Аннотация: вид знания, удовлетворяющий критериям: Применимисть, Верификабельность, Опровержимость, Непротиворечивость, Толерантность
Switch for Engllish version:
http://samlib.ru/k/kuznecow_d_j/science.shtml Наука - это специфический вид человеческого знания, человеческих достижений и деятельности,
связанный с выработкой специального языка, то есть системы обозначений и концепций для описания воспроизводимых явлений любой пророды, характеризующийся следующими свойствами:
[1]
Применимость. Каждая научная концепция имеет ограниченную область применимости, отличную от пустого множества и полного множества.
[2]
Верификабельность. Каждая концепция может быть подтверждена: Не используя эту концепцию, можно описать некоторый специфический эксперимент с таким специфическим результатом, который подтверждает концепцию.
[3]
Опровержимость (Опровергабельность). Каждая концепция может быть опровергнута (то есть, отвергнута): в терминах этой концепции можно описать некоторый специфический эксперимент с таким специфическим результатом, который указывает, что концепция ошибочна.
[4]
Внутренняя непротиворечивость. В концепции не найдено внутренних противоречий.
[5]
Принцип соответствия. Если область применимости новой концепции пересекается с областью
применимости другой, уже принятой и подтвержденной концепции, то новая концепция или воспроизводит результаты старой концепции, или указывает способ доказать, что старая концепция ошибочна.
(Например, ошибочной может быть оценка области применимости старой концепции.)
[6]
Плюрализм и простота. Допускается сосуществование взаимно-противоречивых концепций, удовлетворяющих критериям (1-5). Если две взаимно-противоречивых концепции имеют одну и ту же область применимости, то более простая из них имеет приоритет и рассматривается как основная по отношению к более сложной.
Структура Науки
Научные концепции строятся на основе наблюдений, экспериментов, определений, аксиом (постулатов),
гипотез, теорем и теорий.
Наблюдение означает идентификацию каких-либо сходств явлений некоторого класса.
(Например, можно отметить, что одни и те же правила счета могут применяться к объектам различной природы:
камням, яблокам, людям; тот, кто первым это обнаружил и сформулировал, был великий математик.)
Если наблюдение требует сколько-нибудь сложных действий со стороны исследователя, то оно называется
эксперимент. (В этом смысле экспериментом являются любые сколько-нибудь серьезные астрономические наблюдения.)
Определения позволяют использовать компактные обозначения, делая описание научных концепций короче и проще. (Например, можно определить натуральные числа для урощения счета объектов, которые в некотором смысле являются эквивалентными. Обычно люди получает начальные сведения о натуральных числах на интуитивном уровне в самом начале жизни, когда учатся говорить и воспринимать речь; но для эффективного использования чисел их все-таки приходится определять.)
Аксиомами называются утверждения, кототые принимаются как основные, начальные
при построении некоторой концепции. Концепция с общепринятыми аксиомами называется
парадигмой.
(Некоторые коллеги воспринимают такие парадигмы как истины в последней инстанции.)
Теоремами называются утверждения, которые доказываются на основе аксиом и определений.
Этот термин используется иногда даже в тех случаях, когда строгое доказательство утверждения еще не построено, но ожидается, что такое доказательство будет построено в будущем.
В таких случаях может использоваться также термин "гипотеза".
Гипотезой называется утверждение, сформулированное в рамках некоторой концепции, парадигмы;
обычно ожидается, что гипотеза будет либо подтверждена, либо опровергнута.
Если гипотеза подтверждена дедукцией, то есть выведена из постулатов, определений и других, уже доказанных теорем, то эта гипотеза становится теоремой.
Если гипотеза предсказала нетривиальные результаты каких-либо экспериментов, то эта гипотеза становится теорией. В соответстивии с определением (свойство номер 5), в науке допускаются взаимно-исключающие гипотезы и теории; во всяком случае, до тех пор, пока в каких-нибудь них не будут найдены внутренние противоречия или пока какие-нибудь из них будут отвергнуты на основе наблюдений или экспериментов.
Вышеуказанные свойства являются общими для всех наук. Работа, связанная с творением и развитием науки называется
исследованием.
Классификация наук
Для классификации наук используются несколько критериев
Естественные и гуманитарные науки
Основная спецификация наук указывает, применяется ли конкретная наука к человеку и человечеству.
Естественными науками считаются те, которые могут строиться, формулироваться и дополняться без концепций, связанных с человеком и человеческим обществом.
