Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова (главный научный сотрудник)
Москва, Россия
В статье рассматриваются основные методы чувственного уровня научного познания: научное наблюдение, эксперимент, измерение. Показывается существование у чувственного уровня научного знания своей особой онтологии: множество различного рода чувственных объектов как чувственных моделей реальных объектов, или «вещей в себе». Обосновывается положение, что чувственное познание в науке нельзя отождествлять с эмпирическим уровнем научного познания как первой ступенью рационального познания в науке.
чувственное познание, чувственный объект, научное наблюдение, научный эксперимент, научное измерение.
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. Капица П.Л. Эксперимент. Теория. Практика [Текст] / П.Л. Капица. - М., 1981.
2. Лебедев С.А. Методы научного познания [Текст] / С.А. Лебедев. - М.: Альфа-М; Инфра-М. 2014. - 272 с.
3. Лебедев С.А. Проблема универсального научного метода [Текст] / С.А. Лебедев, К.С. Лебедев // Новое в психолого-педагогических исследованиях. - 2015. - № 3. - С. 7-22.
4. Лебедев С.А. История и философия науки [Текст] / C.А. Лебедев, В.А. Рубочкин. - М.: Издательство Московского университета, 2010. - 200 с.
5. Сорокин А.В. Физика [Текст] / А.В. Сорокин [и др.]. - Наблюдение, эксперимент, моделирование. - М., 2006.
6. Хакинг Я. Представление и вмешательство. Введение в философию естественных наук [Текст] / Я. Хакинг. - М., 1998.
7. Lebedev S.A. The methods of the level scientific sense data [Теxt] / S.A. Lebedev // European Researcher. - 2015. - № 1(91). - C. 163-168.
8. Lebedev S.A. The object and subject of scientific cognition [Текст] / S.A. Lebedev // Вопросы философии и психологии. - 2015. - № 4(6). - С. 275-280.
