Что такое закон в науке. Закон. законы науки
Далее обосновывается идея, что ни наука история, пи социальная философия не устанавливают никаких законов развития общества. В этом плане данные дисциплины не отличаются от других наук о становлении, говорящих об уникальных, не повторяющихся событиях и процессах.
Мысль, что история призвана формулировать особые законы, которым подчиняется развитие общества, является ошибочной и не согласуется с современными методологическими представлениями об историческом познании.
Частично эта мысль связана с восходящим еще к Новому времени и до сих пор остающимся довольно распространенным убеждением, что задача каждой науки – открывать научные законы, касающиеся изучаемой области объектов. Если какая-то дисциплина не устанавливает каких- либо законов, то она является не научным, а паранаучным или даже псевдонаучным исследованием.
Неверное представление об истории как науке, раскрывающей законы развития общества, во многом опирается также на расплывчатые идеи о научном законе и на ставшую уже обычной путаницу между законами науки и социальными тенденциями, во многом напоминающими научные законы, по не являющимися ими.
Научный закон представляет собой универсальное, онтологически необходимое утверждение о связи явлений.
Общая форма научного закона:
"Для всякого объекта из данной предметной области верно, что если он обладает свойством А, то он с онтологической необходимостью имеет также свойство В".
Универсальность закона означает, что он распространяется на все объекты своей области, действует во всякое время и в любой точке пространства. Необходимость, присущая научному закону, является не логической, а онтологической. Она определяется не структурой мышления, а устройством самого реального мира, хотя зависит также от иерархии утверждений, входящих в научную теорию.
Научными законами являются, например, утверждения: "Если по проводнику течет ток, вокруг проводника образуется магнитное поле", "Химическая реакция кислорода с водородом дает воду", "Если в стране нет развитого, устойчивого гражданского общества, в ней нет устойчивой демократии" и т.п. Первый из этих законов относится к физике, второй – к химии, третий – к социологии.
Научные законы делятся на динамические и статистические. Первые, называемые также закономерностями жесткой детерминации, фиксируют строго обозначенные связи и зависимости; в формулировке вторых решающую роль играют методы теории вероятностей.
Неопозитивизм предпринимал попытку найти формально-логические критерии различения научных законов и случайно истинных общих высказываний (таких, например, как "Все лебеди в этом зоопарке белые"), однако эти попытки закончились ничем. Номологическое (выражающее научный закон) высказывание, с логической точки зрения, ничем не отличается от любого другого общего условного высказывания.
Для понятия научного закона, играющего ключевую роль в методологии таких наук, как физика, химия, экономическая наука, социология и др., характерны одновременно неясность и неточность. Неясность проистекает из смутности значения понятия онтологической необходимости; неточность связана в первую очередь с тем, что общие утверждения, входящие в научную теорию, могут изменять свое место в ее структуре в ходе развития теории.
Так, известный химический закон кратных отношений первоначально был простой эмпирической гипотезой, имевшей к тому же случайное и сомнительное подтверждение. После работ английского химика В. Дальтона химия была радикально перестроена. Положение о кратных отношениях сделалось составной частью определения химического состава, и его стало невозможно ни проверить, ни опровергнуть экспериментально. Химические атомы могут комбинироваться только в отношении один к одному или в некоторой целочисленной пропорции – сейчас это конститутивный принцип современной химической теории. В процессе превращения предположения в тавтологию положение о кратных отношениях на каком-то этапе своего существования сделалось законом химии, а затем снова перестало быть им.
То, что общее научное утверждение может не только стать научным законом, но и прекратить быть им, было бы невозможным, если бы онтологическая необходимость зависела только от исследуемых объектов и не зависела от внутренней структуры описывающей их теории, от меняющейся со временем иерархии ее утверждений.
Научные законы, относящиеся к широким областям явлений, имеют отчетливо выраженный двойственный, дескриптивно-прескриптивный характер. Они описывают и объясняют некоторую совокупность фактов. В качестве описаний они должны соответствовать эмпирическим данным и эмпирическим обобщениям. Вместе с тем такие научные законы являются также стандартами оценки как других утверждений теории, так и самих фактов. Если роль ценностной составляющей в научных законах преувеличивается, они становятся лишь средством для упорядочения результатов наблюдения и вопрос об их соответствии действительности (их истинности) оказывается некорректным.
В жизни широкого научного закона можно выделить, таким образом, три типичных этапа:
- 1) период его становления, когда он функционирует как гипотетическое описательное утверждение и проверяется прежде всего эмпирически;
- 2) период зрелости закона, когда он в достаточной мере подтвержден эмпирически, получил ее системную поддержку и функционирует не только как эмпирическое обобщение, но и как правило оценки других, менее надежных, утверждений теории;
- 3) период старости закона, когда он входит уже в ядро теории, используется прежде всего, как правило, для оценки других ее утверждений и может быть отброшен только вместе с самой теорией; проверка такого закона касается прежде всего его эффективности в рамках теории, хотя за ним остается и старая, полученная еще в период его становления эмпирическая поддержка.
На втором и третьем этапах своего существования научный закон является двойственным, описательно-оценочным утверждением и проверяется, как все утверждения такого рода. Речь идет именно о типичных этапах эволюции закона, а не о том, что каждый закон проходит все три этапа.
Здесь можно провести аналогию с этапами жизни человека: юностью, зрелостью и старостью. Выделение этих этапов не означает, что биография каждого человека включает их все: одни люди доживают до глубокой старости, другие умирают совсем молодыми.
Аналогично научные законы, представляющие собой простые эмпирические обобщения ("Все металлы электропроводны", "Все многоклеточные живые организмы смертны" и т.п.), никогда не вступают, как кажется, в период старости. Этим объясняется их удивительная – в сравнении с другими научными законами – устойчивость: когда теория, в которую они входили, отбрасывается, они обычно становятся элементами новой, пришедшей ей на смену теории.
В качестве примера закона, прошедшего в своей эволюции все три этапа, можно привести второй закон механики Ньютона. Долгое время этот закон был фактической истиной. Потребовались века упорных эмпирических и теоретических исследований, чтобы дать ему строгую формулировку. Сейчас данный закон выступает в рамках теории Ньютона как аналитически истинное утверждение, которое не может быть опровергнуто никакими наблюдениями.
Другим примером закона, прошедшего все три типичных этапа эволюции, может служить упоминавшийся ранее химический закон кратных отношений, ставший аналитическим высказыванием после работ Дальтона.
На втором и третьем этапах своего существования научный закон является описательно-оценочным утверждением и проверяется, как все такие утверждения.
В так называемых эмпирических законах, или законах малой общности, подобных закону Ома или закону Гей-Люссака, оценочная составляющая ничтожна. Эволюция теорий, включающих такие законы, не меняет места последних в иерархии утверждений теории; новые теории, приходящие на место старым, достаточно безбоязненно включают такие законы в свой эмпирический базис.
