Закон - одно из ключевых понятий теоретического мышления. В диалектической философии оно относится к числу категорий, или предельно общих понятий, выражающих содержание как бытия, так и мышления. В марксистской материалистической диалектике понятие закона выражает устойчивую определенность содержания, которая постоянно воспроизводится в движении предмета. В зависимости от соотношения устойчивости содержания и его предметной динамики выделяются законы организации, функционирования и развития. Как и в диалектике Г. Гегеля, в материалистической диалектике строгого различения физических и логических способов бытия закона не проводится, а универсальные законы диалектики (противоречия, взаимосвязи количественных и качественных изменений, отрицания), относимые к высшим законам развития, рассматриваются как тождественные и в своем физическом, бытийном существовании, и в своей представленности в мышлении человека. С этой точки зрения общность (тотальность) и необходимость в качестве объективных характеристик закона потому и возможны в логическом смысле, что действительны в онтологическом - как не просто связь между явлениями, а связь явления с сущностью, существенная связь.
В научном познании закон понимается как выражение необходимого и общего отношения между наблюдаемыми явлениями, напр., между заряженными частицами любой природы (закон Кулона) или любыми телами, обладающими массой (закон тяготения) в физике. В различных направлениях современной философии науки понятие закона соотносят с понятиями (категориями) сущности, формы, цели, отношения, структуры. Как показали дискуссии в философии науки XX в., входящие в определение закона свойства необходимости и общности (в пределе - всеобщности), а также соотношения классов «логических» и «физических» (напр., у Р. Карнапа - эмпирических) законов, объективности последних по сей день относятся к наиболее актуальным и сложным проблемам исследования. До сих пор сохраняет актуальность средневековая дискуссия между реалистами и номиналистами о статусе объективной необходимости закона как отношения, связи: эта необходимость носит только логический или вместе с тем онтологический характер? То же можно сказать относительно общего характера закономерной связи: это общее наличествует только «после вещи (post res)», как считали номиналисты, или также «в вещи (in res)»? Ведь только в последнем случае мы можем говорить об объективном статусе законов науки. Убеждение в таком статусе законов присуще многим выдающимся естествоиспытателям XX в. В письме М. Борну А. Эйнштейн, сформулировав знаменитый афоризм о Боге, не играющем в кости, говорит о своей вере в совершенное господство закона в мире объективной реальности.
Исследование свойства необходимости как атрибута закона связано с продолжающимися дискуссиями о соотношении в бытии необходимого и случайного, возможного и действительного, что привело к выделению динамических, статистических и системных законов, соответствующих типов детерминации и причинных зависимостей. Например, законы газов (Бойля - Мариотта, Шарля, Гей-Люссака) относят к статистическим: они выражают макрозависимости, отношения, характеризующие связи между макропараметрами в статистическом ансамбле (между объемом, давлением и температурой). Закон понимается в этом контексте как упорядочивающее начало, символ порядка в отличие от хаоса. По-видимому, в разработке и эволюции понятия «закон» в философии, теологии, науке решающую роль сыграло последовательное усложнение человеческой деятельности и рефлексии над последней, осмысление упорядочивающих целерациональных действий людей по преобразованию форм и условий своей жизни. Целеполагание выявляет необходимые и общие моменты последовательности действий, изначально отсекая частное как случайное,
мешающее быстрому достижению цели как образа желаемого результата, ненужное. С усложнением деятельности возрастает ее вариативность, учет сначала случайностей, а затем и системных возможностей. Таким образом, различие между названными типами законов (динамические, статистические, системные) отображает как объективное различие между типами изучаемых систем, так и исторические ступени их познания по глубине и общности, сложности выявляемых внутренних и внешних взаимосвязей. В системных взаимосвязях закон дополняется связями и отношениями незакономерного порядка, актуализм дополняется по- тенциализмом, появляется представление о функциональных (не обязательно закономерных) связях и зависимостях. В физико- математическом познании представление о статистических и системных закономерностях, роли функциональных и корреляционных зависимостей в системной детерминации сформировалось в XIX-XX вв.
Динамическое понимание закона имеет источником архаическое, дотеоретическое мышление. В структуре мифологического мировосприятия на уровне коллективного бессознательного идея закона оказалась антропоморфно связанной с образом судьбы, ответственной за упорядоченную повторяемость, ритмику целостного космического организма. Здесь чувственно-образное восприятие циклов рождения, жизни и смерти, смены дня и ночи, времен года и циклов хозяйственной деятельности не становится предметом теоретической рефлексии, а непосредственно переживается в качестве универсального порядка и предписания. Судьба переживается архаичным человеком как непреложная, необходимая и универсальная космическая сила-власть.
Рождение теоретического мышления, первой культурно-исторической формой которого стала философия античного периода, переносит представления о законе в сферу сущности, метафизических первопричин бытия. Переход от мифа к логосу сопровождался рационализацией и теоретизацией представлений о законе. Само понятие «логос» выражает в греческом языке одновременно и слово, и разум, и собственно закон - как закон природы, так и социальный закон. Последнее стало возможным, по-видимому, именно вследствие первоначальной рационализации социальных отношений. Теоретическая мысль греков вносит в лице одного из «семи мудрецов», первого законодателя Афин Солона, представление о доступности для человека законодательного регулирования социальных отношений, т. е. влияния человека на закономерный ход событий и в известной мере подчинения ему хода этих событий, а в итоге - возможности (и допустимости) демократических форм правления. Так возникают представления о социальных законах, которые переносятся затем на природу, в сферу естественных наук. Эта роль античного социального самопознания, деятельной активности социальных субъектов в выявлении основных характеристик законов науки имела и обратную сторону: очевидная включенность в социальную жизнь человека в качестве субъекта познания и действия помешала в дальнейшем социальным наукам сохранить это лидерство из-за стремления к объективности в познании объективных законов, уступив его естествознанию. Объективность закона ассоциировалась с его независимостью от человека, с процедурами депсихологизации, деиндивидуализации познания. В результате научное понятие социального закона сформировалось только в XIX в.