Для Гуманитарных наук, наоборот, понятия человек, общество, человечество являются существенными.
В принципе некоторые науки (теория игр, структурная лигвистика), которые по этимологии относятся к отношениям между людьми, могут развиваться уже без использования понятий, связанных с человеком, и в этом смысле становятся разделами математики, то есть естественными науками.
Деление на прикладные и фундаментальные науки.
Любая естественая или гуманитарная наука может быть характеризована как
прикладная, если предполагается, что исследование принесет некий заранее определенный бенефит,
или оно необходимо для другого, более серьезного и важного исследования;
или фундаментальная, если основное приложение результатов указать трудно.
Например, анализ квантовых флуктуаций топологии пространства вблизи испаряющейся черной дыры
должен быть квалифицирован как фундаментальное исследование: физик, изучающий это явление, не может объяснить, что именно успех этого исследование может дать лично распорядителю фондов, выделенных на научные исследовния, или некому обобщенному налогоплательщику.
Напротив, оптимизация двигателей внутреннего сгорания сулит бенефит в виде увеличения мощности, экономии топлива и т.п.
Экспериментальные и теоретические исследования
Как естественная наука, так и гуманитарная, является ли она фундамантальной или прикладной,
может быть названа экспериментальной или теоретической в зависимости от того, какие методы преобладают в исследованиях. Если преобладает дедукция, то исследование и наука считаются теоретическими.
Между теоретической и экспериментальной наукой нет четкой границы, часто исследование предполагает как теоретический анализ, дедукцию, так и эксперимент.
Кроме того, некоторую промежуточную позицию занимает численное симулирование;
иногда такие симуляции называются "численным экспериментом".
(Часто люди, далекие от науки, преувеличивают значение и доказательную способность таких симуляций;
особенно, если речь идет о моделировании поведения сложных объектов.)
Однако мысленный эксперимент остается орудием теоретической науки.
Апология науки
Обычно наука, особенно фундаментальная, не дает быстрого бенефита; требуется какое-то оправдание тому, что бюджетные деньги тратятся на удовлетворение личного любопытства исследователей.
В качестве такого оправдания выступают научные "программы", заявки на гранты и научные отчеты по их использованию. Обычно указываются далеко идущие перспективы.
Заранее трудно даже качественно оценить, как долго
штат или страна или район может поддерживать высокий уровень культуры и технологии, обеспечивая свою экономическию независимость, если в какой-то момент вообще перестанет финансировать фундаментальные исследования.
Таким вопросом могла бы заниматься специальная наука, "наукология"; на основе анализа истории, такая наука могла бы сравнить перспективы такого штата или страны с ожидаемым будущим некого гипотетического сообщества, которое решило бы воздержаться от производства материальных ценностей, покрывая расходы новыми кредитами и продажей натуральных ресурсов.
Распределение фондов
Распределение средств, ассигнованных на развитие науки, является серьезной проблемой.
В большинстве случаев, администраторы фондов не имеют возможности глубоко вникать в суть исследований,
которые они финансируют. Поэтому, финансовая поддержка распределяется на основе формальных критериев:
Публикации, цитировнаие, участие в конференциях, регулярность научных семинаров,
преподавательская деятельность. Умение писать заявки на гранты и хорошие отношения с коллегами и распределителями фондов становятся важным, если не доминантным фактором в успехе получения финансирования.
По той же причине, зрелищность новых полученных эффектов имеет большое значение.
Злоупотребления
Особенно неэффективно расходуются фонды в странах с высоким уровнем коррупции чиновников,
и не только потому, что значительная часть средств не доходит до назначения.
В коррумпированных странах, правительство обычно стремится засекретить большинство перпективных
научных достижений (и даже порой фундаментальных) с тем, чтобы монопольно использовать их в военной промышленности.
Обычно такие достижения являются фиктивными: режим секретности защищает их от критики,
открывая широкое поле для ошибок всякого рода, как невольных, так и сознательных; чем боее фантастично
(и абсурдно) выглядят перспективы исследования, тем легче оно засекречивается.
В тоталитаристических странах, целые направления исследований могут оказаться не просто
лишенными финансирования, но и подавлены физическими репрессиями исследователей, как это случилось в СССР
с Теорией Относительности, Квантовой Механикой, Кибернетикой, Генетикой. Ранее, в Европе, в эпоху деятельности Святой Инквизиции, аналогичные явления имели место в отношении Астрономии.
