что такое теория в науке
Что такое теория и чем хороши теоретические методы познания
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Это слово мы встречаем в повседневной речи, слышим с экрана телевизора, читаем с книжных страниц.
Но едва ли обычный человек, не увлеченный наукой, не подглядывая в Википедию, даст точное определение понятию «теория».
Люди часто используют термины, значение которых даже не понимают или понимают неправильно. Не будьте как они — читайте мой блог, просвещайтесь онлайн.
Что такое теория?
Это понятие образовалось от греческого слова theoria — рассмотрение, исследование.
Теория — это обобщенная система знаний, которая дает объяснение тем или иным сторонам и свойствам изучаемого предмета или явления. Она является самой развитой формой научного знания.
Теория не может состоять из одного-единственного умозаключения. Теоретические методы исследования похожи на сборку гигантского конструктора Лего.
Вот есть красные кубики — это аксиомы, они пойдут в качестве фундамента. Аксиомы — утверждения, которые принимаются за истину без доказательств. На них поставим желтые стены — это гипотезы. А вот их нужно доказывать.
Будем проверять эти гипотезы на устойчивость, шатая стены. Некоторые рухнут, тогда будем выстраивать новые, пока не получится устойчивая конструкция. Сверху навесим башенки — отдельные понятия, законы.
А все вместе — это теория, где элементы упорядочены. Где умозаключения не взяты с потолка, а получены на основе правил логического вывода.
Теория — это совокупность умозаключений, которая отражает существующие отношения и связи между явлениями в объективной реальности.
Более подробно на эту тему смотрите в этом видео:
Теоретические методы исследования
Как формируется теория? Эта цепочка выглядит так: факт–> проблема–> гипотеза–> теория.
Факт должен быть очищен от случайности. Может быть, фрукт прямо в воздухе подхватила птица. Или он упал, но никто не заметил. Повторите эксперимент несколько раз, убедитесь, что это не случайность.
Зачем нужна теория — 5 ее функций
Требования к теоретическим методам познания
Альберт Эйнштейн заявлял, что теория обязана удовлетворять следующим критериям:
Из чего состоит теория?
Структура неоднородна, состоит из разных элементов:
Ученый изучает модель (что это?), а потом переносит свойства с идеализированного объекта на реальный предмет с некоторыми поправками. Такой процесс называется идеализацией.
Теоретический и эмпирический уровни научного познания
Есть теория, а есть практика. Наплевав на здравый смысл, люди противопоставляют одно другому. На самом деле, эти понятия неразлучны.
Теория рождается из данных, которые получены эмпирически — из наблюдений или эксперимента.
Она формирует новые утверждения, выведенные логическим путем. Только практика подтверждает их истинность. Получается круговорот: опыт создает теорию, которая, в свою очередь, дает новые данные для проведения экспериментов.
Эмпирический уровень познания
Это чувственное изучение реально-существующих предметов и явлений.
Эксперименты бывают исследовательские — для получения новой информации — и проверочные, которые помогают подтвердить или опровергнуть гипотезы.
Методы теоретического познания
Теоретические методы исследования подразумевает обработку данных, полученных опытным путем, построение логических выводов, умозаключений посредством мышления.
Выделим такие виды:
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (2)
Теория, не подтвержденная практикой так и остается сложным умозаключением, причем, часто субъективным и лишенным смысла.
Да сейчас много что называют теорией, даже от теории плоской Земли некоторые не отказываются, хотя доказательств опровергающих данную теорию пруд пруди, тоже с теорией гравитационных волн, вроде бы данная теория нашла своё подтверждение, но она стала именоваться теорией ещё до получения результатов, которые установили её истинность.