Отметим лишь некоторые результаты античной рационализации понятия закона, сказавшиеся на современных философских и внутринаучных дискуссиях в этой области. Во-первых, начиная, по-видимому, с огня Гераклита, закон мыслится как единый и всеобщий логос. Аналогичным значением упорядочивающего, организующего начала бытия обладает нус Анаксагора: он един и самотождествен и потому выступает объединяющим началом мира. Во-вторых, в условиях формирования полисной организации и демократических институтов нор-
мотворчества понятие закона стало включать в себя модальность долженствования и вместе с тем свободы воли, сознательного использования законов. Мировая гармония космоцентризма полагает упорядоченность бытия, порядок как правопорядок, благо, справедливость; объективные законы природы и общества необходимым образом включают в себя этическое и эстетическое измерения. Законы бытия оказываются близкими человеку, осознаваемой необходимостью универсального блага, универсальной справедливости. Это находит сегодня выражение в неожиданной близости классических понятий закона и свободы: и то и другое ассоциируется с осознанной необходимостью. В меньшей мере это присутствует у пифагорейцев, но и для них строго определенные математические закономерности предполагают мировую гармонию. Отметим, что последняя тенденция отделения объективных характеристик законов природы от человека как субъекта была закреплена Демокритом, истолковавшим закон как внутреннюю необходимую связь природы, отношение вещей, обладающее упорядочивающей активностью. В-третьих, в исследования закона Античность (в особенности начиная с Платона) вводит момент телеологии, сближая понятия закона и цели, а затем (у Аристотеля) закона и формы. Для Платона познание - это припоминание, а жизнь - уподобление (идеальному первообразу, идее как цели бытия любого сущего). И в этом состоят законы познания и жизни. Аристотель, стремясь преодолеть трансцендентность платоновских идей, ввел в теоретический анализ закона понятие энтелехии как внутренне присущей бытию целевой причины, естественного начала вещи, ее внутреннего закона, управляющего ее развитием. В современной науке присутствуют обе отмеченные тенденции в истолковании законов: как внутренней необходимой связи природных процессов и как проявления целесообразности; вместе с тем научный детерминизм вот уже более 400 лет пытается избавиться от телеологии и целевых причин. Это стало возможным после Г. Галилея и И. Ньютона, перевернувших более ранние представления о необходимости постоянной поддержки движения с помощью внешних «невещественных» сил в пользу закона о равномерном прямолинейном (непрекращающемся) движении тел при отсутствии воздействия внешних сил. Но с этим связаны и определенные упрощения в понимании законов науки. В стремлении к объективности понятие научного закона утратило целостность ло- госного восприятия, единства в проявлении закона истины, добра и красоты, а понятие цели ассоциируется только с социальными законами. Модальность долженствования в определении закона науки присутствует лишь имплицитно, маскируясь в одежды сущего, но не должного, что делает столь трудноразрешимой современную проблему ответственности в сфере науки и научно-технического развития.
Остановимся на различии между законами функционирования и развития. Если с первыми связывают отношения меры (закономерности), то со вторыми - тенденции (законы как тенденции), т. е. общую направленность процесса качественных изменений; закон в этом случае предстает как ограничение разнообразия возможных изменений.
Существенную роль в выделении и исследовании законов развития сыграло христианство с его идеей историчности и включенности человека в процесс исторического развития. В религии понятие закона впервые появилось, по-видимому, в Ветхом Завете как выражение непререкаемости Божественной воли для человека.
И эта рациональность, логосность, закономерность сотворенного бытия становится частично доступной верующему христианину, хотя для христианства закон как слово или логос остается в любом случае выражением воли Божьей, Божественной эманацией, т. е. истечением, распространением закона как переходом от высшей и совершенной ступени к низшим. Закон предстает как мировой порядок, установленный Богом,
которому подчинены космос и природа, общество и человек, в том числе как юридические и моральные, этические нормы человеческого общежития.
Таким образом, европейская наука, в процессе секуляризации пришедшая к понятию естественно-научного закона (закона природы), опиралась на целый ряд культурных традиций исследования закона, в первую очередь философских и религиозных. Поэтому родоначальники современной науки Г. Галилей, И. Кеплер, а затем и И. Ньютон принимают классическое определение закона науки как теоретического конструкта, выражающего общее (в идеале - всеобщее) и необходимое отношение частных явлений или свойств, понимают закон как универсальную форму, вбирающую в себя бесконечное содержание явлений определенного класса. Правда, в XVII-XV111 вв. у Р. Декарта и Г. В. Лейбница мы можем наблюдать противоречивость в восприятии закона природы как одновременно предустановленного и естественно-математического, включающего телеологически понятое долженствование и одновременно математическую (логическую) необходимость. По словам Р. Декарта, вся физика есть лишь геометрия, сводимая к законам математики; ему вторит Г. В, Лейбниц, утверждая, что совершенство физики состоит в ее сведении к геометрии.
Столетие спустя И. Кант произвел антропологический переворот в понимании онтологии и гносеологии закона, переворот, до сих пор в достаточной мере не оцененный, хотя и получивший в литературе имя «коперниканского». Критикуя веру в Божественный Промысел и наличие в природе конечных целей, Кант стал трактовать закон как априорную (в некотором смысле - врожденную) способность индивида. Априоризм Канта в отечественной литературе традиционно сводится к агностицизму. Эта оценка по меньшей мере несправедлива. Кант последовательно провел объективно-антропологическую точку зрения на познание, теоретическую науку и понимание закона.
