Жанр: Электронное издание
Меркулов И.П
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ
И РОСТ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ:
АНАЛОГИЯ ИЛИ МЕТАФОРА?
Многие исследователи в области эпистемологии и философии
науки считают вполне правомерной аналогию между
биологической эволюцией и ростом научно-теоретического
знания. Подобной позиции, в частности, придерживался
С.Тулмин, которому удалось разработать эволюционную
модель роста естественных наук. Согласно этой модели научные
теории и понятия проходят отбор на выживание, они
должны адаптироваться к интеллектуальной "среде", от которой
зависит успех отбора и появление концептуальных
инноваций^ Ряд других известных философов и эпистемологов
также пытались использовать эволюционную парадигму
в качестве модели роста научного знания (Д.Кэмпбелл,
К.Поппер, Е.Эзер, И.Лакатос и др.)2. С их точки
зрения, идеям, гипотезам, научным теориям и исследовательским
программам, как и живым организмам, следует
доказывать свое превосходство, но превосходство в интеллекту
альной "борьбе за существование". У
1 См. Тулмин С. Человеческое познание. М., 1984.
2 CM.: IJonnep К. Логика и рост научного знания. М., 1983; Campbetl
D.T. Science Policy from Naturalistic Sociological Epistemology. Philosophy of
Science Association. Vol.2 1984; Oeser E. Evolution of Scientific Method. In:
Concepts and Approaches in Evolutionary Epistemology: Towards an
Evolutionary Theory of Knowledge. Dordrecht, 1984; Lakatos 1. Falsification
and Methodology of Scientific Research Programms. In: Criticism and the Growth
of Knowledge. Cambridge, 1970.
Конечно, едва ли могут быть сомнения в плодотворности
этих метафор и аналогий - эволюционные модели,
по-видимому; действительно способствовали более глубокому
пониманию механизмов роста научного знания. Так,
например, анализ роли генетических мутаций в биологической
эволюции мог породить предположение об эволюционной
ценности для научного познания случайно возникающих
у исследователя идей. В процессах роста научного знания
также может быть обнаружено нечто подобное
"естественному отбору": явное предпочтение ученые отдают
тем теориям и гипотезам, которые обладают большими
эвристическими возможностями, большей информативностью.
В этом смысле вполне оправданно говорить о "выжив
ании наиболее приспособленных" теорий. Естественно, такого
рода параллели можно продолжить. Однако закономерно
возникает вопрос, носит ли применение эволюционных
моделей к анализу роста научного знания сугубо
метафорический характер, или теория биологической эволюции
здесь может претендовать на нечто большее?
По-видимому, вряд ли эволюцию культуры и рост научного
знания правомерно рассматривать как прямое и интегр
альное следствие биологической эволюции, а эволюционную
эпистемологию - как ветвь биологической науки,
хотя подобного рода взгляды и высказывались рядом исследов
ателей'. Имеющиеся здесь принципиальные различия
хорошо известны, они касаются в первую очередь способности
людей к сознательному выбору: в отличие от других
живых существ человек может сознательно искать новую
информацию, обрабатывая ес с помощью рассуждений, целен
аправленно выбирать направление своих поисков.
Правда, роль сознания, сознательного выбора в культурной
эволюции все же не следует переоценивать. Историко-наПрежде
всего представителями австро-германской школы Г.фолльмером
и Ф.Вукетичем. См.: Vollmer G. Mesocosm and Objective Knowledge.ln:
Concepts and Approaches in Evolutionary Epistemology. Dordrecht, 1984. P .69121;
Wuketits F. Evolutionary Epistemology - a Challenge to Science and
Philosophy. Ibid. P. 1-33.
учные и методологические исследования, в частности, пок
азывают, что неявное содержание математических и специ
ально-научных гипотез, теорий может оставаться в течение
определенного исторического периода неосознанным,
образуя скрытую потенциальную основу будущих открытий.