Общие принципы научных теорий и научные законы имеют отчетливо выраженный описательно-оценочный характер. Законы описывают и объясняют определенные совокупности фактов, и в этом качестве законы должны соответствовать эмпирическим данным. С другой стороны, более или менее устоявшиеся научные принципы и законы всегда выступают стандартами оценки как остальных утверждений научной теории, так и самих фактов. Научный закон говорит не только о том, что есть, но и о том, что должно быть, если ход реальных событий соответствует описывающей их теории.
Если роль ценностной составляющей в общих принципах научной теории преувеличивается, они становятся лишь средством для упорядочения результатов наблюдения и вопрос о соответствии данных принципов действительности оказывается некорректным.
Так, Н. Хэнсон сравнивает общие теоретические суждения с рецептами повара. Как рецепт лишь предписывает, что надо делать с имеющимися в наличии продуктами, так и теоретическое суждение следует рассматривать, скорее, как указание, которое дает возможность осуществлять те или иные операции с некоторым классом объектов наблюдения. "Рецепты и теории, – заключает Хэнсон, – сами по себе не могут быть ни истинными, ни ложными. Но с помощью теории я могу сказать нечто большее о том, что я наблюдаю".
Ценностно нагружены не только общие принципы, но и в той или иной мере и все законы научных теорий. Научный факт и научную теорию невозможно строго отделить друг от друга. Факты истолковываются в терминах теории, их содержание определяется не только тем, что непосредственно устанавливается ими, но и тем, какое место они занимают в теоретической системе. Теоретическая нагруженность языка наблюдения и выражаемых в нем фактов означает, что и факты не всегда являются ценностно нейтральными.
Закон (объективный) – существенная, повторяющаяся и устойчивая связь явлений, обуславливающая их упорядоченное изменение. Близко к понятию сущности, существенности. Закон не только фиксирует повторяющуюся, устойчивую связь, но и объясняет ее. Существует много видов классификаций законов.
Три основных типа научных законов – динамические, статистические, и законы взаимосоответствия. Историческое и гносеологическое соотношение всех трех типов законов.
Естественные законы, особенно физические, обладают несравненно большей способностью к конкретному предсказанию наступления соответствующих событий. Биологические законы, дают меньшую вероятность, а филсофские или социальные законы дают явно недостаточно определенную характеристику. (Это связано с разным влиянием различных условий.) В связи с этим все законы классифицируемы по их типам . (Сущетсвует еще огромное кол-во классификаций: по предметам иссл-я (естественные, технические, общественные), по отношению к человеку, как к субъекту отношений (7 групп))
Классификация законов по типам:
1. законы динамические (законы действия сил)
2. законы статистические (вероятностные)
3. законы взаимосоответсвий (законы-тенденции)
1) Динамичсекие законы(ДЗ) – такие закономерности, которые выражают строгоопределенную и однозначную взаимосвязь между какими-либо параметрами.
ДЗ, в силу своей простоты, явились в науке исторически и генетически первыми, и исходными. (Впервые в классической механике Ньютона, во время научной революции 17века). ДЗ развивались в непосредственной близости с теорией чисел и основой ДЗ является мат. аппарат. Потому физика невозможна без математики.
Долгое время, вплоть до 19 века, поянтие «з-ны науки» отождествлялись с ДЗ, а всякие другие закономерности исключались из числа научных. Вследствие этого понятие «наука» распространилась только на механику, физику и математику.(Хотя на самом деле в мат-ке действуют логико-математические законы, не являющиеся ДЗ, но внешне похожие). Понятие « точные науки» также происходит от ДЗ. Причинно-следственная связь четко определена и однозначна.
2) Статистические законы(СЗ) - закономерности, носящие вероятностный характер. (выражаются чаще графически (распр-е Максвелла по скоростям))
Ко второй половине 19 века в естествознании стала очевидной (в социальных науках это осозналось еще раньше) неспособность ДЗ объяснить характер связей в случае систем. (т.е когда влияет не один фактор, а мн-во, и рассматривать нужно не эл-ты по отдельности, в случае их большого кол-ва, а всю совокупность, как единое целое). Здесь приходилось оперировать не дискретными, а скорее непрерывными величинами, а их отразить посредством чисел было гораздо труднее.
Ярче всего это сказалось
· в области экономических отношений
· в биологии
· во многих сферах физического мира (прежде всего это касается жидкостей, где хотя и можно с пом-ю ДЗ описать дв-е отдельных молекул, но описание именно жидкости, а не множества молекул, становится невозможным (у жидкости есть свои св-ва не присущие отдельной молекуле); то же самое стало обнаруживаться при исследовании газов и плазмы.)
Кроме того, стало выясняться и другое, огорчившее горячих поклонников ДЗ как единственно и подлинно научных. Оказалось, что ДЗ являются скорее лишь идеализированными абстракциями, чем существующими процессами. (Например в законе Бойля-Мариотта речь идет об идеальном газе, а не о реальном, сильно отличающимся от идеального). Законы нового типа, сформировавшиеся на базе исследования сложных и по своему содержанию непрерывных объектов, стали называться статистическими законами (законами нелинейных отношений) (многофакторный хар-р). (Приемы статистического анализа зародились с возникновением государствоведения, возникла необходимость в данных о состоянии населения, земель, ресурсов). Причинно-следственная связь неоднозначна. СЗ оказались ориентированны не на бесполезный анализ всех одновременнно действующих сил, а на анализ их результата, формирующего в итоге соответствующее состояние системы в целом. Т.о. СЗ явились з-нами состояний, а не з-нами сил, как ДЗ.
3) Законы взаимосоответствия (ЗВ) - выражают максимально общие соотношения между какими-либо процессами или явлениями. (Закон соответствия производственных сил и производственных отношений)
(- это з-ны функциональных взаимоотношений множеств или предметов, обладающих определенным состоянием и находящихся во взаимосвязи с кокретными усл-ями.)
ДЗ и СЗ являются как бы «именными» – з-ны движущихся тел, з-ны газов, з-ны общественных отн-ий, з-ны народонаселения. А ЗB предельно всеобщи и ими охватываются такие связи, которые присущи абсолютно всем процессам и мн-вам (даже идеальным мн-вам (мыслям)). Философские з-ны должны составлять костяк ЗВ. (Основу з-на взаимосоответствия составляет принципдиалектического единства противоположностей с 19 признаками – атрибутами.) В ЗВ отсутствует точность, поэтому можно иронизировать по поводу ЗВ как законов науки, из-за отсутствия в них какой-либо вероятностной «точности» в предсказании наступления событий. Считается что в природе нет никаких другх законов, кроме ЗВ, ибо считается, что все остальные – это лишь разнообразные формы его же сущ-я и действия. Закон взаимосоотвествия зациклен только на однй задаче: Как один эл-т (независимо от своего содержания и самой своей сути) соответствует по своим признакам, свойствам, отн-ям, функциям другого эл-та этой же системы.
Важная особенность : Динамические з-ны являются частным случаем статистических, ДЗ и СЗ являются частным случаем ЗВ.
Законы диалектики.
