Несмотря на сравнительно молодой возраст, представляет собой сложно структурированную область научного знания и включает три уровня:

• общую социологическую теорию (общую социологию);
• частные социологические теории (теории среднего уровня);
• конкретные (эмпирические) социологические исследования.

Общая социологическая теория направлена на выяснение общих закономерностей функционирования и развития социума. На этом уровне осуществляется анализ основных категорий, понятий и законов социологии.

Частные социологические теории (теории среднего уровня) занимают промежуточное положение между фундаментальными теориями и конкретными социологическими исследованиями. Термин «теории среднего уровня» введен в науку американским социологом Робертом Мертоном (1910-2003). Такие теории занимаются изучением отдельных областей социальной жизни. В них условно можно выделить три раздела:

• исследования социальных институтов (социологии семьи, образования, культуры, политики, религии и т.д.);
• исследования социальных общностей (социологии малых групп, толпы, территориальных образований и т.д.):
• исследования социальных процессов (социологии конфликтов, процессов мобильности и миграции, массовых коммуникаций и т.д.).

Конкретные (эмпирические) социологические исследования определяют и обобщают социальные факты с помощью регистрации каких-то свершившихся событий. Системы фактов, полученные в результате конкретно-социологических исследований, составляют в конечном счете эмпирическую базу социологического знания.

По степени сложности анализа социальных процессов выделяют также макро- и микросоциологию.

Макросоциология исследует поведение в процессах взаимодействия крупномасштабных социальных общностей — этносов, наций, социальных институтов, государств и т.д. Макросоциологичсская проблематика рассматривалась в основном в теориях структурного функционализма и социального конфликта.

Микросоциология акцентирует внимание на индивидах, устанавливает особенности поведения во взаимодействиях между людьми, главным образом в малых группах (семье, трудовом коллективе, группе сверстников и т.п.). К этому направлению социологии относятся теория символического интеракционизма, теория обмена и др.

По цели исследования социология может подразделяться на два уровня — фундаментальную и прикладную.

Фундаментальная социология отвечает на вопросы: «что познается?» (определение объекта, предмета науки) и «как познается?» (основные методы социологии). Целью фундаментального исследования является получение нового знания, обогащение методологических основ самой науки.

Прикладная социология занимается решением вопросов преобразования социальной жизни, разработкой практических рекомендаций для социального управления, формированием социальной политики, прогнозированием, проектированием.

Общесоциологические теории социологии

Общесоциологические теории призваны дать описание и объяснение развития общества в целом, вскрыть основные тенденции развития социальных отношений как целостной системы.

Общесоциологические теории касаются, как правило, глубинных, сущностных моментов развития общества, исторического процесса в целом. На уровне общесоциологических теорий делаются обобщения и выводы о наиболее глубоких причинах возникновения и функционирования социальных явлений, движущих силах развития общества и т.д. К их числу относятся, например, теория общественно-экономических формаций К. Маркса, теория социального действия, обоснованная М. Вебером, теория социальной мобильности, предложенная П. Сорокиным, концепции, созданные Г. Спенсером, Э. Дюркгеймом, Г. Зиммелем, Т. Парсонсом, А. Щюцем, Д. Мидом, Д. Хомансом и др.

На этом уровне исследуются и вскрываются взаимосвязи и взаимозависимости экономической, политической, духовной и других сфер жизни общества.

Частные теории социологии

Частных (специальных) теорий в каждой дисциплине насчитываются десятки и сотни. Деление теорий на общие и отраслевые даст возможность выявить различие между общей и отраслевой социологией по объекту («общество в целом» и его «части») либо по типу теорий — общие служат основанием для формирования социологической парадигмы, а специальные образуют переходный мостик между социологией и другими науками.

Развиваясь, специальные социологические теории, которые американский социолог Роберт Мертон характеризует как «теории среднего уровня», имея в виду то, что они занимают промежуточное положение между конкретными исследованиями и обще- социологическими теориями, дают возможность предметного анализа различных областей и сфер жизнедеятельности людей, социальных групп и институтов.

Теории среднего уровня относительно самостоятельны и вместе с тем тесно связаны как с эмпирическими исследованиями (которые поставляют необходимый «сырой» материал для их создания и развития), так и с общесоциологическими теоретическими построениями, которые дают возможность использовать наиболее общие теоретические разработки, модели и методы исследований. Это промежуточное положение теорий среднего уровня позволяет им сыграть роль мостика между «высокой» теорией и эмпирическими данными, полученными в результате исследования конкретных явлений и процессов.

Все теории среднего уровня можно условно подразделить на три группы.

Теории социальных институтов , изучающие сложные социальные зависимости и отношения. Примерами таких теорий являются социология семьи, социология армии, социология политики, социология труда и т.д.

Теории социальных общностей , рассматривающие структурные единицы общества — от малой группы до социального класса. Например, социология малых групп, социология классов, социология организаций, социология толпы и др.

Теории специальных социальных процессов , изучающие социальные изменения и процессы. Сюда относятся социология конфликтов, социология процессов коммуникации, социология урбанизации и т.д.

Появление и развитие теорий среднего уровня были с удовлетворением встречены социологами. Они полагают, что выделение теорий среднего уровня создает целый ряд неоспоримых удобств и преимуществ, главные из которых:

• возможность создания прочной и удобной теоретической основы для исследований конкретных областей человеческой деятельности и отдельных составляющих социальных структур без использования громоздкого и излишне абстрактного понятийного аппарата фундамент&тьных теорий;
• тесное взаимодействие с реальной жизнью людей, которая всегда находится в поле зрения теорий среднего уровня, отражающих практические проблемы жизни общества;
• демонстрирование возможностей и убедительности социологических исследований в глазах менеджеров, ученых и специалистов нссоциологических областей знания.