Кант рассматривает человека как высшую ступень развития природы, ступень, на которой представлены так или иначе все свойства и законы последней. Потому-то он и позволяет себе внешне эпатажный для классического рационализма вывод, согласно которому рассудок не черпает свои законы (a priori) из природы, а предписывает их ей. Предписывает, черпая их из бытия последней, но заключенного в самобытии человека. Универсальность человека дает ему способность улавливать закон как универсальную форму многообразного содержания, исследует в этой антропологической данности бытия условия возможности научно-теоретических знаний и законов науки. Им выявлены основные характеристики категории «закон» - объективность, всеобщность и необходимость, условия возможности закономерной человеческой деятельности как выражения творческой активности человека. В понимании закона Кант «восстановил в правах» метафизику должною, присущую культурно-историческим трактовкам закона: мы ищем не сущее, а пред-сущее, имплицитно полагая его в качестве должного.
Существенное значение в развитии понятия «закон» оказала разработка концепции социального закона (К. Маркс). Это тот достаточно редкий случай, когда социальное познание уже в рамках современной европейской науки оказало воздействие на естественно-научные представления, на смену внутринаучных разновидностей рациональности. Социальные законы мыслятся в марксизме как исторические, изменяющиеся во времени. Следует отметить, что исследование историчности законов применительно к естествознанию в н. XX в. продолжил А. Пуанкаре. Он приходит к выводу, что посредством использования законов мы не можем открыть изменения в них, ибо «можем применять эти законы, лишь предполагая, что они остались неизменными» (Пуанкаре А. О науке. М., 1983. С. 409.). Пуанкаре рассматривал закон как отношение между условием и следствием, как состояние связи между предыдущим и последующим, по-
лагая, что вечность и универсальность закона природы - это рабочая гипотеза, делающая науку возможной. Наука есть система отношений, среди которых законы - универсальные отношения. Правда, проблему объективности закона автора оставляет неопределенной: в одних случаях он говорит о законах науки как выражающих гармонию мира, его содержание, структуру, в других - как о результате установления общезначимости, получения признания в сообществе ученых.
В рамках установок классической научной рациональности в XIX и пер. пол. XX в. закон природы полагают обычно доступным для человека как в процессах теоретического познания, т. е. в качестве сверхчувственного и умопостигаемого отношения, так и в процессах предметного освоения мира человеком, т. е. как универсального практического отношения в промышленности, технике, технологиях. Заметим, что эта установка и до настоящего времени остается в научном сообществе наиболее распространенной.
В философии науки XX в. дискуссии об объективных свойствах и статусе научного закона существенное место занимали в позитивизме и постпозитивизме. Представители позитивизма заняли позиции, близкие номинализму: законы науки, по их мнению, не выражают объективную («в вещи») необходимость и всеобщность, «логосность» бытия. Так, Р. Карнагі разделил научные законы на теоретические и эмпирические, утверждая, что первые имеют исключительно логическую природу и «ничего не говорят нам о мире», поскольку «относятся к ненаблюдаемым величинам» (.Карнап Р. Философские основания физики. М., 1971. С. 47, 304). О действительном мире мы можем говорить «научно» только на языке эмпирических законов, задавая вопрос не «почему?», а «как?» и имея дело только с наблюдаемыми в опыте величинами. Логические же законы относятся лишь к возможным мирам как произвольным мысленным конструкциям, которые мы можем описать без противоречия. Тем самым Карнап резко понижает статус теоретического мышления в науке, ибо последняя невозможна без умопостигаемых и сверхчувственных конструктов - теоретических принципов и законов, выражающих объективную необходимость. Отказываясь от классического понимания закона науки, он трактует теоретический закон как правило, фиксирующее регулярность и относимое к ненаблюдаемым событиям. В то же время дать сколько-нибудь убедительную трактовку связи между теоретическим и эмпирическим законами либо провести между ними демаркационную линию автору также не удалось. В то же время его систематический анализ законов науки весьма продуктивен и отличается от позиции, напр., Г. Рейхенбаха, который предлагал вообще отказаться от детерминизма, объявив физику индетерминистской.
В постпозитивизме произошел отказ от мучительной для позитивизма проблемы противопоставления наблюдаемого и ненаблюдаемого, теоретических (логических) и эмпирических законов науки. Воображаемое и концептуально-теоретическое знание в науке вновь обрело статус описания действительности. Концепция объективного знания в эволюционной эпистемологии позднего К. Поппера, напр., трактует мир научных знаний как объективный «третий мир», а научные теории - как новый, присущий современному обществу эволюционный фактор естественного отбора. «Ученые, - утверждает Поппер, - пытаются устранить свои ошибочные теории, они подвергают их испытанию, чтобы позволить этим теориям умереть вместо себя. Тот же, кто просто верит (the believer), будь это животное или человек, погибает вместе со своими ошибочными убеждениями» (Поппер К Р. Объективное знание. Эволюционный подход. М., 2002. С. 123). Комментируя кантовскую «ко- перниканскую революцию» в философии науки, он пишет: «Законы природы - действительно наше изобретение... они генетически априорны, хотя и не априорно верны. Мы пытаемся навязать их природе. Очень
часто мы терпим в этом неудачу... Но иногда мы подходим достаточно близко к истине» (.Поппер К Р. Объективное знание. Эволюционный подход. С. 95). При этом закон природы - доступная пониманию необходимость - выражает структуру мира.
Научный язык действительно является средством, которое упорядочивает многообразие внешних впечатлений, а законы, нормы, принципы науки - своеобразными «фильтрами», осуществляющими отбор и тем самым создающими условия для тех- нико-технологических изменений.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что синхронность пробуждающегося теоретического мышления в регионах Средиземноморья, Индии и Китая, побудившая К. Яс- перса ввести понятие «осевого времени» для периода становления античной культуры, характеризовалась последовательным перемещением фокуса исследований с натурфилософии через метафизику бытия как сущего к метафизике самоосознания человека, его самобытия как должного. С Античности начинается непрекращающаяся и по сей день напряженная дискуссия человека с самим собой о соотношении сущего и должного в бытии и его законах. Обращение на внутренний мир человека как «зеркало природы» претерпевает сегодня своеобразный ренессанс, опирающийся на антропологические идеи и обещающий переход в XXI в. к новому культурно-историческому типу рациональности, к более глубоким прозрениям в понимании закона.