Диалектика – философская теория развития природы, общества, мышления и основанный на этой теории метод познания и преобразования мира. Содержание диалектики формировалось в течение длительного периода духовного развития человечества. Можно выделить три основные исторические формы диалектики: стихийную диалектику древних (заложены идейные основы диалектики), диалектику Гегеля (создана теоретическая база для последующего развития) и марксистскую диалектику (материалистическая диалектика). Смена исторических форм диалектики происходила так, что каждая последующая форма вбирала в себя все ценное, что содержала предыдущая.
Теория материалистической диалектики имеет два взаимодополняющих уровня объяснения развития: идейный и теоретический. Идейный уровень составляют принципы диалектики – это предельно общие идеи, выражающие концептуальные основы диалектики. Теоретический уровень образуют законы материалистической диалектики: Первая группа законов, раскрывает структуру развития на уровне описания самого механизма развития (закон единства и борьбы противоположностей, раскрывающий источник развития; закон взаимного перехода количественных и качественных изменений, позволяющий показать, как происходит развитие; закон отрицания отрицания, на основе которого появляется возможность объяснить направленность развития). Во вторую группу входят законы, объясняющие ту часть структуры развития, которая обусловливает наличие в нем всеобщих противоположных сторон. Эти законы объясняют сущность взаимодействия противоположных сторон развивающегося мира.
Закон единства и борьбы противоположностей.
Согласно данному закону противоречие выступает источником и движущей силой всякого развития. Противоречие – это взаимодействие противоположностей. В материалистической диалектике противоречие представляет собой динамический процесс, который в своем развитии проходит три этапа: возникновение, собственно развитие и разрешение.
1. Возникновение противоречий. Процесс возникновения противоречия описывается с помощью категорий:
· Тождество – это совпадение, равенство (разные предметы) или его тождественность самому себе (один предмет). Тождество всегда относительно. Это означает, что между предметами всегда существует разность.
· Противоположность – это различия между предметами, выросшие до предельных размеров в том смысле, что они оформились в определенный субстрат (элемент системы), который принуждает своей активностью (своим существованием) предметы, находящиеся в единстве (то есть в системе), развиваться в противоположных направлениях. С появлением противоположностей оформляется структура противоречия и завершается этап его возникновения.
2. Развития противоречий. Для характеристики этого этапа обычно используют два ряда понятий:
· Единство и борьба противоположностей. Данные понятия используются для раскрытия механизма развития противоречия. Единство и борьба – это две стороны процесса взаимодействия противоположностей. Единство противоположностей может быть понято трояко: а) две противоположности находятся в единой системе; б) взаимодополнение и взаимопроникновение в функционировании системы; в) результат снятия их борьбы. Борьба противоположностей – это их постоянное противодействие.
· Гармония, дисгармония, конфликт. Понятия, обозначающие, в какой форме происходит развитие противоречия, а так же состояние этого развития. Развитие противоречия может осуществляться как в одном из данных состояний, так и с их последовательным чередованием. Гармония – определенный порядок взаимодействия противоположностей, основанный на их связи и позволяющий системе развиваться. Дисгармония – существуют деформаций в развитии противоречия, которые приводят к некоторым нарушениям в функционировании системы. Конфликт – столкновение противоположностей достигает предела, за которым происходит разрушение существенных связей и крушение системы.
3. Разрешение противоречий. Он происходит путем отрицания: а) состояния, в котором оно находилось прежде; б) одной из противоположностей; в) обеих противоположностей.
Закон взаимного перехода количественных и качественных изменений.
Согласно данному закону, развитие происходит путем количественных изменений, которые, переходя меру предмета, вызывают качественные изменения, протекающие в форме скачков. Содержание закона раскрывается с помощью следующих категорий:
· Качество – это внутренняя определенность предмета (специфика), а так же совокупность существенных свойств предмета, отражающих его коренное отличие от других предметов.
· Свойство – отражает проявление отдельных сторон качества предмета во внешней среде.
· Количество – это степень развития свойств и пространственно-временных границ предмета, а та же его внешняя характеристика качества.
· Мера – характеристика предмета в его качественной и количественной форме, она определяет те количественные границы, в которых качество предмета сохраняется.
· Количественные изменения предмета, то есть прибавление к нему или убавление от него вещества, энергии, информации, непрерывны до тех пор, пока они не перейдут меру предмета.
· Качественные изменения представляют собой коренное преобразование существенных свойств предмета.
· Скачок – это разрыв непрерывности количественных изменений, дающий начало новому качеству.
Закон отрицания отрицания.
Закон отрицания отрицания объясняет направление развития из последовательности сменяющих друг друга диалектических отрицаний. Основная категория закона – отрицание. Под отрицанием понимается переход объекта в новое качество, обусловленное развитием свойственных ему внутренних и/или внешних противоречий. При диалектическом отрицании объекта в нем, как правило, осуществляются четыре процесса: что-то уничтожается; что-то преобразуется; что-то сохраняется; что-то создается новое.
Устанавливаемое на основе данного закона направление развития оказывается зависимым от цикличности как способа закономерной связи в цепи отрицаний. Каждый цикл отрицаний состоит из трех стадий: а) исходное состояние объекта; б) его превращение в свою противоположность; в) превращение этой противоположности в свою противоположность.
Условием действия этого закона является рассмотрение прогрессивного развития в аспекте отрицания, а признаком его действия является завершение цикла отрицания, когда обнаруживается преемственность между исходным состоянием объекта и его существованием после второго отрицания.
Все, что человек знает об окружающем мире, он знает в форме понятий, категорий (от грч. kategoria – доказательство). Таким образом категории – это научные понятия, выражающие наиболее общие и основные отношения, формы и связи объективной действительности. Каждая область знаний имеет свои научные понятия (категории) физика – «атом», «масса»» и т. д. Категории философии носят универсальный характер , т. к. они используются во всех отраслях человеческого знания. Категории, законы - есть предмет, изучение диалектики. Для диалектики характерно формирование парных категорий, отражающих «полярные» стороны целостных явлений, процессов (часть-целое, общее-индивидуальное, единичное-множественное, возможность-действительность и т. д.). Категорий диалектики бесчисленное множество.
Выделим самые основные:
а) единичное-общее;
б) явления-сущность;
г) необходимость-случайность;
д) возможность – действительность;
ж) причина-следствие.
Единичное и общее.
Единичное – категория, выражающая относительную обособленность, ограниченность вещей, явлений, процессов друг от друга в пространстве и во времени, с присущими им специфическими особенностями, составляющими их неповторимость.
Общее - это единичное во многом, объективно существующее сходство характеристик единичных предметов, их однотипность в некоторых отношениях.
Общее - (дом, дерево и т. д.) представлено всегда не конкретными предметами, явлениями, а чертами их сходства, подобия.
Диалектика единичного и общего проявляется в их неразрывной связи.
Общее не существует само по себе, в «чистом» виде. Оно неразрывно связано с единичным, существует в нем и через него.
Единичное же входит в тот или иной класс предметов, заключает в себе те или иные общие черты.
Получается, что отдельный предмет - не просто «сгусток» индивидуального, в нем так или иначе всегда есть общее.