ТЕОРИЯ
ТЕОРИЯ – в широком смысле комплекс взглядов, представлений, идей, направленных на истолкование и объяснение какого-либо явления; в более узком и специальном смысле – высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности – объекта данной теории. По своему строению теория представляет внутренне дифференцированную, но целостную систему знания, которую характеризуют логическая зависимость одних элементов от других, выводимость содержания теории из некоторой совокупности утверждений и понятий – исходного базиса теории. В процессе применения теории сформированное в ней знание опосредуется различными промежуточными звеньями, конкретизирующими факторами, что предполагает живое, творческое мышление, руководствующееся теорией как программой, но мобилизирующее также все возможные способы ориентации в конкретной ситуации. Действенное применение теории требует опоры на непосредственное восприятие исследуемого объекта, использования практического опыта, включения эмоциональных и эстетических моментов сознания, активизации способностей творческого воображения. Сама теория как форма особого освоения мира функционирует в тесном взаимодействии с другими, нетеоретическими формами сознания. Крупные научные теории всегда так или иначе связаны с определенными философско-мировоззренческими установками, их разработка стимулируется этими установками и в свою очередь способствует упрочению их авторитета и влияния в системе культуры. Важным опосредствующим звеном между философско-мировоззренческими установками и собственно научными теориями являются научные картины мира.
Теория выступает как наиболее сложная и развитая форма научного знания; другие его формы – законы науки, классификации, типологии, первичные объяснительные схемы и т.д. – генетически могут предшествовать собственно теории, составляя базу ее формирования; в то же время они нередко сосуществуют с теорией, взаимодействуя с ней в системе науки, и даже входят в теорию в качестве ее элементов (теоретические законы, типологии, основанные на теории).
Указанный смысл термина «теория» как формы организации научного знания сложился достаточно поздно в философии и методологии науки. Первоначальное же значение греческого слова «теория» – это экстатическое, мистическое созерцание, что достаточно прозрачно свидетельствует о генетических связях формировавшегося в античной культуре концептуально-теоретического знания с дотеоретическими архаическими формами сознания. Уже пифагорейцы выдвинули идею об очищении души через чистое познание посредством созерцания. Это чистое созерцательное познание, ставшее идеалом для античной философии, вначале было весьма далеко от рационалистического стиля интеллектуальной «интуиции» Нового времени. Это страстная, эмоционально напряженная работа души, проникнутая религиозно-экстатическим пафосом, являлась для мыслителей типа Пифагора не знанием ради знания, а прежде всего способом духовного совершенствования. Возрастание в процессе эволюции античной философии собственно познавательных мотивов, развитие культуры понятийного анализа и дискурса не приводило в античной культуре к логизации и рационализации теоретического сознания в стиле, характерном для Нового времени и последующего развития научного мышления. Античная «теория» все время сохраняет свой исходный смысл мысленно-интуитивного «всматривания» в космос, восприятия идеальных сущностей «духовными очами». По мнению А.Ф.Лосева, у Платона «. термин «теория» представляет собой такое состояние сознания, которое имеет своим предметом организованную, оформленную действительность и которое аналитически-синтетически конструирует эту действительность на основе непосредственного видения или созерцания. Другими словами, в этом термине мы находим типичное для Платона и для всей Античности взаимное слияние непосредственно данной и сознательно-сконструированной предметности. » (Лосев А.Ф. История античной эстетики. Софисты. Сократ. Платон. М., 1969, с. 462). Вместе с тем в реальной практике формирующейся в Античности теоретической науки, в частности «Началах» Евклида, была разработана та форма организации и систематизации научного знания, которая стала на много веков образцом, «парадигмой» (дедуктивно-аксиоматического построения теории в современном значении этого термина).
Научное знание в принципе теоретично с самого начала, т.к. всегда связано с размышлением о содержании используемых в науке понятий и о той исследовательской деятельности, которая приводит к формированию этих понятий. При этом, однако, формы и глубина теоретического мышления могут сильно варьировать, что находит свое историческое выражение в развитии структуры теоретического знания, в формировании различных способов его внутренней организации. Если теоретическое мышление вообще, размышление над смыслом используемых понятий необходимо сопутствует всякой науке, то теория в собственном, более строгом смысле, соответствующем ее пониманию в современной методологии науки, появляется на достаточно высоких этапах развития науки.