Кроме того, теории среднего уровня обосновывают способы непосредственного практического влияния людей на разные структуры их жизни, производственной, политической и иной деятельности, их общественного, семейного и личного быта. Также они обосновывают пути улучшения деятельности различных социальных институтов. Другими словами, теории среднего уровня направлены на решение практических проблем сегодняшнего дня и ближайшего будущего.

Дополняющие их теории формируются на стыке социологии с другими науками — экономикой, политологией, правом и т.д. Их называют отраслевыми.

Каждая из специальных и отраслевых социологических теорий представляет собой не просто приложение обшесоциологи- чсской теории и исследовательских приемов к получению эмпирически обоснованной информации об определенных социальных процессах и явлениях, но также специфическую теоретическую трактовку основных особенностей, сущности и тенденций развития данных процессов и явлений.

Во всех этих случаях объектом социологического исследования выступают определенные сферы общественной жизни, различающиеся между собой как по содержанию доминирующих в них общественных отношений, так и по действующим субъектам, в качестве которых выступают классы, нации, группы молодежи, население города и села, политические партии и движения и т.д.

Цели исследования заключаются в том, чтобы на основе использования статистических материалов, данных социологических исследований и другой информации получить исчерпывающие представления о различных областях общественной жизни или се отдельных сторонах, а также сделать научно обоснованные выводы и выработать прогнозы развития социально-экономических процессов и оптимального управления ими. Здесь учитываются и цели, обусловленные особенностями специфических процессов, происходящих в различных сферах общественной жизни.

В каждой из выделенных нами групп содержится большое число теорий среднего уровня, которое увеличивается по степени углубления и развития изучения общества, но мере развития социологии как науки. Социологи, занимающиеся узкими областями исследования, разрабатывают специфический понятийный аппарат, проводят эмпирические исследования по своей группе проблем, обобщают полученные данные, делают теоретические обобщения и, наконец, соединяют их в теорию в пределах своей узкой области. В результате этой деятельности социологи, занимающиеся теориями среднего уровня, находятся в тесном контакте с социологами, занимающимися фундаментальными исследованиями, давая ценные теоретические материалы, которые можно рассматривать как составную часть фундаментальных теоретических разработок.

Каждая из названных выше отраслей социологии в определенной степени разработана усилиями ученых разных стран. В частности, это теории функционализма и социального действия американских социологов Т. Парсонса и Р. Мертона, основывающиеся во многом на концепциях Э. Дюркгейма, М. Всбсра и П. Сорокина, а также социально-психологические исследования, начиная, скажем, с работ Г. Тарда и Л.Ф. Уорда, вплоть до работ современных ученых в этой области, прежде всего в США и Западной Европе. Сюда относятся и исследования в сфере политической и духовной культуры, проведенные Г. Алмондом, П. Сорокиным и другими видными современными социологами Запада.

Сегодня эти теории прочно вошли в научную практику. Одновременно они породили достаточно узкую специализацию социологов, например, появились социологи, которые работают только в области социологии культуры, или социологии образования, или социологии семьи, собирают эмпирические данные, обобщают их и вырабатывают теоретические выводы и модели только в пределах этих областей социологического знания.

Вместе с тем с введением в научную практику теорий среднего уровня повысилась эффективность деятельности социологов, занимающихся фундаментальными исследованиями, так как они стали получать богатые теоретические разработки в отдельных областях социологии и обобщать их, не обращаясь постоянно прямо к эмпирическим данным.

Таким образом, развивая теории среднего уровня, мы получаем возможность предметного анализа различных областей общественной жизни, деятельности людей и функционирования социальных институтов. В итоге можно получить данные, имеющие немаловажное теоретическое и практическое значение. Специфика данных теорий именно в том и заключается, что они органически связаны с практикой.

Типы социологических теорий

В методологической литературе теории и методы, категории и понятия, не являющиеся философскими, называют специально-научными.

Следует отметить, что различение философского и нефилософского знаний и соответствующих теорий не означает их абсолютного противопоставления, в известном смысле оно относительно. Область философского знания расширяется в соответствии с общим ростом специально-научного знания, которое вовсе не исключает философского осмысления. Философия в исследованиях опирается на специально-научные знания, последние, в свою очередь, имеют в философии собственное мировоззренческое и методологическое основание.

Что касается социологических теорий, то возможны несколько оснований деления их на различные типы.

Общие, специальные и отраслевые теории

Прежде всего следует выделять общие социологические теории , претендующие на описание и объяснение жизни общества в целом. В социологии, как и в других науках, например в физике, биологии, психологии, существует множество конкурирующих между собой общих теорий. Это — теория общественных формаций Маркса, теория социального действия Вебера, структурно-функциональная теория Парсонса, теория обмена Блау, теория многомерной социологии Александера и др. По своему статусу они близки к той или иной социологической парадигме.

Далее следует выделять специальные социологические теории, изучающие социальные законы и закономерности функционирования и развития социальных общностей, т. е. то, что образует непосредственно предмет социологии и связано с категориями «социальное», «социальные отношения», «социальное взаимодействие», «социальная сфера».

Дополняющие их теории формируются на стыке социологии с другими науками — экономикой, политологией, этнографией, науковедением и проч. Их называют отраслевыми. Эти теории изучают формы проявлений и механизмы действия социальных законов и закономерностей в различных сферах жизни общества. Их объект, в отличие от общих теорий, — не общество в целом, а отдельные его «части»: экономика, политика, право и т. д. Они опосредуют связь социологии с другими науками. Основой их различения служит объект исследования, что и отражается в названии той социологической дисциплины, к которой они относятся: «экономическая социология», «политическая социология», «правовая социология». Эти теории изучают различные сферы общественной жизни с точки зрения существующих в них социальных отношений, используя специфические социологические категории: «социальная группа», «социальный институт», «социальная организация» и др. Термин «социология» в названии указанных дисциплин отражает особый подход к изучению соответствующих сфер жизни общества, обусловленный предметом и методом социологии.