Иерархия наук
Иерархия наук была более или менее установлена в ХХ веке.
Вершиной всех наук является
Математика.
Ни одна наука не осмеливается противоречить математике.
Разумеется, различные подходы, концепции внутри математики могут конкурировать.
Математика является базой всех наук еше и в том смысле, что математические обозначения используются во всех науках. Ни одна другая наука таким свойством не обладает.
Вычислительная математика, численные симуляции и кибернетика занимают некую промежуточную позицию между математикой и другими науками. Только к концу ХХ века вычислительная математика и кибернетика выделились как самостоятельные науки; они строятся на основе, в первую очередь, математики, при поддержке вычислительной техники, то есть, комьютеров, и вероятно, не могут существовать без компьютеров.
(Впрочем, начиная с 21 века, эффективное развитие какой бы то ни было науки невозможно без компьютеров и математики.)
Общая и теоретическая физика является своеобразным мостиком между математикой и другими аспектами человеческой реальности. Вся физика построена на математике.
Принципиальные концепции в физике используют малые параметры (например, кривизна пространства, отношение массы обьектов к Планковской массе, отношение скорости объектов к скорости света); это позволяет выразить основные закономерности в терминах линейных функций. К таким концепциям относятся однородность и изотропия пространства (эвклидовость), однородность времени, унитарность квантовой эволюции и тому подобные.
Линейность позволяют производить измерения, то есть сравнивать некоторую величину с эталоном.
Разумеется, исторически, физика шла иначе: сперва были измерения, а потом эффективность и точность разнообразных измерений была интерпретирована как однородность пространства и времени. (Когда точность измерений достигает порядка 16 десятичных знаков, однородность пространства становится приближением).
Химия является частью физики, занимающаяся свойствами веществ, то есть соединений атомов.
Иногда Химия рассматривается как независимая (от физики) наука; особенно пока возможности
Квантовой Механики и вычислительной математики не позволяют предсказывать свойства химических соединений
и химических реакций ab inicio.
Ядерная физика на таком же основании, как Химиа, может считаться независимой (от физики) наукой; при расчете
ядерных реакций, во всяком случае, в 20 веке, преобладает феноменологи; расчеты ab inicio в ядерной физике еще сложнее, чем в химии.
Чегото-физика, как, например, геофизика, астрофизика, лазерная физика и т.п.
иногда тоже выделяется в отдельную науку по признаку предмета или методов исследования.
Специфический предмет исследования может определять особенности методов;
например, несмотря на название "практическая астрофизика", человеческие возможности еще
очень далеки от того, чтобы практически осуществлять эксперименты по образованию планет, или по столкновению звезд или их коллапсу в черные дыры, не говоря уже об образовании галактик или Вселенных; в таких случаях речь обычно идет о наблюдениях или о численных симуляциях. Вопрос о сотворении Вселенных предствляется настолько сложным, что его обычно относят к области компетенции
религии, сужая круг задач астрофизики к изучению тех объектов, которые существуют (или хотя бы могут существовать) в Нашей Вселенной.
Биология изучает объекты, способные к воспроизведению, которые пока не могут быть созданы методами физики и математики. Эти объекты назывяются "живыми", и их существование называется "жизнь". Биология отчасти связана с гумнитатными науками, поскольку люди тоже являются живыми. (Хотя порой они могут по жаловаться на условия своего существование в терминах "Да разве это жизнь?", ставя под сомнение вышеуказанное определение.)
Гипотезы о возможности создания биологических объектов (и в частности, субьектов) из неживых объектов могут считаться научными; на начало 21 века эти гипотезы не подтверждены и не опровергнуты. Поэтому вопросы о "сотворении жизни" и "сотворении человека" тоже могут быть отнесены к сфере компетенции религии, подобно вопросу о сотворении Вселенной. Что же касается физических свойств биологических объектов, то это входит в компетенцию физики, точнее, биофизики.
Обычно биология не претендует на какие-либо явления, противоречащие концепциям
физики, хотя
в биологии допускается изучение воспроизводимых явлений, даже если они противоречат концепциям, принятым в физике. Например, сообщения об опытах Гальвани с подергивающимися лягушачьими лапками выглядели полной чертовщиной и мракобесием (Гальвани, будучи человеком осторожным, не слишком рекламировал эти результаты); однако изучение таких явлений способствовало развитию концепции элекричества в физике и нервной системы в биологии.