В. И. Кашперский
Закон — знание о повторяющихся и необходимых связях между частными объектами или явлениями.
Универсальность — максимальная степень общности.
Связи имеют место при наличии определённых условий. Если условий для действия закона нет, то закон перестает функционировать. То есть он не является безусловным.
Не все универсальные предложения являются законами. Американский философ и логик Нельсон Гуднен предложил в качестве критерия номологичности выводимость из универсальных предложений контрфактических высказываний. Например, предложение «все монеты в кармане медные» (Карнап) не является законом, так как высказывание «если монеты положить в карман, то они будут медные» ложно. То есть этот факт зафиксирован случайно, а не необходимо. В то же время, законом является утверждение «все металлы при нагревании расширяются», поскольку высказывание «если нагреть металл, лежащий вот здесь на столе, то он расширится» истинно.
Классификация научных законов.
По предметным областям. Законы физические, химические и т. д.
По общности: общие (фундаментальные) и частные. Например, законы Ньютона и законы Кеплера соответственно.
- эмпирические — отсылающие к непосредственно наблюдаемым явлениям (например, законы Ома, Бойля — Мариотта);
- теоретические — относящиеся к ненаблюдаемым явлениям.
- динамические — дающие точные, однозначные предсказания (механика Ньютона);
- статистические — дающие вероятностные предсказания (принцип неопределенности, 1927).
Главные функции научного закона.
Объяснение — раскрытие сущности явления. При этом закон выступает в роли аргумента. В 1930 годах Карл Поппер и Карл Гемпель предложили дедуктивно-номологическую модель объяснения. Согласно этой модели в объяснении имеется экспланандум — объясняемое явление — и эксплананс — объясняющее явление. В эксплананс входят положения о начальных условиях, в которых протекает явление, и законы, из которых явление необходимо следует. Поппер и Гемпель считали, что их модель универсальна — применима к любой области. Канадский философ Дрей возразил, приведя в пример историю.
Предсказание — выход за пределы изученного мира (а не прорыв из настоящего в будущее. Например, предсказание планеты Нептун. Она была до предсказания. В отличие от объяснения оно предсказывает явление, которого, возможно, еще не было). Бывают предсказания аналогичных явлений, новых явлений и прогнозы — предсказания вероятностного типа, опирающиеся, как правило, на тенденции, а не законы. Прогноз отличается от пророчества — он имеет условный, а не фатальный характер. Обычно факт предсказания не влияет на предсказываемое явление, но, например, в социологии прогнозы могут быть самореализующимися.
Эффективность объяснения напрямую связана с предсказанием.
Типы объяснений (предсказаний — аналогично).
Причинное — использующее причинные законы. Расширение железного стержня может объясниться его нагреванием. То есть в объяснении причины расширения используется закон теплового расширения.
Структурное. Например, объяснение свойств бензола с кольцеобразной структурой молекулы (Кекуле). Т. е. свойства объясняются исходя из структуры.
Субстратное — ссылающееся на материал, из которого состоит объект. Так, например, объясняется плотность тела (она зависит от материала). Субстратный подход — основа молекулярной биологии.
Виды научных законов
Одним из видов классификации является подразделение научных законов на:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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 .
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.
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.
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.
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:
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».
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.
- Формы и виды собственности. Гражданский кодекс РФ о собственности в России Общественную собственность в Российской Федерации представляют: государственная собственность (включает […]
- Арбитражный суд Ростовской области Государственная пошлина Налоговый кодекс Российской Федерации (часть вторая) Глава 25.3. Государственная пошлина Статья 333.17 Плательщики […] Понятие налога виды и функции налогов Налоги: понятие, функции, виды. Налоговая система Налоги образуют основную долю доходной части государственного и местных бюджетов. Налог - это принудительно изымаемые государством или […]
В теоретическом познании принцип причинности основывается на научных законах. Для понимания современной научной картины мира важно поэтому ясное представление о содержании и роли законов в структуре научной теории.
Например, утверждение о том, что причиной сохранения нормального состояния воды являются межмолекулярные силы сцепления, что нагревание воды влечет за собой увеличение кинетической энергии молекул и т.п. Поэтому вначале следует выяснить природу законов, отличие их от эмпирических обобщений, прежде чем оценить их роль в причинных объяснениях и предсказаниях на теоретическом уровне познания.
Согласно утверждениям ученых, использующих индуктивную логику в исследованиях, наука начинается с наблюдения сходств и различий между явлениями и событиями, данными в опыте. Эти наблюдения позволяют сделать обобщение на основе нескольких частных примеров. Именно поэтому они настаивают на обязательном повторении экспериментов, наблюдений нескольких частных случаев и т.д.
С их точки зрения развитие наших представлений о причинной зависимости состоит в простом расширении эмпирических причинных объяснений. Главным механизмом развития представлений о причинности оказывается, таким образом, индуктивный вывод или серия таких выводов.
В качестве образца такой модели объяснения предлагается нередко объяснение поведения газов в молекулярно-кинетической теории. Переход от одного уровня причинного исследования к другому изображается здесь следующим образом. На основе наблюдения за поведением газов при некоторых условиях была выдвинута гипотеза о прямо пропорциональной зависимости между температурой и давлением, температурой и объемом. Эти гипотезы обобщали установленную зависимость для всех газов. Когда было изучено достаточное количество примеров поведения всех газов при одних и тех же условиях, гипотезы стали законами - соответственно законами Бойля и Мариотта, Шарля и Гей-Люссака. Дальнейшее обобщение этих законов, по мнению индуктивистов, привело к формальной теории, описывающей структуру всех газов, - к кинетической теории, в соответствии с которой газы обнаруживали сходство даже в большей степени, чем это следовало из экспериментальных законов.