Специальные социологические теории характеризуются более высоким уровнем абстракции, чем отраслевые, и позволяют рассмотреть один и тот же объект, ту или иную социальную общность под определенным углом зрения, выделить тот или иной интересующий социолога «срез» изучаемого объекта, его «уровень», «сторону».

Специальные социологические теории, опосредуя связь общих и отраслевых теорий, образуют концептуальное ядро социологического знания. Во-первых, в них фактически разрабатываются собственно социологические категории, образующие своеобразную матрицу категориально-понятийного аппарата социологии. Во-вторых, как следствие этого, в специальных теориях формируется предмет социологии, имеющий не менее сложную структуру, чем предмет таких наук, как физика, биология, экономика и др. Наконец, в-третьих, как следствие двух предыдущих пунктов, в специальных теориях отражается специфика социологического знания как особого типа знания, несводимого ни к какому другому. В связи с этим специальные социологические теории (аналогично категориально-понятийному аппарату) связывают в единое целое все отрасли социологического знания, независимо от его объекта, функции и уровня, а отношения между обшей, специальной и отраслевой теориями строятся по типу обратной связи.

Любая отраслевая теория использует концептуальный аппарат специальных социологических теорий и может описывать свой объект как группу, деятельность или институт. Например, сферу быта можно изучать либо как совокупность различных видов деятельности, либо как совокупность различных групп людей — носителей соответствующих видов деятельности, либо как совокупность различных институтов, организующих соответствующие виды деятельности. Такое «одностороннее» описание объекта условно, представляется определенной абстракцией, однако оно не только допустимо, но и необходимо в науке, так как служит одним из средств научного исследования и предпосылкой многостороннего описания изучаемого объекта в качестве единого целого. В социологии семьи, например, последняя рассматривается как малая социальная группа, характеризующаяся своей особой структурой статусов и ролей (групповой подход), определенным набором видов деятельности (деятельностиый подход) и специфической совокупностью норм и ценностей, регулирующей (организующей) ее функционирование и развитие (институциональный подход).

Деление теорий на общие и отраслевые дает возможность провести различие между общей и отраслевой социологией, либо по объекту («общество в целом» и его «части»), либо по типу теорий (общие служат основанием для формирования социологической парадигмы (впрочем, как и специальные — опосредованно через них), а отраслевые образуют «пограничный пояс» на стыке социологии с другими науками). К понятию обшей социологии приложи мы характеристики социологии фундаментальной и теоретической, хотя отраслевая социология, разумеется, не исключает научной ориентации и теоретического уровня, но чаще всего имеет эмпирический и прикладной характер. Таким образом, структура социологического знания представляется многомерной и может быть описана в трех измерениях: по объекту знания (общая и отраслевая социология), по функции знания (фундаментальная и прикладная), по уровню знания (теоретическая и эмпирическая).

Особый слой теоретического социологического знания образуют теория социального развития, теория социальных систем, теория социального детерминизма и др. Основанием деления таких теорий служит ряд общенаучных категорий: «развитие», «система», «детерминизм» и проч., т. е. таких, которые применимы не только в обществоведении, но и в естествознании и по уровню абстракции приближаются к философским категориям «материя», «сознание» и т. д. Эти теории могут претендовать на статус общих.

Фундаментальные и прикладные теории

Можно также различать социологические теории по их преимущественной ориентации: фундаментальные и прикладные. Первые ориентированы на решение научных проблем, связаны с формированием социологического знания, концептуального аппарата социологии, методов социологического исследования. Они отвечают на два вопроса: «Что познается?» (объект) и «Как познается?» (метод), т. е. связаны с решением познавательных задач. Вторые ориентированы на решение актуальных социальных проблем, связаны с преобразованием изучаемого объекта и отвечают на вопрос: «Для чего познается?». Теории здесь различаются не по объекту или методу, а по той цели, которую ставит себе социолог, решает он познавательные задачи или практические.

Прикладные теории ориентированы на поиски средств для достижения намечаемых обществом практических целей, путей и способов использования познанных фундаментальными теориями законов и закономерностей. Прикладные теории непосредственно касаются определенных практических отраслей человеческой деятельности и прямо отвечают на вопрос: «Для чего?» (для социального развития, совершенствования социальных отношений и т. д.). Прикладной (практический) характер социологических теорий определяется тем вкладом, который они вносят в теории, прямо связанные с решением задач социального развития.

Признак «фундаментальности» не совпадает с признаком «теоретичности», и наоборот, хотя второй термин часто употребляется как синоним первого: теоретическая физика, теоретическая психология, теоретическая биология. Здесь «теоретический» означает не только теоретический уровень научного знания в отличие от эмпирического, но и его теоретическую, фундаментальную направленность в отличие от практической, прикладной.

Теоретическое знание в качестве фундаментального выступает в сопоставлении с прикладным, а не эмпирическим знанием и не исключает практической направленности. Такие характеристики, как «практический аспект», «прикладная функция», вполне приложимы к теоретическому уровню знания. Его антитезой является не прикладное знание, а эмпирическое.