Начиная с XX века, мало кто относится всерьез к сообщениям о биологических явлениях, противоречащих фундаментальным физическим законам (причинность, унитрность эволюции, сохранение энергии, импульса, углового момента, и т.п.). Время от времени проводятся эксперименты по изучению таких явлений, как телепатия, телекинез, телепортация, "биополе" и прочие, но эффект Гальвани до сих пор является последним среди научных результатов, полученных таким образом.
Медицина была бы частью биологии, но она имеет дело с человеком и, в соответствии с определением, относится к гуманитарным наукам.
Другие гуманитарные науки связяны с поведением людей или свойствами объектов
(материальных или не материальных), связанных с людской деятельностью:
Психология,
История,
Экономика,
Социология,
Литературоведение,
Лингвистика,
Теология,
Искусствоведение,
графология,
юриспруденция,
политология.
В этой последовательности каждая наука претендует на то, чтобы соответствовать предыдыщим.
Если политология противоречит исторической или экономической науке, то она рассматривается
как религия или как обман, но не
как наука.
Человеческое знание
Человеческое знание не ограничивается научными результатами
Многие достижения технологии и культуры основаны на человеческом опыте,
но не соответствуют критериям научности, сформулированным в определении.
Например, кроме искуствоведения, есть искусство;
кроме литературоведения, есть литература; литературные произведения несут знания даже в том случае, если
человек читает книгу, и даже не знает о существовании десятка диссертаций, смакующих особенности этой книги.
Например, знание того, что невозможно достичь доброй цели, пользуясь злыми методами является достижением литературы, но никак не научной концепцией.
Человеческое знание сильно запутано, и лишь небольшая часть этого знания может быть сформулирована в форме,
удовлетворяющей критериям (0-5) определения науки. Значительная часть знания содержится в языке, то есть в
знаковой системе, используемой людьми для общения. Этот язык не может быть заменен наукой о языке, примерно так же, как теория двигателя внутреннего сгорания или руководство по его обслуживанию не могут заменить автомобиль, когда пришло время отправиться в супермаркет за продуктами. Значительная часть человечесокого знания содержится в неписаных правилах, легендах, фолклоре, обычаях, обрядах, и не весегда попытки научного исследования этих обрядов бывают удачными.
Важную роль в структуре человеческого знания играет
религия.
Большая часть достижений человеческих цивилизаций так или иначе свазаны с религиями.
Арабская цивилизация, которая дала Человечеству основы Алгебры, базируется на Исламе.
Так называемая "Западная цивилизация", которая принесла человечеству многие достижения (паровые машины, автомобили, самолеты, оптоэлектронные приборы, компьютеры), основана в-основном, на Иудаизме и Христианстве,
хотя достижения Римской Империи в Юриспруденции связаны с Многобожием (политеизмом), бывшим популярным в те века.
Философия Пацифизма, которая является важным компонентом миролюбия, позволяющего человечеству избегать по крайней мере крупных войн уже на протяжении нескольких поколений, восходит к учению Махматмы Ганди,
связанному с Индуизмом.
Допустимость разных воззрений, которыми гордится человеческая цивилизавия, выработалась под влиянием Буддизма и
Индуизма. Экстремальный случай такой толерантности выражен в манифесте
Позитивистского плюрализма.
Антирелигиозные (атеистические) собщества нестабильны. Известно несколько попыток исключить религию из многообразия человеческого знания. Такие сообщества либо оказывались недолговечными, как, например, Парижская Комунна, либо вырабатывали новую религию, например, Марксизм-Ленинизм, как это случилось в СССР.
Достижения современной цивилизации связаны человеческим знанием в виде разных религий.
Сохранение всех религий важно для успешного развития человечества.
Не всегда и не всякая религия, как человеческое знание, способствует гуманизму, необходимому для развития наук. Особенно агрессивными могут быть Христианство, Марксизм-Ленинизм и Исламизм (так называют радикальное направление Ислама). Наиболее известными примерами являются Крестовые походы и пытки Святой Инквизиции в Европе в Средние Века, христианский национал-социализм и коммунизм в Европе, в СССР, в Китае и Северной Корее в ХХ веке и мусульманские деспотии в Исламских странах конца Двадцатого-начала Двадцать Первого веков. Предполагается, что особой жестокостью отличались пре-европейские цивилизации центральной Америки;
возможно, именно эта жестокость затормозила их развитие настолько, что они не знали ни использования лошадей, ни механизмов, ни трансокеанских кораблей в эпоху, когда европейцы уже имели возможность пересекать Атлантику в количествах, представляющих для коренных жителей Америки серьезную угрозу.
