Логика науки – совокупность правил логической организации научного знания, применяемых в той или иной научной теориях, а также множество соответствующих правил вывода и определений. Важнейшими логическими методами построения научных теорий является дедукция.
Подход к научному исследованию как к исторически развивающемуся процессу означает, что сама структура научного знания и процедуры его формирования должны рассматриваться как исторически изменяющиеся. Опираясь на представления о структуре науки, можно проследить, как в ходе ее эволюции возникают новые связи и отношения между ее компонентами, связи, меняющие стратегию научного поиска. Выделяются основные ситуации, характеризующие процесс развития науки: взаимодействие картины мира и опытных фактов, формирование первичных теоретических схем и законов, становление развитой теории.
Взаимодействие оснований науки и опыта реализуется: 1) на этапе становления новой научной дисциплины, 2) в теоретически развитых дисциплинах при эмпирическом обнаружении и исследовании принципиально новых явлений, которые не вписываются в уже имеющиеся теории.
Зарождение научной дисциплины вначале проходит стадию накопления эмпирического материала об исследуемых объектах. В этих условиях эмпирическое исследование целенаправлено сложившимися идеалами науки и формирующейся картиной исследуемой реальности. Последняя образует тот специфический слой теоретических представлений, который обеспечивает постановку задач эмпирического исследования, видение ситуаций наблюдения и эксперимента и интерпретацию их результатов. Различают: додисциплинарную науку XVII века, дисциплинарно организованную XIX - первая половина XX в., современная наука с ее усиливающимися междисциплинарными связями. Первая наука, сформировавшая целостную картину мира, опирающуюся на результаты экспериментальных исследований, - физика, которая в начале содержала множество натурфилософских наслоений, однако она целенаправляла процесс эмпирического исследования.
Характерный пример взаимодействия картины мира и опыта в эпоху становления естествознания - эксперименты В.Гильберта, в которых исследовались особенности электричества и магнетизма. Он был одним из первых, противопоставивший мировоззренческим установкам средневековой науки новый идеал - экспериментальное изучение природы. Хотя он критиковал концепцию четырех элементах (земли, воды, воздуха и огня) как основе всех других тел, он использовал представления о металлах как сгущениях земли и об электризуемых телах как о сгущениях воды. Выдвинул ряд гипотез о электрических и магнитных явлений, которые не выходили за рамки натурфилософских построений, но послужили импульсом к постановке экспериментов, обнаруживших реальные факты (огонь проводник, земля – шаровой магнит).
Целенаправляя наблюдения и эксперименты, картина мира всегда испытывает их обратное воздействие. Можно констатировать, что новые факты, полученные В. Гильбертом в процессе эмпирического исследования процессов электричества и магнетизма, генерировали ряд достаточно существенных изменений в первоначально принятой картине мира (с представлениями о Земле как большом магните говорит о планетах как о магнитных телах, которые удерживаются на орбитах силами магнитного притяжения). Ранее силу рассматривали как результат соприкосновения тел. Новая трактовка силы - преддверие будущей механической картины мира, где передача сил на расстоянии трактуется как источник изменений в состоянии движения тел.
Полученные из наблюдения факты могут не только видоизменять сложившуюся картину мира, но и привести к противоречиям в ней, потребовав ее перестройки. Пройдя длительный этап развития, картина мира очищается от натурфилософских наслоений и превращается в специальную картину мира, конструкты которой вводятся по признакам, имеющим опытное обоснование. В истории науки такую эволюцию осуществила физика. Важнейшую роль в построении механической картины мира сыграли: принцип материального единства мира, исключающий схоластическое разделение на земной и небесный мир, принцип причинности и закономерности природных процессов, принципы экспериментального обоснования знания и установка на соединение экспериментального исследования природы с описанием ее законов на языке математики. Обеспечив построение механической картины, эти принципы превратились в ее философское обоснование.
После возникновения механической картины мира процесс формирования специальных картин мира протекает уже в новых условиях. Специальные картины мира, возникавшие в других областях естествознания, испытывали воздействие физической картины мира как лидера естествознания и, в свою очередь, оказывали на физику активное обратное воздействие. В самой же физике построение каждой новой картины мира происходило не путем выдвижения натурфилософских схем с их последующей адаптацией к опыту, а путем преобразования уже сложившихся физических картин мира, конструкты которых активно использовались в последующем теоретическом синтезе (изучение квазаров – для подтверждения выдвинутых гипотез экспериментально обнаружены новые факты, которые объясняются в рамках уже созданной научной картины).
Теоретические модели отражают строение, свойства и поведение реальных объектов, позволяют представить объекты и процессы, недоступные для восприятия (модель атома, Вселенной).
И. Лакатос отмечал, процесс их формирования опирается на программы: 1)Евклидова (можно дедуцировать из конечного множества тривиальных истинных высказываний, теория наверху, интуиция), 2)эмпиристская (строится на основе базовых положений, имеющих общеизвестный эмпирический характер, теория внизу, интуиция), 3) индуктивистская (возникла в рамках усилий соорудить канал, посредством которого истина течет вверх от базисных положений, и, таким образом, установить дополнительный логический принцип ретрансляции истины). Все 3 исходят из организации знания как дедуктивной системы.
В. С. Степина: «главная особенность теоретических схем в том, что они не являются результатом чисто дедуктивного обобщения опыта». В развитой науке теоретические схемы вначале строятся как гипотетические модели с использованием ранее сформулированных абстрактных объектов. На ранних стадиях научного исследования конструкты теоретических моделей создаются путем непосредственной схематизации опыта. Но затем они используются для построения новых теоретических моделей, и этот способ начинает доминировать. Опыт используется, когда наука сталкивается с объектами, для теории которых еще не выработано достаточных средств. На его основе постепенно формируются необходимые идеализации как средства для построения первых теоретических моделей в новой области исследования (начало теории электричества).
В качестве теоретических конструктов выступают абстрактные объекты (идеальный газ, абсолютное черное тело, точка). В реальности не существует изолированных систем, поэтому вся классическая механика, ориентированная на закрытые системы, построена с помощью теоретических конструктов. Конструктивное видоизменение наблюдаемых условий, выдвижение идеализаций, созидание иной научной предметности, не встречающейся в готовом виде, интегративное перекрещивание принципов на «стыке наук», ранее казавшихся не связанными друг с другом, - таковы особенности логики формирования первичным теоретических моделей.
Закон науки отражает объективно существующие взаимодействия в природе. Направленны на отражение природной закономерности, формулируются с использованием искусственных языков своей дисциплины. Выделяют «статистические», основанные на вероятностных гипотезах, и «динамические» законы, т.е. в форме универсальных условий. Они есть обобщения, которые изменчивы и подвержены опровержению, вызывают проблему о природе законов. Кеплер и Коперник понимали законы как гипотезы. Кант: законы не извлекаются из природы, а предписываются ей. А. Пуанкаре: законы геометрии не являются утверждениями о реальном мире, а представляют собой произвольные соглашения, как употреблять такие термины, как «прямая линия» и «точка». Мах: законы отвечают психической потребности упорядочить физические ощущения.