Таким образом, деление теорий по ориентации на фундаментальные и прикладные достаточно условно, поскольку любая из них прямо или косвенно вносит определенный вклад в решение и научных, и практических задач. В строгом смысле следует говорить лишь о преимущественной ориентации той или иной теории: научной, фундаментальной либо практической, прикладной, что и дает основание для ее отнесения к определенной категории. То же относится и к эмпирическим социологическим исследованиям: они могут быть ориентированы на решение научных проблем, например на формирование специальной социологической теории, или практических, связанных, например, с совершенствованием социальной структуры общества. Фактически эти два аспекта социологического знания неразрывно связаны между собой и, будучи отнесенными к социологии в целом, в конечном счете образуют две из се функций: познавательную и практическую.

Итак, термины «фундаментальный» и «прикладной» обозначают аспект, направленность социологического знания в целом и не тождественны терминам «теоретический» и «эмпирический», обозначающим его уровни. В первом случае основанием деления является целевая установка, во втором — уровень абстракции.

Здесь следует отметить одно существенное обстоятельство. Деление социологических теорий на уровни и типы по различным основаниям (по объекту, уровню абстракции, социологической категории, подходу, методу, целевой установке и др.), т. е. построение их типологии, а в конечном счете их обоснованной иерархии, так или иначе отражает сложную структуру предмета социологии, способ его изображения, деления на «уровни», «стороны», «аспекты», «сферы». Говоря иначе, вопросы структуры и тесно связаны между собой, а это, в свою очередь, означает, что адекватное изображение предмета социологии требует постоянного совершенствования методологических концепций, связанных с описанием структуры отображающего его знания.

Другие типы теорий

Различия между динамическими и стохастическими (от греч.stochasis - догадка) теориями состоят в характере тех законов и процессов, которые лежат в их основе. Динамические теории характеризуют поведение системы или объекта строго однозначно. В основе стохастических теорий лежат статистические законы. Эти теории описывают или объясняют поведение системы или объекта с определенной степенью вероятности. Стохастическое (или статистическое) объяснение раскрывает содержание системы (объекта) в виде определенных статистических зависимостей, которые выступают в качестве форм проявления закономерностей, детерминирующих поведение данной системы (объекта). Этот вид объяснения всегда включает в себя большую или меньшую степень вероятности. Это во-первых. И, во-вторых, стохастическое объяснение во многом зависит от теоретического анализа изучаемого объекта. Иначе статистическое объяснение будет оторвано от общих тенденций в развитии данного объекта, от того механизма, который описывается в статистических зависимостях.

Теории, описывающие изменения структуры изучаемого объекта, относятся к разряду теории развития , а теории, описывающие факторы стабилизации его структуры, составляют класс теории функционирования.

Становление физики (до 17 в.). Физические явления окружающего мира издавна привлекали внимание людей. Попытки причинного объяснения этих явлений предшествовали созданию Ф. в современном смысле этого слова. В греко-римском мире (6 в. до н. э. – 2 в. н. э.) впервые зародились идеи об атомном строении вещества (Демокрит , Эпикур , Лукреций),была разработана геоцентрическая система мира (Птолемей), установлены простейшие законы статики (правило рычага), открыты закон прямолинейного распространения и закон отражения света, сформулированы начала гидростатики (закон Архимеда), наблюдались простейшие проявления электричества и магнетизма.

Итог приобретённых знаний в 4 в. до н. э. был подведён Аристотелем . Физика Аристотеля включала отдельные верные положения, но в то же время в ней отсутствовали многие прогрессивные идеи предшественников, в частности атомная гипотеза. Признавая значение опыта, Аристотель не считал его главным критерием достоверности знания, отдавая предпочтение умозрительным представлениям. В средние века учение Аристотеля, канонизированное церковью, надолго затормозило развитие науки.

Наука возродилась лишь в 15–16 вв. в борьбе со схоластизированным учением Аристотеля. В середине 16 в. Н. Коперник выдвинул гелиоцентрическую систему мира и положил начало освобождению естествознания от теологии. Потребности производства, развитие ремёсел, судоходства и артиллерии стимулировали научные исследования, опирающиеся на опыт. Однако в 15–16 вв. экспериментальные исследования носили в основном случайный характер. Лишь в 17 в. началось систематическое применение экспериментального метода в Ф., и это привело к созданию первой фундаментальной физической теории – классической механики Ньютона.

Формирование физики как науки (начало 17 – конец 18 вв.).

Развитие Ф. как науки в современном смысле этого слова берёт начало с трудов Г. Галилея (1-я половина 17 в.), который понял необходимость математического описания движения. Он показал, что воздействие на данное тело окружающих тел определяет не скорость, как считалось в механике Аристотеля, а ускорение тела. Это утверждение представляло собой первую формулировку закона инерции. Галилей открыл принцип относительности в механике (см. Галилея принцип относительности), доказал независимость ускорения свободного падения тел от их плотности и массы, обосновывал теорию Коперника. Значительные результаты были получены им и в др. областях Ф. Он построил зрительную трубу с большим увеличением и сделал с её помощью ряд астрономических открытий (горы на Луне, спутники Юпитера и др.). Количественное изучение тепловых явлений началось после изобретения Галилсем первого термометра.

В 1-й половине 17 в. началось успешное изучение газов. Ученик Галилея Э. Торричелли установил существование атмосферного давления и создал первый барометр. Р. Бойль и Э. Мариотт исследовали упругость газов и сформулировали первый газовый закон, носящий их имя. В.Снеллиус и Р. Декарт открыли закон преломления света. В это же время был создан микроскоп. Значительный шаг вперёд в изучении магнитных явлений был сделан в самом начале 17 в. У.Гильбертом . Он доказал, что Земля является большим магнитом, и первый строго разграничил электрические и магнитные явления.