Переход от эмпирической стадии науки, которая ограничивается классификацией и обобщением опытных данных, к ее теоретической стадии, когда появляются и развиваются теории в собственном смысле, осуществляется через ряд промежуточных форм теоретизации, в рамках которых формируются первичные теоретически различные конструкции (напр., типологии, объяснительные схемы). Будучи источником возникновения теории, сами эти конструкции, однако, еще не образуют теорию: ее возникновение связано с возможностью построения многоуровневых конструкций, которые развиваются, конкретизируются, внутренне дифференцируются в процессе деятельности теоретического мышления, отправляющегося от некоторой совокупности исходных принципов. В этом смысле зрелая теория представляет не просто сумму связанных между собой знаний, но и содержит определенный механизм построения знания, внутреннего развертывания теоретического содержания, воплощает некоторую программу исследования; все это и создает целостность теории как единой системы знания. Именно подобная возможность развития аппарата научных абстракций в рамках и на основе теории делает последнюю мощным средством решения фундаментальных задач познания действительности.
В современной методологии науки принято выделять следующие основные компоненты теории: 1) исходный эмпирический базис, который включает множество зафиксированных в данной области знания фактов, достигнутых в ходе наблюдений и экспериментов и требующих теоретического объяснения; 2) исходную теоретическую основу – множество первичных допущений, постулатов, аксиом, общих законов теории, в совокупности описывающих идеализированный объект теории; 3) логику теории – множество допустимых в рамках теории правил логического вывода и доказательства; 4) совокупность выведенных в теории утверждений с их доказательствами, составляющую основной массив теоретического знания. Четкая фиксация правил логического вывода и доказательства осуществляется при этом далеко не во всех теориях, а только в теориях, соответствующих идеалу их дедуктивного построения. Это идеал реализуется в лучшем случае только в некоторых разделах математики и в математической логике. Абсолютизация этого идеала, свойственная т.н. стандартной концепции науки, отстаивавшейся сторонниками логического позитивизма, не соответствует реальной практике науки. Зато с методологической точки зрения центральную роль в формировании теории играет лежащий в ее основе идеализированный объект – теоретическая модель существенных связей реальности, представленных с помощью определенных гипотетических допущений и идеализаций. Построение идеализированного объекта теории – необходимый этап создания любой теории, осуществляемый в специфических для разных областей знания формах. Напр., идеализированным объектом теории в классической механике является система материальных точек, в молекулярно-кинетической теории – множество замкнутых в определенном объеме хаотически соударяющихся молекул, представляемых в виде абсолютно упругих материальных точек, и т.д.
Идеализированный объект теории может выступать в разных формах, предполагать или не предполагать математического описания, содержать или не содержать того или иного момента наглядности, но при всех условиях он должен выступать как конструктивное средство развертывания всей системы теории. Т.о., идеализированный объект выступает не только как теоретическая схематизированная модель реальности, он вместе с тем неявно содержит в себе определенную программу исследования, которая и реализуется в построении теории. Соотношения элементов идеализированного объекта – как исходные, так и выводные – представляют собой теоретические законы, которые в отличие от эмпирических законов формулируются не непосредственно на основе изучения опытных данных, а путем определенных мыслительных действий с идеализированным объектом. Из этого вытекает, в частности, что законы, формулируемые в рамках теории и относящиеся по существу не к эмпирически данной реальности, а к реальности, как она представлена идеализированным объектом, должны быть соответствующим образом конкретизированы при их применении к изучению реальной действительности.
Многообразию форм идеализации (и соответственно типов идеализированных объектов) соответствует и многообразие видов теории. В теории описательного типа, решающей гл.о. задачи описания и упорядочения обычно весьма обширного эмпирического материала, построение идеализированного объекта фактически сводится к вычленению исходной схемы понятий. В современных математизированных теориях идеализированный объект выступает обычно в виде математической модели или совокупности таких моделей. В дедуктивных теоретических системах построение идеализированного объекта по существу совпадает с построением исходного теоретического базиса.
Процесс развертывания содержания теории предполагает максимальное выявление возможностей, заложенных в исходных посылках теории, в структуре ее идеализированного объекта. В частности, в теориях, использующих математический формализм, развертывание содержания предполагает формальные операции со знаками математизированного языка, выражающего те или иные параметры объекта. В теориях, в которых математический формализм не применяется или недостаточно развит, на первый план выдвигаются рассуждения, опирающиеся на анализ содержания исходных посылок теории, на мысленный эксперимент с идеализированными объектами. Наряду с этим развертывание теории предполагает построение новых уровней и слоев содержания теории на основе конкретизации теоретического знания о реальном предмете. Это связано с включением в состав теории новых допущений, с построением более содержательных идеализированных объектов. В итоге конкретизация исходной теории приводит ее к развитию в систему взаимосвязанных теорий, объединяемых лежащим в их основании идеализированным объектом.