Однако далеко не всякое обобщение в науке достигается индуктивным путем, хотя каждый научный закон выражается общим предложением. В этом смысле было бы полезно различать два понятия: «обобщение» и «генерализация». Называя некоторую научную процедуру генерализацией, мы имеем в виду, что имеющиеся обобщения (или общие предложения) достигнуты именно индуктивным путем, в процессе последовательного перехода от частных примеров к общему утверждению обо всех имеющихся (и возможных) случаях. Называя некоторые предложения общими, мы не говорим ничего относительно пути, которым они были достигнуты. Эти пути могут быть различными, для нас важно в данном случае лишь то, что общее предложение имеет широкую сферу применения.
Однако, как бы парадоксально это ни выглядело, универсальность закона во втором смысле имеет свои границы. Во-первых, может быть ограничено множество объектов, составляющих область применения данного закона. Во-вторых, всякий научный закон, отражая объективные отношения между явлениями или событиями, выделяет лишь определенную сторону действительности (даже весьма устойчивую или регулярно повторяющуюся), абстрагируясь от других ее событий и процессов. И в этом плане сфера применения научного закона ограничивается не только событиями определенного типа, но и условиями, которые складываются в той или иной области действительности. Если дело обстоит таким образом, то любую зависимость можно считать универсальной лишь в относительном смысле слова, т.е. только в пределах данной области явлений и только с учетом определенных условий, называемых обычно граничными (или начальными) условиями. Всякое событие, выходящее за пределы данной области, или всякое обстоятельство, нарушающее граничные условия, очевидно, нарушает и требование универсальности закона. Таким образом, сколь бы важной характеристикой научного закона ни была его универсальность, она не может служить единственным и безусловным его критерием.
Между тем в истории философии, как известно, немало возлагалось надежд на то, что можно, полагаясь на ясность и простоту критерия универсальности, ограничиться в анализе научного закона одной лишь этой его стороной. Первая попытка свести понятие закона к универсальности была предпринята еще английским философом Д. Юмом (1711 - 1776). По его мнению, каждая идея должна быть выведена из ощущений. Но поскольку нет необходимой зависимости, которая была бы непосредственно дана в чувственном восприятии, постольку она может быть лишь проекцией на чувственный опыт той неизбежности, которая возникает по ассоциации при постоянном сопутствии или регулярном следовании событий. Итак, Д. Юм не отрицал закономерности как «регулярного следования событий». «Всякая вера в факты или реальное существование,- писал он в "Исследовании о человеческом познании",- основана исключительно на каком-нибудь объекте, имеющемся в памяти или восприятии, и на привычном соединении его с каким-нибудь объектом. Или, иными словами, если мы заметим, что во многих случаях два рода объектов - огонь и тепло, снег и холод - всегда были соединены друг с другом, и если огонь или снег снова воспринимаются чувствами, то наш ум в силу привычки ожидает тепла или холода и верит, что то или другое из этих качеств действительно существует и проявится, если мы приблизимся к объекту».
Концепция К. Поппера, одного из представителей философии науки XX в., также представляет собой модернизированную версию юмовской доктрины, попытку отождествить «физическую» необходимость и универсальность. Вывод, к которому он приходит в результате некоторых изменений своих взглядов на научный закон, звучит недвусмысленно в поддержку Юма. Никакого существенного различия между формулировками научного закона и универсальными эмпирическими обобщениями нет. Необходимость, как ее представляет К. Поппер,- лишь ярлык, полезный для словесного различения универсальных законов и акцидентальной универсальности. «Научные теории, писал Поппер, - являются универсальными высказываниями. Подобно всем лингвистическим образованиям, они представляют собой системы знаков или символов. Я считаю бесполезным выражать различие между универсальными теориями и сингулярными высказываниями посредством указания на то, что последние "конкретны", в то время как теории являются только символическими формулами или схемами, так как то же самое можно сказать даже о наиболее "конкретных" высказываниях».
Однако вопреки взглядам К. Поппера и других представителей современной «философии науки» законы отличаются от универсальных генерализаций именно своей устойчивостью, неопровержимостью. Если бы в реальном научном исследовании ученые руководствовались рецептами К. Поппера, то в 30-е гг. нашего столетия неизбежной жертвой подобного заблуждения оказался бы прежде всего закон сохранения и превращения энергии, когда была обнаружена «утечка» энергии при распаде. Даже законы Ньютона едва ли можно было бы назвать законами, поскольку они в строгом смысле не могут быть ни подтверждены, ни опровергнуты простым наблюдением регулярностей: всякое конкретное, чувственно воспринимаемое нами движение «отклоняется» от тех идеализации, которые предполагает механика Ньютона. Этой особенностью, т.е. неопровержимостью, научные законы как раз и отличаются от эмпирических обобщений, причем не только от акцидентальных, но и строго универсальных. Каким бы ни было универсальное обобщение (если заведомо не известно, что оно представляет собой действительно объективный закон), не может быть никакой уверенности в том, что оно рано или поздно не будет опровергнуто, ибо всегда существует возможность появления такого факта, который бы противоречил сформулированному таким образом обобщению.
Становится очевидным, что доказательство универсального характера зависимости - отнюдь не первостепенная задача в обосновании научного закона, хотя отрицать полностью значение критерия универсальности было бы не менее ошибочно, чем абсолютировать его. Речь, по-видимому, должна идти о таком порядке обоснования научного закона, при котором отдается приоритет доказательству его необходимости.
Давайте немного разберемся с этим. Говоря, что вы не можете выиграть, Сноу имел в виду то, что поскольку материя и энергия сохраняются, вы не можете получить одно, не потеряв второе (то есть E=mc²). Также это означает, что для работы двигателя вам нужно поставлять тепло, однако в отсутствии идеально замкнутой системы некоторое количество тепла неизбежно будет уходить в открытый мир, что приведет ко второму закону.