Диалектика единичного и общего выражается в языке, обладающем мощной способностьюобобщения.
Явление и сущность.
Явление и сущность это различные уровни познания объективной реальности . Они выражают соотношение внешнего и внутреннего в явлениях.
Явление – это внешние, наблюдаемые, изменчивые характеристики предметов и явлений .
Сущность - внутренняя, глубинная, скрытая, относительно устойчивая сторона того или иного предмета, явления, процесса, определяющая его природу.
Явление и сущность – диалектически связанные противоположности. Они не совпадают друг с другом.
Гегель подчеркивал, что непосредственное бытие вещей - это кора, завеса, за которой скрывается сущность, а Маркс уточнял: если бы форма проявления и сущность вещей непосредственно совпадали, то всякая наука была бы излишняя.
Вместе с тем если бы явление и сущность не были бы связаны между собой, то познание сути вещей было бы невозможно.
Cущность обнаруживает себя в явлениях, а явление есть проявление сущности. Например, болезни человека (сущности) проявляются через болезненные симптомы (явления). Но вся сложность диагноза болезни в том, что одинаковые явления (температура, головная боль и т. д.) могут быть присущи разным по сущности болезням. Явление может, таким образом, маскировать сущность, вводить в заблуждение.
Познание сущности достигается через познание явления .
Категории явления и сущности неразрывно связаны между собой. Одно из них предполагает другое. Диалектический характер этих понятий сказывается и в их гибкости, относительности: тот или иной процесс выступает как явление по отношению к более глубоким процессам, но как сущность - по отношению к его собственным проявлениям.
Таким образом, явление и сущность есть понятия, указывающие направление, путь вечного, бесконечного углубления человеческих знаний. А процесс познания - есть непрестанное движение мысли от поверхностного, видимого, ко все более глубокому, скрытому - к сущности !
Форма и содержание.
Понятие "форма" обобщенно выражает способы существования различных видов бытия (строение, воплощение, преобразование).
Способы их открытия и обоснования
1. Законы и их роль в научном исследовании.
Открытие и формулировка законов составляет важнейшую цель научного исследования: именно с помощью законов выражаются существенные связи и отношения предметов и явлений объективного мира.
Все предметы и явления реального мира находятся в вечном процессе изменения и движения. Там, где на поверхности эти изменения кажутся случайными, не связанными друг с другом, наука вскрывает глубокие, внутренние связи, в которых отражаются устойчивые, повторяющиеся, инвариантные отношения между явлениями. Опираясь на законы, наука получает возможность не только объяснять существующие факты и события, но и предсказывать новые. Без этого немыслима сознательная, целенаправленная практическая деятельность.
Путь к закону лежит через гипотезу. Действительно, чтобы установить существенные связи между явлениями, мало одних наблюдений и экспериментов. С их помощью мы можем обнаружить лишь зависимости между эмпирически наблюдаемыми свойствами и характеристиками явлений. Таким путем могут быть открыты только сравнительно простые, так называемые эмпирические законы. Более глубокие научные или теоретические законы относятся к ненаблюдаемым объектам. Такие законы содержат в своем составе понятия, которые нельзя ни непосредственно получить из опыта, ни проверить на опыте. Поэтому открытие теоретических законов неизбежно связано с обращением к гипотезе, с помощью которой пытаются нащупать искомую закономерность. Перебрав множество различных гипотез, ученый может найти такую, которая хорошо подтверждается всеми известными ему фактами. Поэтому в самой предварительной форме закон можно охарактеризовать как хорошо подтвержденную гипотезу.
В своих поисках закона исследователь руководствуется определенной стратегией. Он стремится найти такую теоретическую схему или идеализированную ситуацию, с помощью которой он смог бы в чистом виде представить найденную им закономерность. Иными словами, чтобы сформулировать закон науки, необходимо абстрагироваться от всех несущественных связей и отношений изучаемой объективной действительности и выделить лишь связи существенные, повторяющиеся, необходимые.
Процесс постижения закона, как и процесс познания в целом, идет от истин неполных, относительных, ограниченных к истинам все более полным, конкретным, абсолютным. Это означает, что в процессе научного познания ученые выделяют все более глубокие и существенные связи реальной действительности.
Второй существенный момент, который связан с пониманием законов науки, относится к определению их места в общей системе теоретического знания. Законы составляют ядро любой научной теории. Правильно понять роль и значение закона можно лишь в рамках определенной научной теории или системы, где ясно видна логическая связь между различными законами, их применение в построении дальнейших выводов теории, характер связи с эмпирическими данными. Как правило, всякий вновь открытый закон ученые стремятся включить в некоторую систему теоретического знания, связать его с другими, известными уже законами. Это заставляет исследователя постоянно анализировать законы в контексте более широкой теоретической системы.
Поиски отдельных, изолированных законов в лучшем случае характеризуют неразвитую, дотеоретическую стадию формирования науки. В современной, развитой науке закон выступает как составной элемент научной теории, отображающей с помощью системы понятий, принципов, гипотез и законов более широкий фрагмент действительности, чем отдельный закон. В свою очередь система научных теорий и дисциплин стремится отобразить единство и связь, существующую в реальной картине мира.
2. Логико-гносеологический анализ понятия “научный закон”
Выяснив объективное содержание категории закона, необходимо ближе и конкретнее рассмотреть содержание и форму самого понятия “научный закон”. Предварительно мы определили научный закон как хорошо подтвержденную гипотезу. Но не всякая хорошо подтвержденная гипотеза служит законом. Подчеркивая тесную связь гипотезы с законом, мы хотим прежде всего указать на решающую роль гипотезы в поисках и открытии законов науки.
В опытных науках не существует другого пути открытия законов, кроме постоянного выдвижения и проверки гипотез. В процессе научного исследования гипотезы, противоречащие эмпирическим данным, отбрасываются, а те, которые обладают меньшей степенью подтверждения, заменяются гипотезами, имеющими более высокую степень. При этом увеличение степени подтверждения в значительной мере зависит от того, может ли быть гипотеза включена в систему теоретического знания. Тогда о надежности гипотезы можно судить не только по тем эмпирически проверяемым следствиям, которые из нее непосредственно вытекают, но и по следствиям других гипотез, которые в рамках теории логически с ней связаны.
В качестве примера можно показать, как с помощью гипотетико-дедуктивного метода Галилей открыл закон свободного падения тел. Вначале он, как и многие его предшественники, исходил из интуитивно более очевидной гипотезы, что скорость падения пропорциональна пройденному пути. Однако следствия из этой гипотезы противоречили эмпирическим данным, и поэтому Галилей вынужден был отказаться от нее. Ему потребовалось около трех десятков лет, чтобы найти гипотезу, следствия которой хорошо подтверждались на опыте. Чтобы прийти к верной гипотезе, Кеплеру пришлось проанализировать девятнадцать различных предположений о геометрической орбите Марса. Вначале он исходил из простейшей гипотезы, согласно которой эта орбита имеет форму круга, но такое предположение не подтверждалось данными астрономических наблюдений. В принципе таков общий путь открытия закона. Ученый редко сразу находит верную идею. Начиная с простейших гипотез, он постоянно вносит в них коррективы и вновь проверяет их на опыте. В науках, где возможна математическая обработка результатов наблюдений и экспериментов, такая проверка осуществляется путем сравнения теоретически вычисленных значений с фактическими результатами измерений. Именно таким путем Галилей смог убедиться в правильности своей гипотезы и окончательно сформулировать ее в виде закона свободного падения тел. Этот закон, как и многие другие законы теоретического естествознания, представлен в математической форме, что значительно облегчает его проверку и делает легко обозримой связь между величинами, которую он выражает. Поэтому мы воспользуемся им для того, чтобы уточнить понятие закона, которое по крайней мере используется в наиболее развитых отраслях современного естествознания.