Более того, как свидетельствуют данные когнитивной
психологии и психолингвистики, "во всех аспектах восприятия
(включая зрение и слух), памяти, мысли, эмоций и
действий осознание бывает лишь частичным" ^. То же самое
можно утверждать и относительно механизмов возникновения
культурных инноваций, процессов открытия нового научного
знания, которые частично протекают на бессознательном
уровне психической активности индивида^. Тем не
менее в силу естественных ограничений диапазона восприятия
и специфики видовой "картины мира" животных, а
также способности людей к сознательному выбору и т.п.
прямая аналогия между биологической эволюцией и ростом
научного знания представляется черезмерно условной и малопродуктивной.
Однако картина существенно меняется, если допустить
возможность косвенной, опосредованной аналогии. И эта
возможность вполне реальна, поскольку механизмы биологической
и культурной эволюции, а также роста научного
знания могут быть представлены в терминах теории информ
ации. Как известно, все живые системы обладают информ
ацией, которая управляет образованием самой системы и
происходящими в ней процессами. Но кроме этой, генетической
информации, решающее значение для выживания
системы имеет информация об окружающей среде. Поскольку
адаптация и выживание живой системы обеспечив
ается благодаря приобретению и аккумуляции информации
о свойствах окружающей среды, то эволюция жизни -
это эволюция механизмов адаптации, генетически контролируемых
способов обработки информации. С этой точки
^ Норман Д. Память и научение. М., 1985. С.25.
См., например: Меркулов И.П. Логика развития научного знания и
творчество ученого. В: Когнитивная эволюция и творчество. Сб. ст. М.,
ИФРАН, 1995.
зрения, когнитивные характеристики людей представляют
собой выдающийся пример этого информационного развития,
который, однако, связан с переходом от сугубо биологической
эволюции к эволюции геннокультурной. Именно
в этом пункте различие в подходах между сторонниками
классической концепции информационного развития, с одной
стороны, и геннокультурных теорий - с другой, наиболее
ощутимо: если биологическая теория эволюции отрицает
наследование приобретенных признаков, то геннокультурные
теории коэволюции в принципе не исключают
такую возможность, намекая на механизм "вторичного" генетического
кодирования исключительно важных для выжив
ания людей элементов культурной информации с помощью
эпигенетических правил^.
Из вышеизложенного ясно, что информационные процессы,
проявляющиеся в биологической и культурной эволюции,
при наличии ряда сходных черт все же не могут
полностью совпадать. Но благодаря своему активному воздействию
на информацию естественный отбор играет в
культурной эволюции человечества по сути дела ту же
роль, что и в биологической. Если, например, в распоряжении
людей появилась новая информация, существенно повыш
ающая их шансы на выживание и продолжение рода,
то, используя ес для этих целей, они смогут иметь более
многочисленное потомство, которому и передадут свое знание.
Скорее всего именно давлению естественного отбора
человечество обязано своими наиболее выдающимися культурными
достижениями - например, переходу от культуры
охоты и собирательства к аграрной культуре, аграрному
производству.
Поэтому, если естественный отбор в биологической эволюции
интерпретировать как информационный отбор, как
отбор селективно ценной генетической информации, котор
ая затем проявляется на уровне живых организмов, то нет
ничего удивительного в том, что и в информационных проСм.,
например: Lumsden C.J. Does Culture Need Genes? // Ethology
and Sociobiology. 1989. Nш 10. P. 14.
цессах роста науки также имеет место аналотчный отбор
селективно ценных "единиц" научной информации - идей,
гипотез, теорий, исследовательских программ и т.д. Причем
в обоих случаях исходным базисом и своего рода гарантом
эффективности эволюционных процессов выступает информ
ационное разнообразие - будь то генетическая изменчивость,
масштабы которой огромны, или резкое возраст
ание числа теорий и гипотез в эпоху кризисов в науке.
Конечно, культурное многообразие не столь масштабно и не
зависит полностью от случая - человек способен сознательно
и целенаправленно выбирать и искать новую информ
ацию, хотя пределы его свободы при этом существенно
ограничены, например, нерешенными научными проблем
ами, которые, как правило, и определяют вектор индивиду
ального поиска.