Основным достижением Ф. 17 в. было создание классической механики. Развивая идеи Галилея, Х.Гюйгенса и др. предшественников, И. Ньютон в труде "Математические начала натуральной философии" (1687) сформулировал все основные законы этой науки (см. Ньютона законы механики). При построении классической механики впервые был воплощён идеал научной теории, существующий и поныне. С появлением механики Ньютона было окончательно понято, что задача науки состоит в отыскании наиболее общих количественно формулируемых законов природы.

Наибольших успехов механика Ньютона достигла при объяснении движения небесных тел. Исходя из законов движения планет, установленных И. Кеплером на основе наблюдений Т. Браге , Ньютон открыл закон всемирного тяготения (см. Ньютона закон тяготения). С помощью этого закона удалось с замечательной точностью рассчитать движение Луны, планет и комет Солнечной системы, объяснить приливы и отливы в океане. Ньютон придерживался концепции дальнодействия, согласно которой взаимодействие тел (частиц) происходит мгновенно непосредственно через пустоту; силы взаимодействия должны определяться экспериментально. Им были впервые четко сформулированы классические представления об абсолютном пространстве как вместилище материи, не зависящем от её свойств и движения, и абсолютном равномерно текущем времени. Вплоть до создания теории относительности эти представления не претерпели никаких изменений.

Большое значение для развития Ф. имело открытие Л. Гальвани и А. Вольта электрического тока. Создание мощных источников постоянного тока – гальванических батарей – дало возможность обнаружить и изучить многообразные действия тока. Было исследовано химическое действие тока (Г. Дэви , М. Фарадей). В. В. Петров получил электрическую дугу. Открытие Х. К. Эрстедом (1820) действия электрического тока на магнитную стрелку доказало связь между электричеством и магнетизмом. Основываясь на единстве электрических и магнитных явлений, А. Ампер пришёл к выводу, что все магнитные явления обусловлены движущимися заряженными частицами – электрическим током. Вслед за этим Ампер экспериментально установил закон, определяющий силу взаимодействия электрических токов (Ампера закон).

В 1831 Фарадей открыл явление электромагнитной индукции (см. Индукция электромагнитная). При попытках объяснения этого явления с помощью концепции дальнодействия встретились значительные затруднения. Фарадей высказал гипотезу (ещё до открытия электромагнитной индукции), согласно которой электромагнитные взаимодействия осуществляются посредством промежуточного агента – электромагнитного поля (концепция близкодействия). Это послужило началом формирования новой науки о свойствах и законах поведения особой формы материи – электромагнитного поля.

Ещё до открытия этого закона С. Карно в труде "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу" (1824) получил результаты, послужившие основой для др. фундаментального закона теории теплоты – второго начала термодинамики . Этот закон сформулирован в работах Р. Клаузиуса (1850) и У. Томсона (1851). Он является обобщением опытных данных, свидетельствующих о необратимости тепловых процессов в природе, и определяет направление возможных энергетических процессов. Значительную роль в построении термодинамики сыграли исследования Ж. Л. Гей-Люссака , на основе которых Б. Клапейроном было найдено уравнение состояния идеального газа, обобщённое в дальнейшем Д. И. Менделеевым .

Одновременно с развитием термодинамики развивалась молекулярно-кинетическая теория тепловых процессов. Это позволило включить тепловые процессы в рамки механической картины мира и привело к открытию нового типа законов – статистических, в которых все связи между физическими величинами носят вероятностный характер.

На первом этапе развития кинетической теории наиболее простой среды – газа – Джоуль, Клаузиус и др. вычислили средние значения различных физических величин: скорости молекул, числа их столкновений в секунду, длины свободного пробега и т.д. Была получена зависимость давления газа от числа молекул в единице объёма и средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Это позволило вскрыть физический смысл температуры как меры средней кинетической энергии молекул.

Второй этап развития молекулярно-кинетической теории начался с работ Дж. К. Максвелла . В 1859, введя впервые в Ф. понятие вероятности, он нашёл закон распределения молекул по скоростям (см. Максвелла распределение). После этого возможности молекулярно-кинетической теории необычайно расширились и привели в дальнейшем к созданию статистической механики. Л.Больцман построил кинетическую теорию газов и дал статистическое обоснование законов термодинамики. Основная проблема, которую в значительной степени удалось решить Больцману, заключалась в согласовании обратимого во времени характера движения отдельных молекул с очевидной необратимостью макроскопических процессов. Термодинамическому равновесию системы, по Больцману, соответствует максимум вероятности данного состояния. Необратимость процессов связана со стремлением систем к наиболее вероятному состоянию. Большое значение имела доказанная им теорема о равномерном распределении средней кинетической энергии по степеням свободы.

Классическая статистическая механика была завершена в работах Дж. У. Гиббса (1902), создавшего метод расчёта функций распределения для любых систем (а не только газов) в состоянии термодинамического равновесия. Всеобщее признание статистическая механика получила в 20 в. после создания А. Эйнштейном и М. Смолуховским (1905–06) на основе молекулярно-кинетической теории количественной теории броуновского движения , подтвержденной в опытах Ж. Б. Перрена .

Во 2-й половине 19 в. длительный процесс изучения электромагнитных явлений был завершен Максвеллом. В своей основной работе "Трактат об электричестве и магнетизме" (1873) он установил уравнения для электромагнитного поля (носящие его имя), которые объясняли все известные в то время факты с единой точки зрения и позволяли предсказывать новые явления. Электромагнитную индукцию Максвелл интерпретировал как процесс порождения переменным магнитным полем вихревого электрического поля. Вслед за этим он предсказал обратный эффект – порождение магнитного поля переменным электрическим полем (см. Ток смещения). Важнейшим результатом теории Максвелла был вывод о конечности скорости распространения электромагнитных взаимодействий, равной скорости света. Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн Г. Р. Герцем (1886–89) подтвердило справедливость этого вывода. Из теории Максвелла вытекало, что свет имеет электромагнитную природу. Тем самым оптика стала одним из разделов электродинамики. В самом конце 19 в. П. Н. Лебедев обнаружил на опыте и измерил давление света, предсказанное теорией Максвелла, а А. С. Попов впервые использовал электромагнитные волны для беспроволочной связи.

