие свойства, как быть твердым, тяжелым, высоким, низким, большим, маленьким, быстрым, медленным, корпускулярным, волновым и т.п. И наконец, в-третьих, зависимостью содержания восприятия от условий познания (средств познания, а также целей и намерений субъекта познания) [6, 7]. Указанное в полной мере относится и к чувственному познанию в науке. Только здесь этот процесс имеет определенную специфику, поскольку осуществляется с помощью различных научных приборов, экспериментальных установок и измерительной техники. И этот процесс носит название «научного наблюдения».
1. Научное наблюдение – основное средство чувственного познания в науке. Научное наблюдение – это целенаправленный процесс получения чувственной информации об объекте научного познания, который обусловлен приборной базой наблюдения, а также когнитивным и (или) практическим интересом исследователя. Научное наблюдение отличается от обычного чувственного восприятия четко поставленной целью, систематичностью, использованием различного рода приборов и операциональных средств фиксации и количественной оценки поступающей чувственной информации об объекте исследования. При этом решающая роль принадлежит применяемому методу наблюдения. Он должен обеспечить потенциально бесконечную воспроизводимость результатов наблюдения, а также необходимую точность и однозначность чувственной информации об объекте. Соблюдение этих требований является необходимым и достаточным условием объективного характера получаемой чувственной информации [1, 3].
Прибор – познавательное средство, представляющее собой искусственное устройство или естественное материальное образование, которое ученый приводит в специфическое взаимодействие с исследуемым объектом с целью получения о последнем полезной информации. По специфике получаемой информации и своим функциональным характеристикам научные приборы подразделяются на три класса: приборы-усилители, приборы-анализаторы и приборы-преобразователи [2].
Примерами приборов-усилителей являются микроскоп, телескоп и т.п., прибора-анализатора – спектроскоп, с помощью которого определяется химический состав исследуемого вещества, приборов-преобразователей – термометр, манометр, спидометр и др. При этом все научные приборы выполняют функции регистрации и количественного измерения свойств и отношений исследуемых объектов. Разумеется, возможны и другие классификации научных приборов, различение их по другим основаниям (например, по степени точности, информационной емкости, техническим и эксплуатационным характеристикам и т.п.).
Говоря о роли приборов в научном познании, необходимо отметить их влияние на изучаемый объект и его свойства. В классической физике этим влиянием можно было пренебречь в силу его ничтожно малой величины по сравнению с массой-энергией изучаемых объектов макромира и мегамира (астрономия и космология). По крайней мере, допускалось, что это влияние всегда можно учесть и вычесть впоследствии из описания свойств «объекта самого по себе». При изучении же объектов микромира, мира квантовых сущностей, оказалось, что влияние приборов на их поведение и свойства столь значимо, что не учитывать это влияние уже принципиально нельзя. Так, при изучении элементарных частиц с помощью одних приборов (например, счетчика Гейгера), они ведут себя как корпускулы; при изучении же их свойств с помощью других приборов (например, при пропускании их через дифракционную решетку) они ведут себя уже как волны. То есть одни приборы актуализируют одни свойства изучаемого объекта, другие приборы – другие свойства. Эту познавательную ситуацию один из создателей квантовой механики Н. Бор зафиксировал в виде принципа относительности свойств объекта к средствам его наблюдения (а позднее обобщил это на все условия его познания). Согласно этому принципу любой прибор всегда ограничивает полноту возможных наблюдаемых свойств объекта, актуализируя одни его свойства и одновременно «затемняя» («уводя в тень») другие. Однако «хуже» оказалось другое, зафиксированное уже в принципе неопределенности В. Гейзенберга, другого создателя квантовой механики. Согласно этому принципу, точное измерение одной величины (или свойства) какого-либо объекта (прежде всего, элементарных частиц) делает принципиально невозможным точное определение в то же самое время некоторой другой величины, сопряженной с первой. Например, принципиально невозможно одновременно точно определить импульс элементарной частицы и ее пространственное положение (координату). Как и, наоборот. Одна из формулировок принципа неопределенности такова: если dx – неопределенность значения координаты х квантово-механического объекта, а dp – то же для ее импульса р, то произведение неопределенностей этих величин не может быть меньше постоянной Планка: dx∙dp ≥h. Сопряженными величинами являются также энергия и время, координата и скорость и др. Конечно, эта неопределенность и неточность с практической точки зрения (т.е. с позиций характеристик макромира) чрезвычайно мала. Однако с теоретической точки зрения важно то, что такая неопределенность всегда существует. А это уже имеет принципиальное гносеологическое значение, так как говорит о невозможности получения в науке с помощью приборов абсолютно точного знания изучаемых свойств объектов в ряде случаев, в частности, при изучении явлений микромира – фундамента материи. Таким образом, использование приборов в качестве средств научного познания существенно влияет на актуализацию и точность наблюдаемых свойств объектов, на образ познаваемого объекта и, соответственно, на его истинность. И дело здесь, как оказалось, отнюдь не в несовершенстве измерительной техники или статистическом характере результатов любых измерений. Квантовая механика в отличие от классической механики утверждает принципиальную невозможность получения абсолютно точных значений всех изучаемых свойств, даже если это делать с помощью абсолютно совершенных приборов и допустить абсолютную однозначность результата каждого измерения.
