При характеристике природы научного познания можно выделить систему отличительных признаков науки, среди которых главными являются: 1) предметность и объективность научного знания; 2) выход науки за рамки обыденного опыта (научные знания всегда относятся к широкому классу практических ситуаций настоящего и будущего, который никогда заранее не задан).
Все остальные необходимые признаки, отличающие науку от других форм познавательной деятельности, являются производными главных характеристик и обусловлены ими.
На эмпирическом уровне преобладает живое созерцание (чувственное познание), рациональный момент (суждения, понятия) присутствует, но подчинен. Поэтому объект отражается со стороны своих внешних связей и проявлений, доступных живому созерцанию и выражающих внутренние отношения. Сбор фактов, их первичное обобщение, описание наблюдаемых данных, их систематизация, классификация и иная фактофиксирующая деятельность - характерные признаки эмпирического познания. Эмпирическое, опытное исследование направлено непосредственно (без промежуточных звеньев) на свой объект.
В эмпирическом знании 2 подуровня: а) непосредственные наблюдения (направленное и организованное восприятие предмета) и эксперименты (практическое преобразование объекта или условий его существования с целю выявления исследуемых свойств, наблюдение всегда входит в эксперимент), результатом которых являются данные наблюдения; б) познавательные процедуры, посредством которых осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам.
Научное наблюдение носит деятельностный характер, предполагая не просто пассивное созерцание изучаемых процессов, а их предварительную организацию, обеспечивающую контроль за их протеканием. Это придает систематичность проводимым наблюдениям, когда исследователь знает, что, зачем, почему, как он наблюдает, предполагает результаты наблюдения. Случайные наблюдения могут стать импульсом к открытию тогда и только тогда, когда они переходят в систематические наблюдения.
Экспериментальная деятельность - форма природного взаимодействия (исследователь создает ситуацию, в которой выделенные объекты взаимодействуют между собой), где объекты представлены с функционально выделенными свойствами. В развитых формах эксперимента объекты изготовляются искусственно. К ним относятся приборные установки, с помощью которых проводится экспериментальное исследование. Деятельность по наделению объектов природы функциями приборов часто называется созданием приборной ситуации, которая понимается как функционирование квазиприборных устройств, в системе которых испытывается некоторый фрагмент природы. В экспериментальном исследовании цель познания сводится к выявлению, как некоторое начальное состояние объекта при фиксированных условиях порождает его конечное состояние. Фиксация предмета исследования является тем признаком, по которому можно отличить эксперимент и систематические наблюдения от случайных наблюдений.
В результате применения наблюдений и экспериментов получаются научные данные, которые фиксируются в протокольных предложениях. Такие высказывания содержат значительную долю субъективности. Эмпирические факты лишены этого недостатка, содержат объективную и достоверную информацию об изучаемых явлениях. Они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории (NN наблюдал, что после включения тока стрелка на приборе показывает цифру 5// сила тока в цепи зависит от сопротивления проводника). Для получения эмпирический факт необходимо осуществить: 1) рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания (сравнить между собой множество наблюдений, выделив повторяющиеся признаки и устранив случайные погрешности). 2) истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания.
При этом возникает проблема теоретической нагруженности факта в науке: получается, что для установления факта нужны теории, а они, как должны проверяться фактами. Эта проблема решается только в том случае, если взаимодействие теории и факта рассматривается исторически. Безусловно, при установлении эмпирического факта использовались многие полученные ранее теоретические законы и положения. Для того, чтобы существование пульсаров было установлено в качестве научного факта, потребовалось принять законы Кеплера, законы термодинамики, законы распространения света - достоверные теоретические знания, ранее обоснованные другими фактами. Иначе говоря, в формировании факта участвуют теоретические знания, которые были ранее проверены независимо. Что же касается новых фактов, то они могут служить основой для развития новых теоретических идей и представлений. В свою очередь новые теории, превратившиеся в достоверное знание, могут использоваться в процедурах интерпретации при эмпирическом исследовании других областей действительности и формировании новых фактов.
Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического.
В теоретическом познании подуровни: 1) частные теоретические модели и законы, выступающие в качестве теорий, относящихся к достаточно ограниченной области явлений. 2) развитые научные теории, включающие частные теоретические законы в качестве следствий, выводимых из фундаментальных теорий.
На каждом уровне теоретические знания организуются вокруг конструкции - теоретической модели и формулируемого относительно нее теоретического закона. В качестве их элементов выступают абстрактные объекты, которые находятся в строго определенных связях и отношениях друг с другом. Теоретические законы непосредственно формулируются относительно абстрактных объектов теоретической модели.
Теоретические модели не являются чем-то внешним по отношению к теории. Они входят в ее состав. Их следует отличать от аналоговых моделей, которые служат средством построения теории, ее своеобразными строительными лесами, но целиком не включаются в созданную теорию. Теоретические модели являются схемами исследуемых в теории объектов и процессов, выражая их существенные связи.
В основании развитой теории выделяют фундаментальную теоретическую схему, построенную из небольшого набора базисных абстрактных объектов, конструктивно независимых друг от друга, и относительно которой формулируются фундаментальные теоретические законы (в ньютоновской механике ее основные законы формулируются относительно системы абстрактных объектов: "материальная точка", "сила"; связи и отношения перечисленных объектов образуют теоретическую модель механического движения). Кроме фундаментальной теоретической схемы и фундаментальных законов в состав развитой теории входят частные теоретические схемы и законы. В механике - теоретические схемы и законы колебания, вращения тел, соударения упругих тел. Когда частные теоретические схемы включены в состав теории, они подчинены фундаментальной, но по отношению друг к другу могут иметь независимый статус. Образующие их абстрактные объекты специфичны. Они могут быть сконструированы на основе абстрактных объектов фундаментальной теоретической схемы и выступать как их своеобразная модификация. Различию между фундаментальной и частными теоретическими схемами в составе развитой теории соответствует различие между ее фундаментальными законами и их следствиями. Т.о., строение развитой научной теории - сложная, иерархически организованная система теоретических схем и законов, образующих внутренний скелет теории.
Функционирование теорий предполагает их применение к объяснению и предсказанию опытных фактов. Чтобы применить к опыту фундаментальные законы развитой теории, из них нужно получить следствия, сопоставимые с результатами опыта. Вывод таких следствий характеризуется как развертывание теории. Иерархической структуре высказываний соответствует иерархия взаимосвязанных абстрактных объектов. Связи же этих объектов образуют теоретические схемы различного уровня. И тогда развертывание теории предстает не только как оперирование высказываниями, но и как мысленные эксперименты с абстрактными объектами теоретических схем.
В развитых дисциплинах законы теории формулируются на языке математики. Признаки абстрактных объектов, образующих теоретическую модель, выражаются в форме физических величин, а отношения между этими признаками - в форме связей между величинами, входящими в уравнения. Применяемые в теории математические формализмы получают свою интерпретацию благодаря их связям с теоретическими моделями. Решая уравнения и анализируя результаты, исследователь развертывает содержание теоретической модели и таким способом получает все новые и новые знания об исследуемой реальности. Интерпретация уравнений обеспечивается их связью с теоретической моделью, в объектах которой выполняются уравнения, и связью уравнений с опытом. Последний аспект называется эмпирической интерпретацией.