В то же время новые факты требуют своего собственного теоретического осмысления (в соответствии с их стимулирующей функцией). Отсутствие соответствующей теории означает кризисное состояние науки. Поиски, которые начинаются в связи с этим, означают, что наука вступает в интенсивный период своего развития, для которого характерны соответствующие формы развития знаний - проблема и задача.
Задача и проблема
Под научной задачей будем понимать решаемый наукой вопрос, характеризующийся достаточностью средств для своего разрешения. Если же средств для разрешения недостаточно, то он называется научной проблемой.
Как и в структуре вопроса, в структуре задачи или проблемы прежде всего выделяются: а) неизвестное (искомое), б) известное (условие и предпосылки задачи или проблемы). Неизвестное тесно связана с известным. Последнее, во-первых, указывает на те признаки, которыми должно обладать неизвестное и, стало быть, в определенной мере раскрывает содержание неизвестного, а во-вторых, фиксирует область неизвестного - класс предметов, среди которых находится неизвестное, т.е. сообщает нечто о его объеме. Таким образом, неизвестное в задаче или проблеме не является абсолютно неизвестным. Оно представляет собой нечто такое, о чем мы кое-что знаем, и эти знания выступают ориентиром и средством дальнейшего поиска.
Противоречия между теорией и фактами - главный источник появления проблем и задач в науке. Источник, но еще не сама проблема или задача. Наличие этого противоречия можно охарактеризовать как предпроблемное состояние научных знаний. Проблема, а затем задача возникают при появлении потребности в устранении противоречия.
Противоречие между теорией и фактами проявляет себя при использовании теории как метода, средства достижения некоторых познавательных целей - объяснения,предсказания, систематизация фактов. Удовлетворяя этому требованию, включающиеся в теорию знания могут оказаться средствами:
а) достаточными и необходимыми для достижения познавательной цели;
б) достаточными, но ненеобходимыми;
в) не достаточными, но необходимыми;
г) не достаточными и не необходимыми;
д) внутренне противоречивыми.
Очевидно, что случаи а) и б) соотносятся с определением задачи, а в) и г) - с определением проблемы. Случай г), как увидим, характеризует наличие мнимых проблем науки. Рассмотрим эти случаи в указанной последовательности.
а) Знания как средства, достаточные и необходимые для достижения познавательной цели. Этот случай характерен для хорошо сформулированных задач. Здесь результат оптимально детерминирован наличными знаниями. Он уже заключен в данных задачи и может быть получен на их основе дедуктивным путем. В качестве элементарной иллюстрации можно взять задачу на сборку механизма по соответствующей схеме (чертежу) при наличии полного набора деталей. По принципу достаточности и необходимости составляются учебные задачи в учебниках и учебных пособиях. Не редки подобные ситуации и в научных исследованиях, особенно на их завершающих этапах.
б) Знания как средства, достаточные и ненеобходимые для достижения познавательной цели. Эта ситуация описывается задачами с избыточными условиями. Избыточность некоторой системы означает превышение объема информации или меры сложности структур системы по сравнению с минимальными значениями, необходимыми для достижения цели. Избыточные условия осложняют вычленение данных, необходимых для нахождения правильного ответа, хотя он неявно заключен в самой формулировке задачи и выводится из нее в соответствии с определенными правилами преобразований. Хорошими моделями задач этого типа являются многие загадки и головоломки. Они составляются так, что в условия вводятся элементы, способные замаскировать правильные ходы по нахождению ответа. Такие модели уже давно используются психологами при сравнении мыслительных способностей людей.
Иллюстрацией задачи с избыточными условиями может служить следующий факт из истории космонавтики. Известно, что идея реактивного принципа перемещения в космическом пространстве у К.Э. Циолковского возникла в 1883 году, но прошло более 10 лет упорного труда, прежде чем для осуществления перемещения в космосе была предложена ракета, о которой люди знали уже в древности. Дело в том, что вопрос о перемещении космических кораблей долгое время связывался с предвзятым мнением (т.е. с избыточным условием), что ракета является транспортным средством только в воздушном пространстве. Такой подход не давал возможности найти путь к правильному решению задачи. Успех провинциального учителя был обусловлен тем, что он отбросил это избыточное условие и взглянул на ракету как на средство передвижения вообще.