Наряду с научным наблюдением другим важнейшим методом получения в науке достоверной чувственной информации о познаваемом объекте является научный эксперимент.
2. Научный эксперимент. Очевидно, что проведение любого научного эксперимента (особенно – сложного) всегда основано на использовании множества научных приборов и различных тестирующих средств. Однако между научным наблюдением и научным экспериментом имеется одно существенное различие. Эксперимент – это исследование отдельных материальных систем и процессов путем контролируемого материального воздействия на них и последующего наблюдения за происходящими в них изменениями в результате оказанного воздействия. Эксперимент как средство познания использовался (как и систематическое наблюдение) с незапамятных времен, а в физическом познании он сознательно и широко использовался уже знаменитым древнегреческим ученым Архимедом. Однако в качестве основного метода научного исследования эксперимент был признан лишь в эпоху Возрождения и Новое время (Леонардо да Винчи, Г. Галилей, Р. Бойль, Ф. Парацельс, Р. Гук и др.) [8]. Это стало возможным только тогда, когда главная цель научного познания сместилась из теоретико-мировоззренческой плоскости в плоскость практического предназначения науки. Соответственно, целью науки была провозглашена не абстрактная объективная истина, а конкретное практически полезное знание – практическая истина («Знание – сила» – Ф. Бэкон). Слово «эксперимент» пришло в новоевропейскую науку из словаря средневековой инквизиции, где буквально означало «пытку», т.е. пристрастный допрос подозреваемого с применением к нему контролируемого физического воздействия для получения от него признания (или непризнания) в приписываемом ему преступлении или грехе.
Эксперимент в науке является средством достижения следующих целей:
- исследования вырванных из целостного контекста природы ее отдельных систем, явлений и процессов путем изучения их свойств и поведения с помощью дозируемого и контролируемого материального воздействия на эти системы;
- контролируемого изучения поведения искусственно созданных учеными материальных систем (артефактов) различного рода: технических и инженерных устройств, систем, механизмов, технологических процессов;
- контролируемого исследования материальных моделей исследуемых процессов [1, 5].
Двумя видами отношений, лежащих в основе любого эксперимента, являются:
- отношение «причина – следствие» для установления причинных законов, которым подчиняется исследуемый объект;
- отношение «вход – выход» для установления законов функциональной связи между определенными свойствами исследуемой системы и степени количественной определенности этой связи [3].
Классическим примером эксперимента последнего вида является эксперимент Г. Галилея по изучению скорости движения шарика по наклонной плоскости для определения величины (закона) ускорения свободного падения тел в идеальном пространстве (пустоте) [4, c. 166].
Рисунок 1 – Схема эксперимента Г. Галилея
(s – путь, пройденный телом по наклонной плоскости; а – ускорение тела при движении по наклонной плоскости; t – время прохождения расстояния S наклонной плоскости; g – ускорение свободного падения тела в свободном пространстве)
В результате эксперимента Г. Галилей пришел к выводу, что a≈9,8 м/сек2, но поскольку g=а для идеальной наклонной плоскости, постольку g=9,8 м/сек2.
Как известно, главный философ античного естествознания Аристотель был категорически против эксперимента как средства изучения природы, ее свойств и законов, так как считал, что в ходе эксперимента мы исследуем не саму по себе природу и ее объекты в их естественном состоянии, а лишь результаты нашего воздействия на природу. А это описание законов практической деятельности человека, но отнюдь не самой по себе природы, существующей объективно и независимо от человека. Целью науки, по Аристотелю, является именно нахождение и установление объективной истины о самом познаваемом мире (природе, обществе, человеке). И путь к достижению такой истины может быть по Аристотелю только один – чувственное и мысленное созерцание природы, осторожное и внимательное «подглядывание» за естественным ходом событий. Согласно Аристотелю научное познание не должно зависеть от текущих практических запросов и потребностей человека и общества. Оно должно быть направлено исключительно на изучение объективной, вневременной, всеобщей и абсолютной Истины. Радикально другое отношение к науке и ее предназначению стало утверждаться в Новое время. Главная цель науки теперь виделась в том, чтобы быть средством достижения господства человека над Природой, использования научного знания для умножения богатства и процветания человека и общества, удовлетворения их многообразных материальных и духовных потребностей для счастливой жизни на Земле. Непосредственным же предметом науки является не сама по себе Природа, а создаваемая учеными экспериментальная реальность, точные законы которой можно впоследствии эффективно использовать в технических и технологических целях, для создания новых орудий и средств материального производства – главного источника богатства и могущества общества.