Этот процесс постоянно стимулируется необходимостью охвата в рамках и на основе исходных положений теории многообразия эмпирического материала, относящегося к предмету теории, развитие теории не есть поэтому только имманентное логическое движение теоретической мысли – это вместе с тем и активная переработка эмпирической информации в собственное содержание теорий, конкретизация и обогащение ее понятийного аппарата (см. Восхождение от абстрактного к конкретному [ВОСХОЖДЕНИЕ ОТ АБСТРАКТНОГО К КОНКРЕТНОМУ]). Именно это развитие содержания теории ставит определенные пределы возможной логической формализации процессов ее построения. При всей плодотворности формализации и аксиоматизации теоретического знания нельзя не учитывать, что реальный процесс конструктивного развития теории, ориентируемый задачами охвата нового эмпирического материала, не укладывается в рамки формально-дедуктивного представления о развертывании теорий. Современные представления, в частности о гипотетико-дедуктивной теории (см. также Гипотетико-дедуктивная модель [ГИПОТЕТИКО-ДЕДУКТИВНАЯ МОДЕЛЬ]), поэтому не только выходят за рамки дедукции теорем из исходных гипотетических утверждений теории, подтверждаемых или опровергаемых в результате последующей эмпирической проверки, но и предполагают обращение к процессам изменения и развития исходных теоретических гипотетически принимаемых утверждений, что стимулировало разработку методологической проблематики критериев приемлемости подобных изменений (напр., критерии прогрессивного и регрессивного сдвига проблем в методологии исследовательских программ И.Лакатоса). Соответственно при таком подходе теория уже не рассматривается как «закрытая» неподвижная система. «Единицей» методологического анализа становится последовательность («серия») теорий по мере их изменения, единство которых определяется лежащим в их основе «твердым ядром» исследовательской программы, принятие которого в общем соответствует понятию исходного идеализированного объекта в классическом «статуарном» подходе к теории.
Теория может развиваться в относительной независимости от эмпирического исследования – посредством знаково-символических операций по правилам математических или логических формализмов, посредством введения различных гипотетических допущений или теоретических моделей (особенно математических гипотез и математических моделей), а также путем мысленного эксперимента с идеализированными объектами. Подобная относительная самостоятельность теоретического исследования образует важное преимущество мышления на уровне теории, ибо дает ему богатые эвритические возможности. Но реальное функционирование и развитие теории в науке осуществляется в органическом единстве с эмпирическим исследованием. Теория выступает как реальное знание о мире только тогда, когда она получает эмпирическую интерпретацию. Современная методология науки отвергает примитивные представления об оправдании теории в духе верификационизма или, напротив, однозначного ее опровержения в духе фальсификационизма (см. Фальсификация [ФАЛЬСИФИКАЦИЯ]). Однако она не отбрасывает идею оценки теории по ее объяснительно-предсказательным возможностям по отношению к эмпирии. Как подтверждение теории отдельными эмпирическими примерами не может служить безоговорочным свидетельством в ее пользу, так и противоречие теории отдельным фактам не есть достаточное основание для отказа от нее. Но подобное противоречие служит мощным стимулом совершенствования теории вплоть до пересмотра и уточнения ее исходных принципов. Решение же об окончательном отказе от теории обычно связано с общей дискредитацией фактически лежащей в ее основе программы исследования и появлением новой программы, выявляющей более широкие объяснительно-предсказательные возможности по отношению к сфере реальности, изучаемой данной теорией.
Литература:
1. Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М., 1995;
2. Мамчур Е.А. Проблема выбора теории. М., 1975;
3. Нугаев Р.М. Реконструкция процесса смены фундаментальных научных теорий. Казань, 1989;
4. Швырев В.С. Теоретическое и логическое в научном познании. М., 1978;
5. Степин В.С. Теоретическое знание. М., 2000.