Второй закон - убытки неизбежны - означает, что в связи с возрастающей энтропией, вы не можете вернуться к прежнему энергетическому состоянию. Энергия, сконцентрированная в одном месте, всегда будет стремиться к местам более низкой концентрации.
Наконец, третий закон - вы не можете выйти из игры - относится , самой низкой теоретически возможной температуре - минус 273,15 градуса Цельсия. Когда система достигает абсолютного нуля, движение молекул останавливается, а значит энтропия достигнет самого низкого значения и не будет даже кинетической энергии. Но в реальном мире достичь абсолютного нуля невозможно - только очень близко к нему подойти.
Сила Архимеда
После того как древний грек Архимед открыл свой принцип плавучести, он якобы крикнул «Эврика!» (Нашел!) и побежал голышом по Сиракузам. Так гласит легенда. Открытие было вот настолько важным. Также легенда гласит, что Архимед обнаружил принцип, когда заметил, что вода в ванной поднимается при погружении в него тела.
Согласно принципу плавучести Архимеда, сила, действующая на погруженный или частично погруженный объект, равна массе жидкости, которую смещает объект. Этот принцип имеет важнейшее значение в расчетах плотности, а также проектировании подлодок и других океанических судов.
Эвoлюция и естественный отбор
Теперь, когда мы установили некоторые из основных понятий о том, с чего началась Вселенная и как физические законы влияют на нашу повседневную жизнь, давайте обратим внимание на человеческую форму и выясним, как мы дошли до такого. По мнению большинства ученых, вся жизнь на Земле имеет общего предка. Но для того, чтобы образовалась такая огромная разница между всеми живыми организмами, некоторые из них должны были превратиться в отдельный вид.
В общем смысле, эта дифференциация произошла в процессе эволюции. Популяции организмов и их черты прошли через такие механизмы, как мутации. Те, у кого черты были более выгодными для выживания, вроде коричневых лягушек, которые отлично маскируются в болоте, были естественным образом избраны для выживания. Вот откуда взял начало термин естественный отбор.
Можно умножить две этих теории на много-много времени, и собственно это сделал Дарвин в 19 веке. Эволюция и естественный отбор объясняют огромное разнообразие жизни на Земле.
Общая теория относительности Альберта Эйнштейна была и остается важнейшим открытием, которое навсегда изменила наш взгляд на вселенную. Главным прорывом Эйнштейна было заявление о том, что пространство и время не являются абсолютными, а гравитация - это не просто сила, приложенная к объекту или массе. Скорее гравитация связана с тем, что масса искривляет само пространство и время (пространство-время).
Чтобы осмыслить это, представьте, что вы едете через всю Землю по прямой линии в восточном направлении, скажем, из северного полушария. Через некоторое время, если кто-то захочет точно определить ваше местоположение вы будете гораздо южнее и восточнее своего исходного положения. Это потому что Земля изогнута. Чтобы ехать прямо на восток, вам нужно учитывать форму Земли и ехать под углом немного на север. Сравните круглый шарик и лист бумаги.
Пространство - это в значительной мере то же самое. К примеру, для пассажиров ракеты, летящей вокруг Земли, будет очевидно, что они летят по прямой в пространстве. Но на самом деле, пространство-время вокруг них изгибается под действием силы тяжести Земли, заставляя их одновременно двигаться вперед и оставаться на орбите Земли.
Теория Эйнштейна оказала огромное влияние на будущее астрофизики и космологии. Она объяснила небольшую и неожиданную аномалию орбиты Меркурия, показала, как изгибается свет звезд и заложила теоретические основы для черных дыр.
Принцип неопределенности Гейзенберга
Расширение теории относительности Эйнштейна рассказало нам больше о том, как работает Вселенная, и помогло заложить основу для квантовой физики, что привело к совершенно неожиданному конфузу теоретической науки. В 1927 году осознание того, что все законы вселенной в определенном контексте являются гибкими, привело к ошеломительному открытию немецкого ученого Вернера Гейзенберга.
Постулируя свой принцип неопределенности, Гейзенберг понял, что невозможно одновременно знать с высоким уровнем точности два свойства частицы. Вы можете знать положение электрона с высокой степенью точности, но не его импульс, и наоборот.
Позже Нильс Бор сделал открытие, которое помогло объяснить принцип Гейзенберга. Бор выяснил, что электрон обладает качествами как частицы, так и волны. Концепция стала известна как корпускулярно-волновой дуализм и легла в основу квантовой физики. Поэтому, когда мы измеряем положение электрона, мы определяем его как частицу в определенной точке пространства с неопределенной длиной волны. Когда мы измеряем импульс, мы рассматриваем электрон как волну, а значит можем знать амплитуду ее длины, но не положение.
1.2. Научный закон
Научный закон — важнейшая составляющая научного знания. Научный закон репрезентирует знание в предельно концентрированном виде. Однако не следует сводить цель научной деятельности вообще лишь к установлению научных законов, ведь есть и такие предметные области (прежде всего это касается гуманитарных наук), где научное знание производится и фиксируется в других формах (например, в виде описаний или классификаций). Кроме того, научное объяснение, как мы будем говорить дальше (§ 1.3), возможно не только на основе закона: существует целый спектр различных видов объяснений. Тем не менее именно научный закон в его лаконичной формулировке производит самое сильное впечатление и на самих ученых, и на широкие крути представителей вненаучной деятельности. Поэтому научный закон нередко выступает синонимом научного знания вообще.
Закон входит в состав теории, в общий теоретический контекст. Это означает, что формулировка закона осуществляется в специальном языке той или иной научной дисциплины и опирается на базисные положения в виде совокупности тех условий, при которых закон выполняется. То есть закон, несмотря на свою краткую формулировку, является частью целой теории и не может быть вырван из своего теоретического контекста. Он не может быть приложен к практике непосредственно, без окружающей его теории, а также, как это часто бывает, требует для своих приложений наличия определенных промежуточных теорий, или “теорий среднего уровня”. Иными словами, научный закон не является непосредственным продуктом, всегда готовым к употреблению для любого пользователя.