Характерно также, что распространение информации,
влияющей на ход культурной эволюции, не ограничено репродуктивным
процессом. В отличие от информации генетической
культурная информация может быть транслиров
ана не только прямым потомкам - путем обучения или
подражания ес может получить любой человек. И хотя в
древности существовали различные запреты на распространение
определенной информации (например, читать священные
книги, делиться знаниями с непосвященными и
т.д.), все же, если речь идет о селективно ценной информации,
способствующей добыванию пищи, самозащите, психосоци
альной стабильности общества и т.д., судьба нового
знания будет тем успешнее, чем большее число людей им
овладеет. Эффективному распространению культурной информ
ации содействуют многие факторы - "сакральный"
характер знаний, отношение общества, форма изложения,
насколько эта информация легко усваивается и запоминается,
способна ли она заинтересовать, привлечь внимание,
затронуть эмоционально-мотивационную сферу и т.д., не
говоря уже о том, какие адаптивные преимущества дает ес
применение.
И, наконец, следует отметить, что культурная эволюция
гораздо более эффективна, так как появление информ
ационных инноваций здесь не сопряжено с таким риском,
как в случае биологической эволюции. Устранение вредной
генетической информации, как известно, достигается либо
ценой гибели отдельного индивида, либо ценой исчезновения
целого вида, а приобретение новой селективно ценной
информации нередко сопровождается утратой полезных
для выживания признаков. Правда, в силу различных причин
информационные потери имеют место и в культурной
эволюции - это, например, отсутствие эффективных
средств социальной коммуникации, гибель древних цивилиз
аций, географическая изоляция, языковый барьер,
межэтническая вражда и т.д. Культурная информация может
быть также элиминирована совершенно сознательно на
основании аналитической оценки ес полезности. Однако, в
принципе, приобретение новой культурной информации не
требует отказа от апробированных, сохраняющих свою
адаптивную ценность представлений. Конечно, темпы
культурных изменений зависят также от когнитивных способностей
индивидов (а эти способности генетически обусловлены)
и геннокультурных механизмов коэволюции, огр
аничивающих диапазон информационных альтернатив
развития культуры. Поэтому в целом культурная эволюция
носит в значительно большей степени кумулятивный хар
актер, она протекает более быстрыми темпами, и эти темпы
постоянно возрастают.
Итак, информационные процессы в биологической и
культурной эволюции при наличии ряда общих черт имеют
свои особенности, являющиеся итогом многочисленных
сдвигов и радикальных изменений в информационном развитии.
Естественно, это касается также и такого утонченного
аспекта культуры, как научное знание. Возникнув
первоначально как "сакральное", эзотерическое знание,
как знание божественной истины как таковой, и лишь постепенно
осознав значение практической проверки, ценности
технической и поведенческой реализации, наука только
в XIX в. приобрела черты относительно автономно эволюционирующей
информационной системы, которой присущи
свои особые закономерности организации, функциониров
ания и развития. И лишь исследования этих закономерностей,
закономерностей роста научно-теоретического
знания, а не сугубо умозрительные рассуждения действительно
могут дать ответ на вопрос, какие новые результаты
позволяет получить здесь применение информационных
моделей.
Как показывают соответствующие исследования, построение
моделей роста научно-теоретического знания обяз
ательно предполагает вычленение некоторых относительно
устойчивых концептуальных структур - теорий, моделей,
гипотез, экспериментальных законов и т.д. Конечно,
относительная инвариантность этих форм научного знания
не исключает возможность их изменения и развития в известных
пределах. В первую очередь это касается научных
теорий как сложноорганизованных информационных систем.
Именно поэтому теория, на наш взгляд, вполне может
выступать в качестве исходного объекта эпистемологического
анализа процессов роста научно-теоретического знания.
Будучи эффективным инструментом получения новой
информации о действительности, научная теория представляет
собой дедуктивно и иерархически организованную систему
взаимосвязанных гипотез, моделей, эксперимент
альных законов и методов доказательства. Непосредственно
ес утверждения описывают соответствующие характеристики
идеализированных объектов и структур. Поэтому
научная теория одновременно выступает и как способ организ
ации, способ существования таких объектов и структур.