Как видно из формулы
,закон свободного падения математически выражается с помощью функциональной зависимости двух переменных величин: времениt и пути S. Первую из этих величин мы принимаем в качестве независимой переменной, или аргумента, вторую - зависимой переменной, или функции. В свою очередь эти переменные величины отображают реальную взаимосвязь таких свойств тела, как путь и время падения. Выбрав соответствующие единицы измерения, мы можем выразить эти физические свойства или величины с помощью чисел. Таким путем оказывается возможным подвергнуть математическому анализу взаимосвязь между самыми различными по своей конкретной природе физическими или другими свойствами реальных предметов и процессов. Вся трудность при этом будет состоять не столько в том, чтобы найти подходящую математическую функцию для отображения зависимости между свойствами, сколько в том, чтобы обнаружить такую связь фактически. Иначе говоря, задача состоит в том, чтобы абстрагироваться от всех несущественных факторов исследуемого процесса и выделить свойства и факторы существенные, основные, определяющие ход процесса. Действительно, интуитивно мы вполне можем допустить, что расстояние, пройденное падающим телом, зависит от его массы, скорости, а может быть, даже и температуры. Однако физический опыт не подтверждает эти предположения.
Вопрос о том, какие факторы оказывают существенное влияние на ход процесса, а от каких можно абстрагироваться, представляет весьма сложную проблему. Ее решение связано с выдвижением гипотез и их последующей проверкой. Рассуждая абстрактно, можно допустить бесконечное множество гипотез, в которых учитывалось бы влияние самых различных факторов на процесс. Ясно, однако, что проверить все их экспериментально нет никакой практической возможности. Возвращаясь к закону свободного падения, мы видим, что движение падающего тела всегда происходит единообразным путем и зависит прежде всего от времени. Но в формуле закона встречаются также начальный путь, пройденный теломS 0 , и его начальная скорость V 0 , которые представляют фиксированные величины, или параметры. Они характеризуют первоначальное состояние движения какого-либо конкретного физического тела. Если известны эти начальные условия, то мы можем точно описать его поведение в любой момент времени, т. е. в данном случае найти путь, пройденный падающим телом в течение любого промежутка времени.
Возможность абстрагирования законов движения из хаотического множества происходящих вокруг нас явлений, замечает известный американский физик Е. Вигнер, основывается на двух обстоятельствах. Во-первых, во многих случаях удается выделить множество начальных условий, которое содержит все то, что существенно для интересующих нас явлений. В классическом примере свободно падающего тела можно пренебречь почти всеми условиями, кроме начального положения и начальной скорости: его поведение всегда будет одним и тем же, независимо от степени освещенности, наличия вблизи от него других тел, их температуры и т. д. Не менее важноезначение имеет то обстоятельство, что при одних и тех же существенных начальных условиях результат будет одним и тем же независимо от того, где и когда мы их реализуем. Иначе говоря, абсолютное положение и время никогда не являются существенными начальными условиями. Это утверждение, продолжает Вигнер, стало первым и, может быть, наиболее важным принципом инвариантности в физике. Не будь ее, мы бы не могли открывать законы природы.
необходимая, существенная, устойчивая, повторяющаяся связь вещей и явлений. В категории З. отражаются объективные и всеобщие взаимосвязи между предметами и их свойствами, системными объектами и их подсистемами, элементами и структурами. З. отличаются друг от друга: 1) по степени общности: всеобщие, универсальные (напр., З. диалектики: взаимного перехода количеств. изменений в качеств. и др.); общие, действующие во мн. обл. и изучаемые рядом наук (напр., З. сохранения энергии); особенные, действующие в одной обл. и изучаемые одной наукой или разделом науки (напр., З. естеств. отбора); 2) по сферам бытия и формам движения материи: неживой природы, живой природы и об-ва, а также мышления; 3) по отношениям детерминации: динамические (напр., З. механики) и статистические (напр., З. молекулярной физики) и др. Кроме понятия «З.» в философии и науке также употребляется категория закономерности, к-рая обозначает совокупность з-нов, проявление взаимосвязанного и упорядоченного характера взаимодействия предметов, явлений, событий в мире. Р.А.Бурханов
Отличное определение
Неполное определение ↓
НАУЧНЫЙ ЗАКОН
универсальное, необходимое утверждение о связи явлений. Общая форма Н.э.: “Для всякого объекта из данной предметной области верно, что если он обладает свойством А, то он с необходимостью имеет также свойство В”. Универсальность закона означает, что он распространяется на все объекты своей области, действует во всякое время и в любой точке пространства. Необходимость, присущая Н.э., является не логической, а онтологической. Она определяется не структурой мышления, а устройством реального мира, хотя зависит тйкже от иерархии утверждений, входящих в научную теорию. Н.э. являются, напр., утверждения: “Если по проводнику течет ток, вокруг проводника образуется магнитное поле”, “Хи-
мическая реакция кислорода с водородом дает воду”, “Если в стране нет развитого гражданского общества, в ней нет устойчивой демократии”. Первый из этих законов относится к физике, второй - к химии, третий - к социологии.
Н.э. делятся на динам и ч еские и статистические. Первые, называемые также закономерностями жесткой детерминации, фиксируют строго однозначные связи и зависимости; в формулировке вторых решающую роль играют методы теории вероятностей.
Неопозитивизм предпринимал попытки найти формально-логические критерии отличения Н.э. от случайно истинных общих высказываний (таких, напр., как “Все лебеди в этом зоопарке белые”), однако эти попытки закончились ничем. Номологическое (выражающее Н.э.) высказывание с логической т.зр. ничем не отличается от любого другого общего условного высказывания.
Для понятия Н.э., играющего ключевую роль в методологии таких наук, как физика, химия, экономическая наука, социология и др., характерны одновременно неясность и неточность. Неясность проистекает из смутности значения понятия онтологической необходимости; неточность связана в первую очередь с тем, что общие утверждения, входящие в научную теорию, могут изменять свое место в ее структуре в ходе развития теории. Так, известный химический закон кратных отношений первоначально был простой эмпирической гипотезой, имевшей к тому же случайное и сомнительное подтверждение. После работ англ, химика В. Дальтона химия была радикально перестроена. Положение о кратных отношениях вошло составной частью в определение химического состава, и его стало невозможно ни проверить, ни опровергнуть экспериментально. Химические атомы могут комбинироваться только в отношении один к одному или в некоторой целочисленной пропорции - сейчас это конститутивный принцип современной химической теории. В процессе превращения предположения в тавтологию положение о кратных отношениях на каком-то этапе своего существования превратилось в закон химии, а затем снова перестало быть им. То, что общее научное утверждение может не только стать Н.э., но и прекратить быть им, было бы невозможным, если бы онтологическая необходимость зависела только от исследуемых объектов и не зависела от внутренней структуры описывающей их теории, от меняющейся со временем иерархии ее утверждений.