Два основных метода чувственного познания в науке – наблюдение и эксперимент – реализуются в огромном числе разного рода их методик. Эти методики достаточно жестко привязаны к содержательным особенностям объектов и процессов изучаемых в той или иной науке: физике, астрономии, химии, биологии, геологии, географии, физиологии, медицины, почвоведения, агрономии, экономики, технических и технологических науках, социальных и гуманитарных науках. В разных науках и областях науки методики наблюдения и эксперимента существенно разнятся друг от друга, а их усвоение требует специальной подготовки, которая дается в процессе длительной подготовки специалистов соответствующей отрасли научного знания или научной дисциплины. Такого рода методики есть особое когнитивное искусство («когнитивное техно»), знание о которых и искусство владения которыми может быть передано только непосредственно от учителя к ученику, что называется «из рук в руки» путем практической демонстрации их применения. Вот почему описание конкретных технологий наблюдения и эксперимента не входит в задачи философской методологии. Это дело самих конкретных наук. Задачей же философии в области методологии науки является лишь описание и обоснование общей структуры методологии науки и общих методов научного познания на его различных уровнях.
В связи с этим необходимо подчеркнуть, что научное наблюдение и эксперимент сами по себе являются средствами именно чувственного познания в науке, но еще не эмпирического уровня научного познания. Они лишь подготавливают почву для эмпирического познания как первой ступени рационального познания в науке. Смысл этой ступени заключается в применении к содержанию чувственного знания методов мышления, рациональном моделировании чувственной информации об объекте и ее закреплении в научном дискурсе (научном языке) [2, 3].
3. Измерение – метод сравнения двух объектов, осуществляемый с помощью научных приборов; его результатом является экспериментальное установление количественного соотношения между познаваемым объектом и другим объектом, принятым за эталон. На теоретико-множественном языке измерение часто определяют как операцию установления соответствия между элементами двух множеств, одно из которых есть интенсивность (величина) некоторого свойства (длины, веса и т.п.), устанавливаемая с помощью некоего произвольного эталона квантования, а другое множество – это ряд чисел (например, натуральных). Результат измерения всегда представляет собой высказывание о численной величине предмета измерения в определенных единицах измерения (5 кг, 3 см, 5 ампер, 320 вольт и т.д.).
По мнению многих ученых и философов, научное познание в собственном смысле этого слова начинается только с измерения изучаемых свойств. Оно отличается от ненаучного знания, прежде всего, своим количественным характером, использованием при описании свойств и отношений познаваемых объектов языка математики. Кант: «В каждой науке столько науки, сколько в ней математики». Галилей: «Книга природы написана Богом на языке математики». А еще раньше Пифагор: «Все есть число». В современной науке, особенно в естествознании и технических науках, измерение имеет исключительно большое значение. Существует даже специальная научная дисциплина – метрология, которая занимается специально этими вопросами (единицами измерения, методиками измерения, практической стороной осуществления измерительных процедур, конструированием и испытанием различной измерительной техники, аппаратуры, приборов и т.д.). Все многочисленные научные приборы построены и эксплуатируются на основе метрологического знания [1, 5].
1. Kapitsa P.L. Eksperiment. Teoriya. Praktika [Tekst] / P.L. Kapitsa. - M., 1981.
2. Lebedev S.A. Metody nauchnogo poznaniya [Tekst] / S.A. Lebedev. - M.: Al´fa-M; Infra-M. 2014. - 272 s.
3. Lebedev S.A. Problema universal´nogo nauchnogo metoda [Tekst] / S.A. Lebedev, K.S. Lebedev. Novoe v psikhologo-pedagogicheskikh issledovaniyakh. - 2015. - № 3. - S. 7-22.
4. Lebedev S.A. Istoriya i filosofiya nauki [Tekst] / C.A. Lebedev, V.A. Rubochkin. - M.: Izdatel´stvo Moskovskogo universiteta, 2010. - 200 s.
5. Sorokin A.V. Fizika [Tekst] / A.V. Sorokin [i dr.]. - Nablyudenie, eksperiment, modelirovanie. - M., 2006.
6. Khaking Ya. Predstavlenie i vmeshatel´stvo. Vvedenie v filosofiyu estestvennykh nauk [Tekst] / Ya. Khaking. - M., 1998.
7. Lebedev S.A. The methods of the level scientific sense data [Text] / S.A. Lebedev. European Researcher. - 2015. - № 1(91). - C. 163-168.
8. Lebedev S.A. The object and subject of scientific cognition [Tekst] / S.A. Lebedev. Voprosy filosofii i psikhologii. - 2015. - № 4(6). - S. 275-280.