А это, в свою очередь, предполагает наличие специальных
методов построения теоретических систем знания, способов
развертывания их концептуальных каркасов. Несмотря на
то, что само по себе применение этих методов непосредственно
не дает прироста информации, их все же нельзя
рассматривать как своего рода пассивную "форму", способную
лишь "ассимилировать" уже известное содержание; по
сути дела различные методы построения теоретических систем
знания выступают в качестве способов оптимизации
проверочных свойств научных теорий.
Эта оптимизация достигается как за счет применения
иконических моделей, графиков, чертежей, схем и т.д., позволяющих
наглядно убедиться в правильности рассуждений
и доказательств, так и с помощью аналитических вычислительных
средств развертывания потенциально содерж
ащейся в теоретических объектах "скрытой" информации
- логико-математических теорий, математических гипотез
и моделей, вычислительных экспериментов и т.д. В обоих
случаях происходит максимизация "поверхностной" информ
ации концептуальных систем, развертывание скрытых
смысловых ресурсов и порождение нового содержания
теорий, что, в свою очередь, позволяет значительно улучшить
их проверочные свойства, открывает новые возможности
для их проверки.
Метод построения может, например, способствовать
улучшению свойства эмпирической проверяемости (верифицируемости
и фальсифицируемости) теорий, обеспечив
ая получение на соответствующем уровне утверждений
(следствий), которые в принципе сопоставимы с результат
ами экспериментов, научных наблюдений и т.д. С другой
стороны, если непосредственная эмпирическая проверка
теорий невозможна (например, в силу их абстрактного и
универсального характера), если такая проверка требует
посредствующих звеньев в' виде частных теорий, специальных
моделей и гипотез, то метод построения такого рода
теорий может быть ориентирован исключительно на метатеоретические
критерии оптимальности, специализиров
анные стандарты научности'. Характерным примером в
Более подробно об этом см., например: Меркулов И.П. Теория как
метод научного познания // Вопросы философии, 1985, ь 3.
этом отношении может служить аксиоматический метод
построения математических теорий и теорий математической
физики, который позволяет представить их содержательные
утверждения как следствия некоторого множеств
а исходных предположений (аксиом). Полученная таким
путем концептуальная структура должна
удовлетворять некоторым метатеоретическим критериям
оптимальности - непротиворечивости и независимости
аксиом, полноты и т.д.
Для реконструкции механизмов роста научно-теоретического
знания весьма полезно, на наш взгляд, дифференциров
ать конкретные фундаментальные теории, т.е. теории,
относящиеся к специальным, хотя и довольно широким
классам явлений, с одной стороны, и более абстрактные
базисные теории (они включают в себя фундаментальные
гипотезы и математический аппарат, относящийся к базисным
моделям, а также некоторое множество специальных
ограничений), которые порождают сеть частных и специ-
альных теорий, прикладных моделей и т.д. - с другой.
Историко-научные исследования, в частности, показывают,
что отправным пунктом формирования абстрактных
базисных теорий обычно выступают конкретные фундамент
альные теории. И это, по-видимому, нс случайно, так как
возрастание числа приложений (моделей) теории всегда сопровожд
ается развертыванием "скрытой" информации, котор
ая первоначально могла только смутно подразумеваться.
Поэтому на определенном этапе эволюции конкретной
фундаментальной теории закономерно появляется комплекс
сугубо теоретических проблем, связанных с необходимостью
обобщить и переформулировать ес основные допущения
и используемый математический аппарат. Поиски
решения этих проблем могут в перспективе привести к разр
аботке соответствующей базисной теории, позволяющей
на основе нового, более мощного математического формализм
а представить в явном и математизированном виде ранее
скрытые теоретические предпосылки.
При этом, разумеется, не исключено, что дальнейшее
развитие исследований приведет к созданию еще более общей
базисной теории, как это имело место, например, в
аналитической механике XVIII-XIX вв. (серия базисных
теорий, разработанных Лагранжем, Гамильтоном и Герцем).
Но такого рода смену базисных теорий по вполне
понятным причинам нельзя относить к научным революциям.