Н.э., относящиеся к широким областям явлений, имеют отчетливо выраженный двойственный, дес-криптивно-прескриптивный характер (см.: Описательно-оценочные высказывания). Они описывают и объясняют некоторую совокупность фактов. В качестве описаний они должны соответствовать эмпирическим данным и эмпирическим обобщениям. Вместе с тем такие Н.э. являются также стандартами оценки как других утверждений теории, так и самих фактов. Если роль ценностной составляющей в Н.э. преувеличивается, они становятся лишь средством для упорядочения результатов наблюдения и вопрос об их соответствии действительности (их истинности) оказывается некорректным. Так, Н. Хэнсон сравнивает наиболее общие Н.з. с рецептами повара: “Рецепты и теории сами по себе не могут быть ни истинными, ни ложными. Но с помощью теории я могу сказать нечто большее о том, что я наблюдаю”. Если абсолютизируется момент описания, Н.з. онтологизируются и предстают как прямое, однозначное и единственно возможное отображение фундаментальных характеристик бытия.
В жизни Н.э., охватывающего широкий круг явлений, можно выделить, т.о., три типичных этапа: 1) период становления, когда функционирует как гипотетическое описательное утверждение и проверяется прежде всего эмпирически; 2) период зрелости, когда закон в достаточной мере подтвержден эмпирически, получил ее системную поддержку и функционирует не только как эмпирическое обобщение, но и как правило оценки других, менее надежных утверждений теории; 3) период старости, когда он входит уже в ядро теории, используется, прежде всего, как правило оценки других ее утверждений и может быть отброшен только вместе с самой теорией; проверка такого закона касается прежде всего его эффективности в рамках теории, хотя за ним остается и старая, полученная еще в период его становления эмпирическая поддержка. На втором и третьем этапах своего существования Н.з. является описательно-оценочным утверждением и проверяется, как все такие утверждения. Напр., второй закон движения Ньютона долгое время был фактической истиной. Потребовались века упорных эмпирических и теоретических исследований, чтобы дать ему строгую формулировку. Сейчас данный закон выступает в рамках классической механики Ньютона как аналитически истинное утверждение, которое не может быть опровергнуто никакими наблюдениями.
В т.н. эмпирич еских з а к о н а х, или законах малой общности, подобных закону Ома или закону Гей-Люссака, оценочная составляющая ничтожна. Эволюция теорий, включающих такие законы, не меняет места последних в иерархии утверждений теории; новые теории, приходящие на место старым, достаточно безбоязненно включают такие законы в свой эмпирический базис.
Одна из главных функций Н.з. - объяснение, или ответ на вопрос: “Почему исследуемое явление происходит?” Объяснение обычно представляет собой дедукцию объясняемого явления из некоторого Н.з. и утверждения о начальных условиях. Такого рода объяснение принято называтъ номологическим”, или “объяснением через охватывающий закон”. Объяснение может опираться не только на Н.э., но и на случайное общее положение, а также на утверждение о каузальной связи. Объяснение через Н.з. имеет, однако,
известное преимущество перед др. типами объяснения: оно придает объясняемому явлению необходимый характер.
Понятие Н.з. начало складываться в 16-17 вв. в период формирования науки в современном смысле этого слова. Долгое время считалось, что данное понятие универсально и распространяется на все области познания: каждая наука призвана устанавливать законы и на их основе описывать и объяснять изучаемые явления. О законах истории говорили, в частности, О. Конт, К. Маркс, Дж.С. Милль, Г. Спенсер.
В кон. 19 в. В. Виндельбанд и Г. Риккерт выдвинули идею о том, что наряду с генерализирующими науками, имеющими своей задачей открытие Н.э., существуют индивидуализирующие науки, не формулирующие никаких собственных законов, а представляющие исследуемые объекты в их единственности и неповторимости (см.: Номотетическая наука и Ндиографтес-кая наука). Не ставят своей целью открытие Н.з. науки, занимающиеся изучением “человека в истории”, или науки о культуре, противопоставляемые наукам о природе. Неудачи в поисках законов истории и критика самой идеи таких законов, начатая Виндель-бандом и Риккертом и продолженная затем М. Вебе-ром, К. Поппером и др., привели к сер. 20 в. к существенному ослаблению позиции тех, кто связывал само понятие науки с понятием Н.з. Вместе с тем стало ясно, что граница между науками, нацеленными на открытие Н.э., и науками, имеющими др. главную цель, не совпадает, вопреки мнению Виндельбанда и Риккерта, с границей между науками о природе (номо-тетическими науками) и науками о культуре (идиогра-фическими науками).
“Наука существует только там, - пишет лауреат Нобелевской премии по экономике М. Алле, - где присутствуют закономерности, которые можно изучить и предсказать. Таков пример небесной механики. Но таково положение большей части социальных явлений, и в особенности явлений экономических. Их научный анализ действительно позволяет показать существование столь же поразительных закономерностей, что и те, которые обнаруживаются в физике. Именно поэтому экономическая дисциплина является наукой и подчиняется тем же принципам и тем же методам, что и физические науки”. Такого рода позиция все еще обычна для представителей конкретных научных дисциплин. Однако мнение, что наука, не устанавливающая собственных Н.э., невозможна, не выдерживает методологической критики. Экономическая наука действительно формулирует специфические закономерности, но ни политические науки, ни история, ни лингвистика, ни тем более нормативные науки, подобные этике и эстетике, не устанавливают никаких Н.з. Эти науки дают не номологическое, а каузальное объяснение исследуемым явлениям или же выдвигают на первый план вместо операции объяснения операцию понимания, опирающуюся не на опи-
сательные, а на оценочные утверждения. Формулируют Н.э. те науки (естественные и социальные), которые используют в качестве своей системы координат сравнительные категории; не устанавливают Н.э. науки (гуманитарные и естественные), в основании которых лежит система абсолютных категорий (см.: Абсолютные категории и сравнительные категории, Ис-торицизм, Классификация наук, Науки о природе и науки о культуре}.
О Виндельбанд В. История и естествознание. СПб., 1904; Карнап Р. Философские основания физики. Введение в философию науки. М., 1971; Поппер К. Нищета историиизма. М., 1993; Алле М. Философия моей жизни // Алле М. Экономика как наука. М., 1995; Никифоров А.Л. Философия науки: история и методология. М., 1998; Риккерт Г. Науки о природе и науки о культуре. М., 1998; ИвинА.А. Теория аргументации. М., 2000; Он же. Философия истории. М., 2000; Степин B.C. Теоретическое знание. Структура, историческая эволюция. М.,2000.