Есть надежда, что Наука свободна от самых опасных тенденций, присущих мировым религиям, приводивших к массовым смертоубийствам типа Крестовых Походов, концлагерей и мировых войн. Однако есть и скепсис, что наука не является панацеей: это знание о сущем, но не знание о должном, и поэтому без помощи нравственности, то есть религии, наука не может оказывать облагораживающее действие ни на человеческую цивилизацию в целом, ни на отдельные сообщества.
О терминологии
В литературе и, в частности, на русскоязычных виках, вместо термина "опровержимость" используется термин "Фальсифицируемость". Этот термин плох.
В качестве не единственного, но наиболее показательного примера, можно упомянуть созданную в 2009 году
"комиссию по борьбе с фальсификациями истории"
. Создание такой комиссии можно интерпретировать разными способами.
Можно признать, что термин "фальсифицация" имеет два почти противоположных значения, (1) искажение, подтасовка, обман, и (2) отрицание научной концепции на основе ее внутренней противоречивости и/или противоречия достоверным наблюдениям. В этом случае следует отказаться от какого бы то ни было использования этого термина в любом из этих двух значений.
Можно признать, что термин "фальсификация" означает отвержение концепции в силу ее явного противоречия
с наблюдаемыми явлениями: например, если концепция предсказывает построение коммунизма (где каждому по потребностям), в течение 15-20 лет, а страна, вместо того, чтобы строить коммунизм, нападает на соседние государства, а потом вообще распадается, и ее остатки начинают строить капиталистическое общество.
Кроме того, можно признать безграмотность или злой умысел создателей упомянутой комиссии.
В настоящем словаре я использую принцип презумпции добрых намерений. Поэтому я отказываюсь от использования термина "фальсификация". В новых текстах я буду использовать либо термины "отрицание", "отвержение",
в случаях когда показана несостоятельность научной концепции, как аргумент в пользу новой концепции;
либо термины "искажение", "дезинформация", "обман", "ошибочность" в случае, когда концепция
утверждается с помощью лжи и демагогии.
Если концепция допускает процедуру, в результате которой она может быть признана несостоятельной и отвергнута,
то я называю ее опровергабельной (опровержимой, "негабельной", калька с английского "negate"), и именно такой термин использован в определении науки в начале статьи.
Если же концепция такой процедуры не допускает, как, например, советская концепция истории,
то эта концепция является религиозой. Тем, кто делает науку, не надо ни отвергать, ни разоблачать, ни даже рассматривать такую концепцию; достаточно квалифицировать ее как ненаучную. Аналогично, в свое время Французская академия наук отказалась рассматривать какие бы то ни было проэкты вечных двигателей.
Научная истина
В науке нет такого понятия как "истина", на которую претендуют религии; поэтому удобные "истина" и "ложь" успользутся как возможные значения логических переменных. Степенью достоверности или "истинности" можно считать простоту и эффективность, с которой концепция может использоваться в практической деятельности. В этом смысле, "истинными" могут быть одновременно несколько взаимно-исключащих друг друга концепций; по крайней мере до тех пор, пока некоторые из них будут отвергнуты по причине либо внутренних противоречий, либо противоречий с наблюдениями.
Заключение и ссылки
Имеется много разных определений термина "наука". Читатель может сравнить определение в начале статьи с определениями из популярных источников. Обычно в определение понятия "наука" включают требование объективности.
Понятие "объективность" само по себе субъективно; оно зависит от точки зрения и даже от состояния субъекта, лишает науку объективности и провоцирует как терминологические, так и семантические дискуссии.
Неадекватность определений науки на нижеуказанных сайтах и необходимость выработки эффективной
методики для моей работы побудили меня написать эту статью.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Наука
http://wiki.kspu.karelia.ru/index.php/Понятие,_структура_и_функции_науки
http://traditio.ru/wiki/Наука
Определения с некоторых англоязычных сайтов страдают тем же недостатком,
то есть расплывчатостью критериев научного знания и претензиями на объективность:
http://en.wiktionary.org/wiki/science
http://en.wikipedia.org/wiki/Science