Опыт показывал, что сформулированный Галилеем принцип относительности, согласно которому механические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта , справедлив и для электромагнитных явлений. Поэтому уравнения Максвелла не должны изменять свою форму (должны быть инвариантными) при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. Однако оказалось, что это справедливо лишь в том случае, если преобразования координат и времени при таком переходе отличны от преобразований Галилея, справедливых в механике Ньютона. Лоренц нашёл эти преобразования (Лоренца преобразования), но не смог дать им правильную интерпретацию. Это было сделано Эйнштейном в его частной теории относительности.

Открытие частной теории относительности показало ограниченность механической картины мира. Попытки свести электромагнитные процессы к механическим процессам в гипотетической среде – эфире оказались несостоятельными. Стало ясно, что электромагнитное поле представляет собой особую форму материи, поведение которой не подчиняется законам механики.

В 1916 Эйнштейн построил общую теорию относительности – физическую теорию пространства, времени и тяготения. Эта теория ознаменовала новый этап в развитии теории тяготения.

На рубеже 19–20 вв., ещё до создания специальной теории относительности, было положено начало величайшей революции в области Ф., связанной с возникновением и развитием квантовой теории.

В конце 19 в. выяснилось, что распределение энергии теплового излучения по спектру, выведенное из закона классической статистической физики о равномерном распределении энергии по степеням свободы, противоречит опыту. Из теории следовало, что вещество должно излучать электромагнитные волны при любой температуре, терять энергию и охлаждаться до абсолютного нуля, т. е. что тепловое равновесие между веществом и излучением невозможно. Однако повседневный опыт противоречил этому выводу. Выход был найден в 1900 М. Планком , показавшим, что результаты теории согласуются с опытом, если предположить, в противоречии с классической электродинамикой, что атомы испускают электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными порциями – квантами. Энергия каждого такого кванта прямо пропорциональна частоте, а коэффициент пропорциональности является квант действия h = 6,6×10 -27 эрг ×сек, получивший впоследствии название постоянной Планка.

В 1905 Эйнштейн расширил гипотезу Планка, предположив, что излучаемая порция электромагнитной энергии распространяется и поглощается также только целиком, т. с. ведёт себя подобно частице (позднее она была названа фотоном). На основе этой гипотезы Эйнштейн объяснил закономерности фотоэффекта , не укладывающиеся в рамки классической электродинамики.

Т. о., на новом качественном уровне была возрождена корпускулярная теория света. Свет ведёт себя подобно потоку частиц (корпускул); однако одновременно ему присущи и волновые свойства, которые проявляются, в частности, в дифракции и интерференции света. Следовательно, несовместимые с точки зрения классической Ф. волновые и корпускулярные свойства присущи свету в равной мере (дуализм света). "Квантование" излучения приводило к выводу, что энергия внутриатомных движений также может меняться только скачкообразно. Такой вывод был сделан Н.Бором в 1913.

В 1926 Шрёдингер, пытаясь получить дискретные значения энергии атома из уравнения волнового типа, сформулировал основное уравнение квантовой механики, названное его именем. В.Гейзенберг и Борн (1925) построили квантовую механику в др. математической форме – т. н. матричную механику.

Согласно принципу Паули, энергия всей совокупности свободных электронов металла даже при абсолютном нуле отлична от нуля. В невозбуждённом состоянии все уровни энергии, начиная с нулевого и кончая некоторым максимальным уровнем (уровнем Ферми), оказываются занятыми электронами. Эта картина позволила Зоммерфельду объяснить малость вклада электронов в теплоёмкость металлов: при нагревании возбуждаются только электроны вблизи уровня Ферми.

В работах Ф. Блоха , Х. А. Бете и Л. Неель Гинзбурга квантовой электродинамики. Первые попытки непосредственного исследования строения атомного ядра относятся к 1919, когда Резерфорд путём обстрела стабильных ядер азота a-частицами добился их искусственного превращения в ядра кислорода. Открытие нейтрона в 1932 Дж. Чедвиком привело к созданию современной протонно-нейтронной модели ядра (Д. Д. Иваненко , Гейзенберг). В 1934 супруги И. и Ф. Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность.

Создание ускорителей заряженных частиц позволило изучать различные ядерные реакции. Важнейшим результатом этого этапа Ф. явилось открытие деления атомного ядра.

В 1939–45 была впервые освобождена ядерная энергия с помощью цепной реакции деления 235 U и создана атомная бомба. Заслуга использования управляемой ядерной реакции деления 235 U в мирных, промышленных целях принадлежит СССР. В 1954 в СССР была построена первая атомная электростанция (г. Обнинск). Позже рентабельные атомные электростанции были созданы во многих странах.

нейтрино и открыто много новых элементарных частиц, в том числе крайне нестабильные частицы – резонансы , среднее время жизни которых составляет всего 10 -22 –10 -24 сек. Обнаруженная универсальная взаимопревращаемость элементарных частиц указывала на то, что эти частицы не элементарны в абсолютном смысле этого слова, а имеют сложную внутреннюю структуру, которую ещё предстоит открыть. Теория элементарных частиц и их взаимодействий (сильных, электромагнитных и слабых) составляет предмет квантовой теории поля – теории, ещё далёкой от завершения.