Что такое теория и причем тут научный метод
У меня есть теория, что любую фразу можно превратить во что-то кажущееся невероятно глубокомысленным, если в конце приписать имя какого-нибудь древнего философа. Платон (оригинал).
Теория (греч. θεωρία — рассмотрение, исследование) — учение, система идей или принципов (вики). Именно в таком, самом широком смысле в обычно речи мы употребляем слово «теория» в каждодневной речи. Например, у меня есть теория почему машина не заводится — некоторый набор идей и выводов, объясняющий поломку. Однако, в научном мире теория имеет достаточно строгое и формальное значение и обязательно удовлетворяет определенному набору важных критериев.
Под катом много картинок и примеров, и совсем нет формул.
Научный метод
(картинка отсюда)
Наблюдения и вопросы
(картинка отсюда)
Проиллюстрируем данный этап известной легендой о Ньютоне и яблоке:
После обеда установилась тёплая погода, мы вышли в сад и пили чай в тени яблонь. Он [Ньютон] сказал мне, что мысль о гравитации пришла ему в голову, когда он точно так же сидел под деревом. Он находился в созерцательном настроении, когда неожиданно с ветки упало яблоко. «Почему яблоки всегда падают перпендикулярно земле?» — подумал он.
Первый этап работы научного метода — наблюдение: есть какая-то общая черта среди наблюдаемых событий, присутствует ли какая-то необычная черта, можно ли применить какую-то новую технологию в стандартных условиях, etc. Рука об руку с наблюдениями идут вопросы: необходимо из наблюдений выбрать необходимое и важное, для дальнейших исследований. Во многом вопросы определяют наблюдения, но и наблюдения определяют вопросы — фактически их стоит рассматривать исключительно вместе.
Но вопросы и наблюдения касаются исключительно действительного-физического мира, т.е. атомы, люди, галактики, общество, растения. Иными словами «сверхъестественное» лежит вне вопросов рассматриваемых в рамках научного метода.
Основа научного метода: гипотеза, данные и взаимосвязь
(фотография Венеры взята отсюда)
В качестве примера рассмотрим гипотезу (предсказание) Карла Сагана о поверхности Венеры (вики).
В 60-ые никто не представлял, какие же действительно условия на Венере. Тогда в 1960-ом году Карл Саган выдвинул гипотезу о том, что поверхность Венеры сухая и обладает невероятно высокой температурой. Гипотеза шла в разрез с представлением других о том, что поверхность Венеры может быть пригодной для жизни (динозавры на Венере). После выдвижения гипотезы, он занялся изучением доступных данных (радиоизлучения) с Венеры, и пришел к выводу, что поверхность имеет температуру в 500°C. В 1962-ом году Mariner 2 (автоматическая межпланетная станция) прошёл близко к Венере и подтвердил прогноз Сагана о её климате.
Каким интересным свойством обладает эта гипотеза? Данная гипотеза может быть опровергнута, так как она делает определенные и конкретные предсказания, которые могут быть проверены. Данное свойство называется фальсифицируемостью (также встречается название критерий Поппера). Заметим, что если гипотеза удовлетворяет критерию Поппера это совершенно не означает, что гипотеза верна. Например, гипотеза — «солнце состоит исключительно из фисташкового мороженого» удовлетворяет данному критерию, но гипотеза не является истинной.
Представим на секундочку, что мы откажемся от этого критерия в выдвижении гипотез, тогда мы получим интересную ситуацию описанную Расселом в 1952ом году.
Чайник Рассела
Многие верующие ведут себя так, словно не догматикам надлежит доказывать общепринятые постулаты, а наоборот — скептики обязаны их опровергать. Это, безусловно, не так. Если бы я стал утверждать, что между Землей и Марсом вокруг Солнца по эллиптической орбите вращается фарфоровый чайник, никто не смог бы опровергнуть моё утверждение, добавь я предусмотрительно, что чайник слишком мал, чтобы обнаружить его даже при помощи самых мощных телескопов. Но заяви я далее, что, поскольку моё утверждение невозможно опровергнуть, разумный человек не имеет права сомневаться в его истинности, то мне справедливо указали бы, что я несу чушь. Однако если бы существование такого чайника утверждалось в древних книгах, о его подлинности твердили каждое воскресенье и мысль эту вдалбливали с детства в головы школьников, то неверие в его существование казалось бы странным, а сомневающийся — достойным внимания психиатров в просвещённую эпоху, а ранее — внимания инквизиции.