Следует различать две разновидности избыточности: во-первых, «шум», т.е. информацию, совместимую с условиями задачи и независимую от них; во-вторых, информацию, совместимую с ними и зависимую от них. Первый случай является особенно характерным на начальном этапе проникновения в сущность вещей и процессов, на уровне их эмпирических описаний. Фиксация наиболее существенных абстракций в условиях задачи позволяет отсеять случайное, второстепенное, поверхностно-ограниченное и, таким образом, оптимизировать задачу. Формулирование правил выделения абстракций такого рода - насущная задача диалектической логики как теории познания сущности явлений. Во втором случае в качестве избыточных средств могут выступать тавтологии, эквивалентные выражения, следствия данных задачи и т.д. В устранении этой избыточности большую роль играют правила формальной логики (частично об этом речь шла в первом параграфе данной главы).
Анализ историко-научного материала убеждает в том, что устранение избыточности нельзя рассматривать как нетворческую, механическую процедуру. Одним из величайших достижений математической мысли является, например, доказательство невозможности «квадратуры круга». Средства для такого доказательства появились на том этапе развития математики, когда были открыты трансцендентные числа и начала разрабатываться их теория. Но на них нужно было обратить внимание, распознать и выделить в накопленномбагаже математических знаний, что и сделал немецкий математик Ф. Линдеман в 1882 году.
в) Знания как средства, не достаточные, но необходимые для достижения познавательной цели. В этом случае мы имеем дело с действительными и хорошо сформулированными проблемами. Их условия непротиворечивы, независимы и одновременно неполны. Неполнота условий имеет своим следствием то, что исследователь оказывается как бы на распутье, не может принять обоснованного решения, ответ на проблему колеблется между некоторыми альтернативами. Средства позволяют получить лишь частичный результат -гипотезу, подлежащую дальнейшему исследованию.
Полнота условий проблемы и, следовательно, ее разрешимость достигается в процессе синтетической деятельности в неопределенной среде, путем введения различного рода ограничений и уточнений. Стремление разрешить проблему без принятия такого рода мер ведет, как правило, к бесплодным дискуссиям, к напрасной трате времени и средств. Подходящей моделью такого рода ситуаций служит известная задача Льюиса Кэрролла «Обезьяна и груз»:
«Через блок, прикрепленный к крыше здания, переброшен канат, на одном конце каната висит обезьяна, к другому привязан груз, вес которого в точности равен весу обезьяны. Допустим, что обезьяна взбирается вверх по канату. Что произойдет с грузом?»
Заданные условия здесь недостаточны для того, чтобы в полной мере обосновать какое-либо однозначное решение. Ответ зависит от дополнительных ограничений, используемых при его нахождении. Если не обращать внимание на трение каната о блок, массу каната и блока, то обезьяна и груз будут двигаться вверх с одинаковыми ускорениями. Их скорости в любой момент будут равные, и за равные промежутки времени они пройдут равные расстояния. К иному результату приведет учет массы блока, также трения и массы каната. Именно с этим были связаны разногласия и неоднократно возникавшие на страницах популярных изданий по физике споры относительно того, какое решение считать правильным.
Чем больше не хватает средств для нахождения исчерпывающего ответа, тем шире пространство возможностей решения проблемы, тем шире сама проблема и неопределеннейконечная цель. Многие из таких проблем не по силе отдельным исследователям и определяют границы целых наук.
Формулировка всякой действительной проблемы содержит в себе подсказку, где нужно искать средства, которых недостает. Они не находятся в сфере в абсолютно неизвестного и обозначены в проблеме некоторым образом, наделены некоторыми признаками. Например, для физиков долгое время остается загадкой природа шаровой молнии. Вопрос «Какова природа шаровой молнии?» подсказывает, что отыскиваемое должно быть подчиненным понятию причины, неявно зафиксированному в предпосылке данного вопроса.
г) Знания как средства, не достаточные и не необходимые для достижения познавательной цели. Эта ситуация характерна для плохо сформулированных, диффузных проблем. В них, с одной стороны, имеется избыточная, но не противоречивая информация, а с другой - требуются усилия по отысканию данных, сужающих проблему к пределам, позволяющим применить аналитические методы решения.