Определение и характеристика научного закона
Что такое научный закон? Это научное утверждение, имеющее универсальный характер и описывающее в концентрированном виде важнейшие аспекты изучаемой предметной области.
Научный закон как форму научного знания можно охарактеризовать с двух сторон:
1) со стороны объективной, онтологической. Здесь необходимо выявить то, какие черты реальности схватываются в законе;
2) со стороны операционально-методологической. Здесь необходимо выявить, каким образом ученые приходят к познанию закона, к формулировке законоподобного утверждения;
Перейдем к рассмотрению этих двух сторон научного закона.
Объективная (онтологическая) сторона научного закона.
С объективной стороны, т.е. со стороны референта теории, научным законом называют устойчивое, сущностное отношение между элементами реальности.
Устойчивость отношения означает то, что данное отношение стабильно, повторяемо, воспроизводимо в данных неизменяемых условиях.
Сущностность закона означает то, что отношение, описываемое законом, отражает не какие-то случайные, наугад схваченные свойства описываемых объектов, а наоборот, самые важные — те, которые определяют или структуру этих объектов, или характер их поведения (функционирования) и вообще тем или иным способом объясняют сущность изучаемого явления. Референт теории, включающей законы, — это не единичный объект, а некоторая (возможно, бесконечная) совокупность объектов, взятая под углом зрения универсальности; поэтому закон формулируется не для единичного явления, а относится к целому классу подобных объектов, объединенных в этот класс определенными свойствами.
Таким образом, закон фиксирует существенные инвариантные соотношения, универсальные для той или иной предметной области.
Что такое универсальность закона
Универсальность закона сама по себе является достаточно сложным качеством. Г. И. Рузавин говорит о трех смыслах универсальности. Первый смысл — универсальность, задаваемая самим характером понятий, входящих в закон. Разумеется, существуют различные уровни общности научных понятий. Поэтому и законы могут быть упорядочены по признаку общности как более универсальные (фундаментальные) и менее универсальные (производные). Второй смысл универсальности касается пространственно-временной общности. Утверждение является универсальным в этом смысле, если оно применяется к объектам независимо от их пространственного и временного положений. Поэтому геологические законы не могут быть названы универсальными в этом смысле, т.к. характеризуют именно земные явления. В этом случае можно говорить об универсальности более низкого уровня: региональной и даже локальной (или индивидуальной). Наконец, третий смысл связан с логической формой законоподобных утверждений — с использованием в формулировке закона специального логического оператора, позволяющего высказываться о каком-либо “объекте вообще”. Такой оператор называется квантором. В универсальных утверждениях используется либо квантор всеобщности (для всех объектов вида А имеет место...), либо квантор существования (существует некий объект вида А, для которою имеет место...). При этом законы более низкого уровня универсальности используют квантор существования, а законы фундаментальные — квантор всеобщности.
Кроме того, универсальность научного закона выражается в том, что, описывая сущностные аспекты того или иного явления, он относится непосредственно не столько к имеющим место явлениям, сколько к универсальным потенциальным ситуациям, которые могут реализоваться при выполнении соответствующих условий. Иными словами, закон как бы преодолевает сферу того, что актуально существует. Так, К. Поппер обращает внимание на такую особенность научных универсальных утверждений: они характеризуют потенциальный план реальности, объективную предрасположенность к тому или иному явлению при наличии соответствующих условий (такие утверждения называют диспозициями). Универсальные утверждения, играющие роль научных законов, являются, по К. Попперу, описаниями не столько реально наблюдаемых единичных явлений, сколько потенций, предрасположенностей.
Поскольку в законе должна фиксироваться именно сущностная универсальность, встает вопрос о том, как отличить подлинные законы от случайных обобщений, лишь по видимости имеющих законоподобную форму. (Например, утверждение “все яблоки в этом холодильнике красные” может оказаться истинным, не будучи научным законом.) В целом этот вопрос пока недостаточно прояснен. Но следует отметить важный вклад американского философа и логика Н. Гудмена. Он тоже обращает внимание на потенциальный характер законов. И. Гудмен называет в качестве специфического свойства научных законов то. что из них могут быть выведены условные (или контрфактические) предложения, т.е. те, которые описывают не фактическое положение дел, а то, что может или могло бы произойти в определенных обстоятельствах. Например, “если бы не мешало трение, этот камень продолжал бы катиться дальше” — это условное высказывание, опирающееся на закон инерции. Напротив, те суждения, которые отражают лишь случайные свойства какого-либо объекта, не могут служить основанием для выведения из них контрфактических суждений".
Операционально-методологическая сторона научного закона
С операциональной стороны закон можно рассматривать как хорошо подтвержденную гипотезу. Действительно, к признанию закона мы приходим после выдвижения какой-то гипотезы, имеющей универсальный характер, обладающей способностью объяснить обширный ряд эмпирических данных и схватывающей существенные черты этих единичных фактов. После проведения каких-то процедур верификации научное сообщество принимает данную гипотезу как подтвержденную и способную фигурировать в роли научного закона.
Однако следует отметить, что то свойство закона, которое называют универсальностью, приводит к известным трудностям, ведь универсальность предполагает, что мы можем применить закон к неограниченному классу однородных явлений. Но само обоснование гипотезы всегда опирается на конечное число наблюдений, эмпирических данных. Как же происходит переход от конечного эмпирического базиса к теоретическому заключению о бесконечном числе приложений? Далее, где истоки категоричности в формулировке научного закона? Вправе ли мы говорить, например, что “все тела непременно расширяются при нагревании”?