Фактически, Чайник Рассела демонстрирует гипотезу, которая в своей формулировке содержит собственную неопровержимость. Что же такое фальсифицируемость? Это принципиальная возможность провести эксперимент, который бы опроверг данную гипотезу. Казалось бы это всего лишь утверждение о свойстве гипотезы, но оно в неявной форме так же содержит другое важное свойство — способность гипотезы совершать предсказания т.е. описывать какие-то новые неизвестные свойства и\или явления.
Как способность гипотезы предсказывать что-то связана с фальсифицируемостью? Если гипотеза что-то предсказывает, что что-то произойдет, значит, что она предсказывает, что что-то НЕ произойдет. Фальсифицируемая гипотеза предсказывает, что какое-то событие НЕ произойдет — это и есть тот самый опровергающий эксперимент (если событие А не произойдет, значит, что должно произойти какое-то другое событие B e.g. A — температура на Венере 50С и ниже, событие B — температура на Венере выше 50 градусов).
Интерпретация данных и результатов
(графики взяты из работы NASA Data.GISS)
Представьте себе, что ваша задача оценить рост (изменения) температуры земли во времени. Что будет исходными данными? Какой параметр необходимо оценить? По каким регионам необходимо усреднять? Что значит усреднять в данном случае?
Фактически никогда полученные данные не согласуются с предсказаниями — прежде всего это связано с различными неточностями, случайными (и не только) факторами. Поэтому прежде всего говорят о степени уверенности в результатах и дают некоторый доверительный интервал для результатов. Например, мы можем представить следующее утверждение: у нас есть 95%-ая уверенность в том, что среднее значение температуры в Самаре летом лежит между 21 и 26 градусами. Это значит, что если мы будем случайно выбирать год и измерять среднюю температуру за год в городе, то в 95% случаев среднее значение будет лежать в данном интервале. Таким образом работая с данными мы всегда указываем некоторые границы применимости и доверия к данным.
В целом, задача интерпретации и работы с данными не имеет какого-то единого и универсального подхода, но есть общие нормы, на которые стоит обратить внимание: наличие оценок на степень доверия данным, наличие расчета статистических ошибок и не менее важное соответствие данных здравому смыслу. Приведем классический пример.
Зависимость глобального потепления от количества пиратов в Карибском море
Данный пример иллюстрирует, что корреляция между данными не равносильно наличию причинно-следственной связи (как было показано знаменитым специалистом по статистике Фишером 150 лет назад).
Поиск причинно-следственных связей — это отдельная тема, стоит только отметить, что процесс это гораздо более трудоемкий и не всегда возможный.
Причем тут эволюция и медиа
Классическая фраза: «эволюция — это всего лишь теория», звучащая в совершенно разном контексте происходит прежде всего из-за непонимания термина «теория», который используется в науке. Эволюция является теорией в таком же смысле, как и гравитация Ньютона и квантовая механика (о разнице между законом и теорией написано здесь).
Но еще более важным для нас является употребление термина «теория», когда это касается различных информационных ресурсов. Прежде чем принимать какое-то утверждение (например «Новую Хронологию» или «теорию» катастроф Великовского), необходимо убедиться, что данная теория действительно разработана в соответствии с методологией.
Заключение
Самое прекрасное, что мы можем почувствовать — это неизвестность и загадка. Это тот самый источник настоящего искусства и науки. Тот кому это чувство чуждо, тот кто не может замереть в изумлении, всё равно что умер — ведь его глаза закрыты.
Самая главная черта и особенность метода состоит в его способности изменять наше представление об окружающем мире — наши знания и восприятие мира не статичны, а все время меняются отодвигая по чуть-чуть границу неизведанного. Именно этим он и отличается от всего остального — он признает, что мы еще многого не знаем и что нам предстоит долгий путь, чтобы это узнать.