Отличное определение
Неполное определение ↓
При классификации теоретических научных знаний вообще и, в том числе, при классификации научных законов принято выделять их отдельные виды. При этом в качестве оснований классификации могут использоваться достаточно разные признаки. В частности, одним из способов классификации знания в рамках естественных наук является его подразделение в соответствии с основными видами движения материи, когда выделят т.н. «физическую», «химическую» и «биологическую» формы движения последней. Что касается классификации видов научных законов, то последние также можно делить разными способами.
Одним из видов классификации является подразделение научных законов на:
1. «Эмпирические»;
2. «Фундаментальные».
В силу того, что на примере этой классификации можно наглядно увидеть, как происходит процесс перехода знания, которое изначально существующего в виде гипотез, к законам и теориям рассмотрим этот тип классификации научных законов подробнее.
Основанием для деления законов на эмпирические и фундаментальные является уровень абстрактности используемых в них понятий и степень общности области определения, которая соответствует этим законам .
Эмпирические законы – это такие законы, в которых на основе наблюдений, экспериментов и измерений, которые всегда связаны с какой-либо ограниченной областью реальности, устанавливается какая-либо определенная функциональная связь. В разных областях научного знания существует огромное количество законов подобного рода, которые более или менее точно описывают соответствующие связи и отношения. В качестве примеров эмпирических законов можно указать на три закона движения планет И. Кеплера, на уравнение упругости Р. Гука, согласно которому при небольших деформациях тел возникают силы, примерно пропорциональные величине деформации, на частный закон наследственности, согласно которому сибирские коты с голубыми глазами, как правило, от природы глухие.
Фундаментальные законы – это законы, которые описывают функциональные зависимости, действующие в рамках всего объема соответствующей им сферы реальности. Фундаментальных законов сравнительно немного. В частности, классическая механика включает в себя только три таких закона. Сфера реальности, которая им соответствует – это мега- и макромир.
В качестве наглядного примера специфики эмпирических и фундаментальных законов можно рассмотреть отношением между законами Кеплера и законом всемирного тяготения. Иоганн Кеплер в результате анализа материалов наблюдения за движением планет, которые собрал Тихо Браге, установил следующие зависимости:
Планеты двигаются по эллиптическим орбитам вокруг Солнца (первый закон Кеплера);
Периоды обращения планет вокруг Солнца зависят от их удаленности от него: более удаленные планеты двигаются медленнее, чем те, которые расположены ближе к Солнцу (третий закон Кеплера).
После констатации этих зависимостей, вполне естественен вопрос: почему так происходит? Существует ли какая-либо причина, которая заставляет планеты двигаться именно так, а не иначе? Будут ли справедливы найденные зависимости и для других небесных систем, или это относится только к Солнечной системе? Более того, даже если бы вдруг оказалось, что есть система подобная Солнечной, где движение подчиняется тем же принципам, все равно неясно: случайность ли это или за всем этим стоит что-то общее? Может быть, чье-то скрытое стремление сделать мир красивым и гармоничным? К такому выводу, например, может подталкивать анализ третьего закона Кеплера, который действительно выражает определенную гармонию, так как здесь период обращения планы вокруг Солнца зависит от величины ее орбиты.
Следует заметить, что законы Кеплера только описывают наблюдаемое движение планет, но не указывают на причину, которая приводит к такому движению . В отличие о них закон гравитации Ньютона указывает причину и особенности движение космических тел по законам Кеплера. И. Ньютон нашел правильное выражение для гравитационной силы, возникающей при взаимодействии тел, сформулировав закон всемирного тяготения: между любыми двумя телами возникает сила притяжения, пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними. Из этого закона в качестве следствий можно вывести причины того, почему планеты двигаются неравномерно и почему более далеко отстоящие от Солнца планеты движутся медленнее, чем те, которые расположены ближе к нему.
Конкретно-эмпирический характер законов Кеплера проявляется также и в том, что эти законы выполняются точно только в случае движения одного тела вблизи другого, которое обладает значительно большей массой. Если же массы тел соизмеримы, будет наблюдаться их устойчивое совместное движение вокруг общего центра масс. В случае движения планет вокруг Солнца указанный эффект малозаметен, однако в космосе существуют системы, которые совершают такое движение – это т.н. «двойные звезды».
Фундаментальный характер закона всемирного тяготения проявляется и в том, что на его основе можно объяснить не только достаточно разные траектории движения космических тел, но он также играет большую роль при объяснении механизмов образования и эволюции звезд и планетных систем, а также моделей эволюции Вселенной . Кроме этого, это закон объясняет причины особенностей свободного падения тел у поверхности Земли.
На примере сравнения законов Кеплера и закона всемирного тяготения достаточно хорошо видны особенности эмпирических и фундаментальных законов, а также их роль и место в процессе познания. Сущность эмпирических законов состоит в том, что в них всегда описываются отношения и зависимости, которые были установлены в результате исследования какой-либо ограниченной сферы реальности. Именно поэтому таких законов может быть сколь угодно много.
Последнее обстоятельство может быть серьезным препятствием в деле познания. В том случае, когда процесс познания не выходит за пределы формулировки эмпирических зависимостей, значительных усилия будут затрачиваться на множество однообразных эмпирических исследований, в результате которых будут открываться все новые и новые отношения и зависимости, однако, их познавательная ценность будет существенно ограничена. Возможно, лишь рамками отдельных случаев. Другими словами, эвристическая ценность таких исследований фактически не будет выходить за границы формулировки ассерторических суждений вида «Действительно, что…». Уровень познания, который может быть достигнут подобным путем, не будет выходить за рамки констатации того, что найдена очередная уникальная или справедливая для очень ограниченного числа случаев зависимость, которая почему-то именно такая, а не иная.
В случае же формулировки фундаментальных законов ситуация будет совершенно другой. Сущностью фундаментальных законов является то, что они устанавливают зависимости, которые справедливы для любых объектов и процессов, относящихся к соответствующей области реальности. Поэтому, зная фундаментальные законы, аналитическим путем из них можно выводить множество конкретных зависимостей, которые будут справедливы для тех или иных конкретных случаев или каких-либо определенных видов объектов. Исходя из этой особенности фундаментальных законов, суждения, формулируемые в них, можно представить в форме аподиктических суждений «Необходимо, что…», а отношение между этим видом законов и выводимыми из них частными закономерностями (эмпирическими законами) по своему смыслу будут соответствовать отношениям между аподиктическими и ассерторическими суждениями. В возможности выведения из фундаментальных законов эмпирических в виде их частных следствий и проявляется основная эвристическая (познавательная) ценность фундаментальных законов. Наглядным примером эвристической функции фундаментальных законов является, в частности, гипотеза Леверье и Адамаса по поводу причин отклонения Урана от расчетной траектории.