Однако увеличение числа приложений (моделей) конкретной
фундаментальной теории, видимо, не всегда приводит
к формированию более абстрактной теории - реальной
альтернативой здесь может оказаться движение научного
знания на том же самом уровне универсальности, т.е. к
новой конкретной фундаментальной теории. Именно смену
фундаментальных теорий обычно рассматривают в эпистемологии
науки как типичный образец научных революций.
Один из возможных вариантов формирования конкретных
фундаментальных теорий в самых общих чертах может
быть представлен как определенного рода преобразование
исторически предшествующей конкретной фундаментальной
теории, отправным пунктом которого выступают выдвинутые
в рамках этой теории селективно ценные ad hoc
гипотезы. Их разработка непосредственно связана с механизм
ами адаптации научной теории к изменяющейся эмпирической
ситуации, к новым экспериментальным данным.
Как и в биологической эволюции, адаптационные процессы
в развитии научного знания, естественно, протекают гораздо
более интенсивно в условиях богатого информационного
разнообразия, т.е. при наличии в данной области нескольких
конкурирующих гипотез и теорий (причем это могут
быть и различные спецификации одной и той же сети теорий).
Но в отличие от адаптации живых организмов, возможности
которой определяются случайной изменчивостью
генетической информации, адаптация научных теорий
сознательно направляется и корректируется
исследователями и не зависит только от чисто случайных
факторов - спонтанно рождающихся идей, догадок и т.д.
Стремясь преодолеть периодически возникающие несовпадения
предсказаний теории с эмпирическими данными,
данными экспериментов, исследователи, как правило, либо
намеренно ограничивают область применения этой теории,
либо, если это окажется невозможным, соответствующим
образом модифицируют или даже пополняют ес новыми
гипотезами. Однако такого рода адаптация теории к результ
атам экспериментов все же имеет естественные границы,
которые обусловливаются специализированными критериями
оптимальности и законами организации ес концепту-
альной структуры, регулирующими селективный отбор информ
ационных инноваций.
Пытаясь адаптировать испытываемую научную теорию
к новым экспериментальным данным, исследователи обычно
не нарушают исторически сложившиеся принципы отбор
а новой информации, новых гипотез. Поэтому их стандартн
ая поисковая стратегия в данном случае сводится к разр
аботке таких селективно ценных гипотез, которые расширяли
бы теоретическое и эмпирическое содержание исходной
теории. Иными словами, новые научные гипотезы должны
одновременно удовлетворять следующим критериям
отбора: 1) они должны обладать некоторым дополнительным
теоретическим содержанием по сравнению с предшествующими
и конкурирующими с ними гипотезами, объясняя
при этом их эмпирический успех; 2) какая-то часть их дополнительного
теоретического содержания должна эмпирически
подтверждаться^. Таковы возможности "легитимной"
адаптации испытываемой научной теории к изменившейся
экспериментальной ситуации. Поэтому в период
кризисного состояния дисциплины внутринаучные критерии
оптимальности иногда сознательно нарушаются, т.е.
Оба эти условия определяют "теоретически и эмпирически прогрессивный
сдвиг проблем" (И.Лакатос). CM.: Lacatos 1. Changes in the Problem
of Inductive Logic.In: Problem of Inductive Logic. Amsterdam, 1968. P.379-381.
имеет место "кризисный" отбор - ученые оказываются вынужденными
прибегнуть к помощи ad hoc гипотез с целью
согласовать научную теорию с какими-то новыми эксперимент
альными данными.
Кризисное состояние конкретных фундаментальных
теорий обычно сопровождается "размножением" несовместимых
фактов, появлением парадоксов и, как следствие
этого, резким возрастанием числа ad hoc гипотез. В эпоху
кризисов эти гипотезы по сути дела выступают как увеличив
ающие информационное разнообразие пробные варианты
эволюции научно-теоретического знания. Конечно, под
авляющее большинство ad hoc гипотез, в конечном итоге,
элиминируется механизмами информационного отбора науки
как явно ошибочные и бесплодные конвенционалистские
"уловки" (К.Поппер). Но и среди выдерживших информ
ационный отбор селективно ценных гипотез, позволяющих
успешно решить стоящие перед испытываемой
теорией проблемы, - например, согласовать ес с новыми
экспериментальными данными и даже предсказать какието
новые факты - вполне могут оказаться неявные, "скрытые"
гипотезы ad hoc. Их отличительный признак - логическ
ая несовместимость хотя бы с некоторыми основными
гипотезами исходной теории. Неявные ad hoc гипотезы,
таким образом, появляются в информационном поле науки
совершенно непреднамеренно, случайно как принципиально
непредсказуемый, побочный результат усилий исследов
ателей в направлении увеличения адаптивных возможностей
испытываемых научных теорий и разработки нового
математического аппарата.