Еще П.В.Копнин, определяя элементы логической структуры научного знания, ставил на первое место «входящие в ее систему” основания науки, под которыми понимал «прежде всего те ее теоретические положения, которые выражают общие закономерности предмета данной науки, рассматриваемые в какой-то мере с определенной стороны во всех ее теориях. Эти положения принимаются за основу при логическом построении каждой конкретнонаучной системы и связывают ее с материальной действительностью, причем либо непосредственно, либо через положения, входящие в систему не этой, а другой науки” (Копнищ, 1965).

Эти идеи получили свое дальнейшее развитие в целом ряде исследований философов. П.С.Дышлевый и В.М.Найдыш рассматривают основания науки прежде всего в свете развития научного знания. ”В качестве основания, - считают данные авторы, - выступает такой элемент, который выполняет в данной науке функцию организации развития знания, направляет, регулирует, контролирует и корректирует процесс получения нового знания”. Этим требованиям, по мнению авторов, отвечают ”две внутренне связанные логические структуры - система методологических установок познавательной деятельности и принципы фундаментальной теории” (Дышлевый, Найдыш, 1981, с. 138,140). Методологические установки познавательной деятельности выполняют регулятивные функции и с содержательной стороны являются системой «представлений об общих свойствах объекта познания, процесса исследования этого объекта и о том, каким (по форме) должен быть результат исследования” (там же, с. 135).

Принципы фундаментальной теории в основании науки вытекают из основной концептуальной конструкции, организующей в единое целое научные теории и знание каждой частной науки.

Фундаментальные принципы научной теории имеют свои определенные параметры, как и вся теория в целом, в которой определяющими являются основания научной теории. В каждой теории основания включают некоторое число утверждений об идеализированных объектах своей предметной области, выраженных в фундаментальных понятиях, а также общефилософские и специально-научные утверждения. Последние утверждения специально не доказываются в данной теории, а берутся как интуитивно ясные, истинность и обоснование их производится в других науках.

Теоретические конструкты теории должны обрисовать ее фундаментальные принципы и фундаментальные факты, входящие в теорию из эмпирического базиса или других наук.

Фундаментальные принципы в научной теории - свидетельство того, что найден конкретный способ отражения общего и всеобщего в совокупностях тех или иных фактов, а следовательно, и способ отражения этого общего в объективной действительности. Принципы рождаются на базе обобщения научных фактов, как результат творческого мышления, в котором происходит качественный скачок - от конечного числа фактов к их бесконечному числу и тем самым - к сущности, к закону.

В основания теории включаются и некоторые группы правил, позволяющих фиксировать факты, явления данной системы научного знания, а также правила способов оперирования и преобразования научных фактов в процессе исследования.

Для археологии в целом, ее наиболее общей теории, организующей ее знание в единое целое, в качестве идеализированных объектов выступают развитие социальной жизнедеятельности отдельных обществ прошлого, на базе чего и формируются ее фундаментальные понятия.
Принципы, лежащие в основе образования этих понятий, состоят в том, что материальные остатки жизнедеятельности обществ, находимые в различных археологических памятниках, отображают разнообразие самой прошлой исторической действительности, поэтому исследование этих остатков позволяет реконструировать историю прошлых обществ.
Фундаментальными фактами, кроме социологических понятий, выступают такие, как археологические памятники, археологическая культура, артефакты и т.п.

Далее, в археологии как науке исторического профиля фундаментальным является принцип историзма, рассматривающий любые факты на шкале времени. Среди основных правил теории, позволяющих фиксировать ее факты, отметим правило установления социальной функции любых археологических остатков, т.е. определение их качественной связи с прошлой исторической действительностью, а также правило оперирования фактами на основе типологии, исходными посылками построения которой служат сферы социальной деятельности. К этой же группе относятся правила хронологизации материальных остатков и др. Конечно, изложенный аспект фундаментальной археологической теории и ее принципов дан здесь в самом общем виде, определяющем археологию в целом как науку для всех ее периодов. Развивается и конкретизируется данная теория в прямой зависимости от философско-мировоззрёнческих установок, которых придерживается каждый ученый-археолог.

Основания науки - это тот фактор, который формирует научное знание как целостную систему определенной предметной области, отражающую наше знание какой-то части объективной реальности. Поэтому если научное знание рассматривать с позиций его объективного развития, то определяющим моментом должно быть развитие оснований науки, ибо только формирование качественно новой (или иной) концепции принципов фундаментальной теории в основании науки может привести к появлению (открытию) в научном исследовании качественно нового научного знания. Но поскольку это знание все же одной предметной области, в которой ”не только явления преходящи, подвижны, текучи, отделены. лишь условными гранями, то и сущности вещей также” (Ленин, т. 29, с. 227), то развитие знания об объекте и связано с переходом ”от менее глубокой к более глубокой сущности” (там же, с. 203), которые в конечном итоге и определяются основаниями науки. Переход от одного качественного этапа развития научного знания к другому и есть научная революция, в которой кульминацией является формирование основания качественно нового уровня системы научного знания.

Основная функция методологических принципов заключается в том, чтобы представить в наиболее обобщенном виде специфику исследовательской деятельности данной частно-научной системы, следовательно, показать науку в общем и специфическом, как систему положительного знания, опирающегося на определенный опыт исторического развития процесса познания.

Для того чтобы методологические принципы выполняли регулятивные функции, функции организации и направления научного знания, т.е. определяли познавательную деятельность ученого (Ивлев, 1982, с. 26), они должны содержать познавательные установки, касающиеся составных элементов исследования и результатов познания „(Дышлевый, Найдыш, 1981, с. 135).