Эвристическая ценность фундаментальных законов проявляется также и в том, что на основании знания их можно проводить селекцию разнообразных предположений и гипотез. Например, с конца XVIII в. в научном мире не принято рассматривать заявки на изобретения вечного двигателя, так как принцип его действия (КПД больше 100%) противоречит законам сохранения, которые являются фундаментальными основоположениями современного естествознания.
Необходимо отметить, что содержание любого научного закона может быть выражено посредством общеутвердительного суждения вида «Все S есть P», однако не все истинные общеутвердительные суждения являются законами . Например, еще в XVIII веке была предложена формула для радиусов орбит планет (т.н. правило Тициуса – Боде), которая может быть выражена следующим образом: R n = (0, 4 + 0, 3 × 2 n) × R o , где R o – радиус орбиты Земли, n – номера планет Солнечной системы по порядку. Если в данную формулу последовательно подставлять аргументы n = 0, 1, 2, 3, …, то в результате будут получаться значения (радиусы) орбит всех известных планет Солнечной системы (исключение составляет лишь значение n = 3 , для которого на рассчитанной орбите нет планеты, однако вместо нее есть пояс астероидов). Таким образом, можно сказать, что правило Тициуса – Боде достаточно точно описывает координаты орбит планет Солнечной системы. Однако является ли оно хотя бы эмпирическим законом, например, подобным законам Кеплера? Видимо, нет, так как в отличие от законов Кеплера, правило Тициуса – Боде никак не следует из закона всемирного тяготения и оно до сих пор не получило никакого теоретического объяснения. Отсутствие компонента необходимости, т.е. того, что объясняет почему дело обстоит так, а не иначе, не позволяет считать научным законом как данное правило, так и аналогичные ему высказывания, которые можно представить в виде «Все S есть P» .
Далеко не во всех науках достигнут тот уровень теоретического знания, который позволяет из фундаментальных законов аналитически выводить эвристически значимые следствия для частных и уникальных случаев . Из естественных наук, фактически, только физика и химия достигли этого уровня. Что касается биологии, то хотя в отношении этой науки тоже можно говорить об определенных закономерностях фундаментального характера – например, о законах наследственности – однако в целом в рамках этой науки эвристическая функция фундаментальных законов гораздо более скромная.
Кроме деления на «эмпирические» и «фундаментальны», научные законы можно также разделить на:
1. Динамические;
2. Статистические.
Основанием для классификации последнего типа является характер предсказаний, вытекающий из этих законов .
Особенностью динамических законов является то, что предсказания, которые вытекают из них, носят точный и однозначно определенный характер. Примером законов такого вида являются три закона классической механики. Первый из этих законов утверждает, что всякое тело в отсутствии действия на него сил или при взаимном уравновешивании последних находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Второй закон говорит о том, что ускорение тела пропорционально приложенной силе. Из этого следует, что скорость изменения скорости или ускорение зависит от величины прилагаемой к телу силы и его массы. Согласно третьему закону, при взаимодействии двух объектов они оба испытывают действия сил, причем эти силы равны по величине и противоположны по направлению. На основании этих законов можно сделать вывод, что все взаимодействия физических тел – это цепь однозначно предопределенных причинно-следственных связей, которую эти законы и описывают. В частности, в соответствии с этими законами, зная начальные условия (масса тела, величина прилагаемой к нему силы и величина сил сопротивления, угол наклона по отношению к поверхности Земли) можно произвести точный расчет будущей траектории движения какого-либо тела, например, пули, снаряда или ракеты.
Статистические законы – это такие законы, которые предсказывают развитие событий лишь с определенной долей вероятности . В таких законах исследуемое свойство или признак относится не к каждому объекту изучаемой области, а ко всему классу или популяции. Например, когда говорят, что в партии из 1000 изделий 80 % отвечает требованиям стандартов, то это означает, что примерно 800 изделий являются качественными, но какие именно это изделия (по номерам) не уточняется.
Динамические закономерности привлекательны тем, что на их основе предполагается возможность абсолютно точного или однозначного предсказания . Мир, описанный на основе динамических закономерностей, – это абсолютно детерминированный мир . Практически динамический подход может быть использован для вычисления траектории движения объектов макромира, например, траекторий движения планет.
Однако динамический подход не может использоваться для расчета состояния систем, которые включают в себя большое количество элементов. Например, в 1 кг водорода содержится молекул, то есть настолько много, что только одна проблема записи результатов расчета координат всех этих молекул оказывается заведомо невыполнима. В силу этого при создании молекулярно-кинетической теории, то есть теории описывающей состояние макроскопических порций вещества был избран не динамический, а статистический подход. Согласно этой теории, состояние вещества может быть определено с помощью таких усредненных термодинамических характеристик, как «давление» и «температура».
В рамках молекулярно-кинетической теории не рассматривается состояние каждой отдельной молекулы вещества, а учитываются средние, наиболее вероятные состояния групп молекул . Давление, например, возникает из-за того, что молекулы вещества обладают определенным импульсом. Но что бы определить давление, нет необходимости (да это и невозможно) знать импульс каждой отдельной молекулы. Для этого достаточно знания значений температуры, массы и объема вещества. Температура как мера средней кинетической энергии множества молекул это тоже усредненный, статистический показатель. Примером статистических законов физики являются законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, которые устанавливают зависимость между давлением, объемом и температурой газов; в биологии – это законы Менделя, которые описывают принципы передачи наследуемых признаков от родительских организмов к их потомкам.
Статистический подход – это вероятностный метод описания сложных систем. Поведение отдельной частицы или другого объекта при статистическом описании считается несущественным . Поэтому изучение свойств системы в данном случае сводится к отысканию средних значений величин, характеризующих состояние системы как целого. В силу того, что статистический закон – это знание о средних, наиболее вероятных значениях, она способна описать и предсказать состояние и развитие какой-либо системы только с определенной вероятностью.
Главная функция любого научного закона состоит в том, чтобы по заданному состоянию рассматриваемой системы предсказать ее будущее или восстановить прошлое состояние. Поэтому естественен вопрос, какие законы, динамические или статистические описывают мир на более глубоком уровне? До XX века считалось, что более фундаментальны динамические закономерности. Так было потому, что ученые полагали, что природа строго детерминирована и поэтому любая система в принципе может быть рассчитана с абсолютной точностью. Считалось также, что статистический метод, дающий приближенные результаты, может использоваться тогда, когда точностью расчетов можно пренебречь . Однако в связи с созданием квантовой механики ситуация изменилась.
Согласно квантовомеханическим представлениям микромир может быть описан лишь вероятностно в силу действия «принципа неопределенности». Согласно этому принципу, невозможно одновременно точно определить местоположение частицы и ее импульс. Чем точнее определяется координата частицы, тем более неопределенным становится импульс и наоборот. Из этого, в частности, следует, что динамические законы классической механики не могут быть использованы для описания микромира . Однако недетерминированность микромира в лапласовом смысле вовсе не означает, что в отношении него вообще невозможно предсказание событий, а только то, что закономерности микромира не динамические, а статистические. Статистический подход используется не только в физике и биологии, но также в технических и социальных науках (классический пример последнего – социологические опросы).