Это давняя проблема для теории познания и философии вообще. Существенный вклад в ее прояснение внесли Д. Юм и И. Кант. Так, Д. Юм показал, что из наблюдения единичных явлений мы не можем получить логически корректного вывода о необходимой связи тех или иных явлений, лежащей в их основе. Эго означает, что при формулировании утверждения, носящего универсальный характер, мы делаем нечто большее, чем просто описание наблюдаемой регулярности. Причем это добавление не является выведенным логически из ряда эмпирических данных. Иными словами, у нас нет надежных логических оснований для перехода от единичных наблюдений к постулированию необходимых связей между ними.
Кант же идет дальше отрицательных результатов Д. Юма. И. Кант показывает, что человеческий разум всегда при выдвижении тех или иных универсальных положений, или законов, сам “навязывает” природе тот или иной закон, подобно законодателю, т.е. всегда занимает активную позицию относительно эмпирического базиса. Мы не просто регистрируем закономерность, которая проглядывает через эмпирические данные, хотя порой именно так кажется, настолько естественно работа ученого выглядит как считывание данных и их простое обобщение. Нет, на самом деле ученый всегда выдвигает далекоидущее суждение, принципиально превосходящее возможности проверки и базирующееся на ряде предпосылаемых допущений о постоянстве природы и т.п. Это суждение априорно предвосхищает бесконечный ряд случаев, который заведомо никогда не может быть весь исследован.
Разумеется, при выдвижении законоподобной гипотезы возникает вопрос о различного рода необходимостях, но они носят уже не всеобщелогический характер, а более специальный, содержательный. Так, говорят о физической необходимости, о причинной (или каузальной) необходимости; эти оттенки употребления термина “необходимость” изучаются и уточняются в современной модальной логике.
Понятие научного закона — анахронизм?
Некоторые современные философы науки утверждают, что само понятие закона является в настоящее время не совсем удачным. Оно отсылает нас к метафизике XVII-XVIII вв., когда под законом понималось нечто абсолютное, безусловное, присущее природе с логической необходимостью. Сегодня мы далеко отошли от такой метафизики. Так, например, говорит Б. ван Фраассен в книге “Законы и симметрия” (1989). Он поднимает ряд важных проблем, касающихся статуса законов в современной науке. Известная работа Нэнси Кэртрайт “Как лгут законы физики” (1983) вскрывает тот сложный контекст, в котором работают научные законы. Так, ученые вместе с научными законами вводят сильные идеализирующие допущения, заведомо упрощают ситуацию (в т.ч. отходят от сугубо фактической истинности самой по себе). То есть использование закона в научной деятельности включено в достаточно сложную практику.
Думается, что все же отказываться в научной практике от устоявшегося понятия научного закона не стоит. Однако на современном уровне развития науки мы действительно понимаем под законами не столько безусловные законы природы в традиционном метафизическом смысле, сколько особые теоретические конструкции, находящиеся в сложном контексте абстрактных объектов и абстрактных связей, идеализаций, мысленных моделей и т.п.
Научные законы — это эффективные теоретические конструкции, выполняющие в научном знании ряд важнейших функций.
Классификация законов
Классификация научных законов может быть проведена по различным основаниям. Укажем некоторые способы. Самым простым является способ группировки законов в зависимости от науки (группы наук), к которой принадлежат те или иные законы. В этой связи можно выделить законы физические, биологические и т.д.
Существует, далее, деление, восходящее еще к неопозитивистскому (§ 0.2) периоду. Оно в достаточно четкой форме представлено у Р. Карнапа. Это различение законов эмпирических, в формулировке которых используются только термины наблюдения (т.е. относящиеся к объектам, которые принципиально наблюдаемы), и законов теоретических (включающих в свой состав сугубо теоретические термины; такие термины относятся к достаточно абстрактным объектам). Несмотря на то что, как мы увидим в § 1.4, представление о различии эмпирического и теоретического уровней оказывается при ближайшем рассмотрении достаточно сложным, в целом деление законов на эмпирические и теоретические можно сохранить, хотя сегодня оно уже не имеет такого принципиального значения, как это было в неопозитивистском периоде.
Наконец, отметим еще одну из предлагаемых классификаций. Она отталкивается от типа детерминизма, который выражается в тех или иных законах. Так, различают законы детерминистические (или динамические) и статистические (или вероятностные). Законы первого вида дают однозначные характеристики тех или иных явлений. Законы статистические же дают характеристики лишь в вероятностных терминах: например, в физике это касается либо массовых, статистических явлений, как, например, в термодинамике, либо объектов микромира, где вероятностный, неопределенный характер их свойств относится и к единичным объектам, являясь их существенным качеством.
Функции научных законов
Наиболее яркие функции научных законов — это объяснение и предсказание. Действительно, одна из важнейших черт теоретического мышления — это подведение тех или иных явлений под установленный научный закон. В том числе, как мы говорили выше, объясняется не только то, что реально имеет место, но и то, что могло бы произойти при наличии определенных обстоятельств. Здесь функция объясняющая переходит в функцию предсказательную. Далее, важнейшей функцией законов является далекоидущая унификация научного знания. Так, законы высокой степени общности объединяют и систематизируют обширные области знаний.
В целом же функции научных законов включены в функции научной теории, т.к. закон всегда входит в контекст теории, репрезентируя ее принципиальные положения. О функциях научной теории мы будем говорить в соответствующем месте (§ 3.4).
Резюме. Итак, научный закон концентрирует в себе сущностные, устойчивые черты изучаемых явлений. Закон — универсальное утверждение, приложимое к бесконечному числу единичных случаев, соответствующих определенным базисным условиям. С операционально-методологической стороны он является лишь хорошо подтвержденной гипотезой, а не логически необходимым выводом из совокупности единичных данных. Всякий научный закон является гораздо более сильным утверждением, чем те утверждения, которые просто описывали бы конечную совокупность единичных феноменов. В конечном счете сам теоретический разум “берет на себя ответственность” за выдвижение научного закона. Использование законов в научной практике погружено в сложный контекст идеализаций, допущений, абстрактных объектов. Посредством научных законов выполняются описания, предсказания, унификация и др.