Разумеется, речь здесь идет о логически нетривиальных,
"глубинных" противоречиях. Для того чтобы их выявить,
сделать явными, недостаточно средств стандартной
логики (она позволяет лишь зафиксировать сам факт противоречия
в структуре научной теории). В этом случае, как
правило, оказывается необходимым изобретение новых, более
мощных математических формализмов (моделей), позволяющих
выявить потенциально содержащуюся в теоретических
объектах "скрытую" информацию. Именно поэтому
сам факт логического противоречия между селективно
ценной гипотезой и корректируемой с ес помощью теорией
может оставаться полностью неизвестным, неосознанным в
течение значительного исторического периода.
Анализ реальных образцов селективно ценных гипотез,
оказавшихся впоследствии гипотезами ad hoc, показывает,
что эти гипотезы, как правило, возникают в виде вновь
разработанных математических формализмов (моделей),
получающих на первых порах хотя бы частичное специально-н
аучное обоснование на основе каких-то фрагментов исходной
теории и уже имеющегося знания. При этом исключительно
важное значение для последующей эволюции теоретической
дисциплины приобретает то обстоятельство,
что сами по себе математические гипотезы нейтральны по
отношению к теоретическим допущениям специально-научного
характера - они всегда имеют свои собственные
семантические модели, на которых основываются и все их
возможные прагматические интерпретации, практические
приложения. Именно нейтральность математического апп
арата науки и открывает реальную возможность сепаратного
движения содержащейся в селективно ценных ad hoc
гипотезах информации на двух относительно независимых
уровнях: на уровне соответствующих математических моделей
и на уровне их специально-научной интерпретации
(обоснования).
Эта возможность реализуется в эпоху научных революций
- происходит своего рода "развод" между математическим
формализмом селективно ценной ad hoc гипотезы и ес
специально-научным обоснованием. В результате новая
математическая модель (гипотеза) начинает выступать
уже в качестве структуры, порождающей, в конечном итоге,
концептуальное содержание новой конкретной фундамент
альной теории. В одних случаях этот эволюционный
процесс сводится к "отсечению" специально-научной компоненты
гипотезы ad hoc и последующей "прививке" ес
математической модели к новым теоретическим допущениям,
в других же случаях он выступает в виде довольно
сложной многоуровневой логики формирования новой теории.
Более детально эти механизмы роста научно-теоретического
знания можно проследить в ходе анализа некоторых
узловых моментов истории становления специальной теории
относительности Эйнштейна, а также небесной механики
Ньютона.
Как показывают соответствующие историко-научные
исследования, в качестве отправного пункта формирования
специальной теории относительно можно рассматривать селективно
ценные ad hoc гипотезы, которые были разработаны
в результате попыток адаптировать электронную теорию
Лоренца к новым экспериментальным данным. В конце
XIX в. электродинамика движущихся сред Максвелла, как
известно, получила дальнейшее развитие в работах Герца и
Лоренца. Однако и электродинамика Герца (1890 г.), и
электромагнитная теория Лоренца (1892 г.) сразу же столкнулись
с рядом трудноразрешимых проблем, связанных с
принятыми вариантами описания свойств особой среды,
обеспечивающей распространение электромагнитных
волн, - эфира. Так, например, результаты экспериментов
Физо, Эри и Майкельсона явно не согласовывались с некоторыми
теоретическими выводами, вытекавшими из электродин
амики Герца, которая допускала, что эфир полностью
увлекается движущимися телами. Из этой теории также
следовало
...Закладка в соц.сетях