Методологические установки познавательной деятельности формируются прежде всего как синтез накопленного наукой знания об объекте науки, поэтому на каждом этапе его развития оно выступает уже в представлениях ученых об общих свойствах, в которых отражается уровень его познания, т.е. наука исследует объект, нарушая не с абсолютного незнания его свойств, а опираясь на накопленные знания. Накопленные предшествующим развитием знания выступают в качестве исходного элемента получения нового знания. В археологии положение осложнялось тем, что она являлась одной из молодых наук XIX в. Можно привести много примеров того, как утверждалось научное знание в археологии, преодолевая неверные, часто курьёзные, представления. Сколько усилий стоило пионерам-археологам доказать, что кремневые наконечники - это не «громовые стрелы” или что прекрасная полихромная живопись Альтамиры создана палеолитическими охотниками! Сегодня мы уже не подвергаем никакому сомнению периодизацию трех веков в европейской археологии или связь палеолитических находок с ранними этапами формирования человека, хотя они отстоят от нашего времени на десятки и сотни тысяч лет! Нет надобности доказывать ныне необходимость стратиграфических и планиграфических наблюдений и фиксации остатков при раскопках поселений. Не вызывают и скептического отношения возможности реконструкции состава стада домашних животных по остаткам костей, собираемых на поселениях. Наконец, археология доказала возможности широких реконструкций разнообразных бытовых особенностей жизни древних людей, а также технологических процессов и т.д. Все это составляет опыт, выработанный археологией в накоплении знаний об историческом прошлом, и именно на основе этого опыта формируется современная система представлений о свойствах объекта познания, причем в соответствии со спецификой археологии как исторической науки речь идет фактически о двух системах - системе источников как остатков доступных непосредственному и чувственно-воспринимаемому исследованию (знание об археологических памятниках) и системе знания об истории древних обществ, которые познаются по этим источникам. Естественно, что с развитием науки возрастает и глубина познания как в области исследования источников, так и истории отдельных обществ прошлого.

Второй элемент системы методологических установок формирует представления о сфере непосредственной исследовательской деятельности, определяет постановку конкретно-научных задач и, главное, указывает конкретные методы их решения. И здесь в каждой частной науке вырабатываются свои специфические методы и свои закономерности развития исследования, вырастающие из знания объекта познания, в которых опыт исследовательской деятельности науки в целом и каждого исследователя в частности играют решающую роль. Приведем лишь один пример. В археологии все современное знание об археологических памятниках есть результат непрерывного совершенствования методов полевых исследований - от простого сбора вещей при перекапывании культурного слоя на памятниках до детальной фиксации всех конструктивных особенностей остатков сооружений и расположения в них вещей - вот тот путь, который прошла практика археологических раскопок за почти два века своего развития. Но аналогичная картина способов фиксации и интерпретации характерна и для всех других областей археологического знания. Весь современный арсенал исследовательских процедур, используемых в археологии, представляет собой совокупный опыт, накопленный наукой, и этим определяет дальнейшие возможности и пути совершенствования методов исследования.

Наконец, в научном исследовании главный элемент - это результат научно-исследовательского поиска. В качестве методологической установки этот принцип должен обрисовать, каким конкретно по форме должен быть результат, т.е. что именно, какое свойство в объекте познания должно быть познано и в какой конкретной форме должен быть изложен результат этого исследования. Причем здесь, пожалуй, главным является указание на то, какова глубина познания свойств и закономерностей развития объекта. Данная целевая установка играет чрезвычайно важную роль в развитии археологического знания. Ставится ли только задача раскопок и описания археологического памятника или необходимо также реконструировать по результатам раскопок изученные объекты, довести реконструкцию до уровня образа жизни, представив себе систему жизнедеятельности древних людей в ее обыденности, или описать остатки, собранные при раскопках как определенные культурные объекты, представить их в сравнении с другими. Или, наконец, будет поставлена задача выяснения закономерности социально-исторического развития населения, оставившего данные памятники в системе того общества, к которому оно принадлежало. Все это результаты различного подхода к постановке познавательных задач исследования, и тем самым - получение конкретных результатов.

Естественно, что в археологии, как и в других науках, а пожалуй, и гораздо больше, имеет значение то, выполняется ли оптимальные (по глубине раскрытия социально-исторической сущности) для данного периода исследования в единичных работах или в массе, что и будет определять предельный уровень развития научного знания в целом. Все это в конечном итоге и выступает в качестве «критерия научности” для каждого периода развития научного знания в археологии.

Методологические установки сами по себе, как любые методологические концепции, могут формулироваться лишь в свете определенных познавательных задач, выдвигаемых наукой в различные периоды своего развития. Естественно, что это должны быть задачи наиболее общего характера, которые бы объединяли и формировали всю данную научную систему, придавая ей специфический, качественно отличный облик в развитии познания своей предметной области. Такие задачи могут быть выдвинуты лишь на базе принципов фундаментальной теоретической концепции, охватывающей все многообразие непосредственных объектов исследования и все богатство конкретно-научного знания о них в единую систему как определённую целостность объективного мира. Подобная роль принципов фундаментальной теории вытекает из положения о примате теоретического знания в формировании научного знания в целом: осмысление эмпирического материала может быть осуществлено лишь на базе теоретического знания.

Проблема фундаментальной теории, как фактора, формирующего археологическое знание, до сих пор в археологии явно не ставилась - как в целом, так и в плане генезиса археологического знания. Не раскрывая пока эту проблему, поскольку ей будет посвящен обстоятельный анализ в дальнейшем, отметим лишь, что, по-видимому, наиболее общий принцип фундаментальной теории археологии состоит в соотнесении ее со знанием исторического типа. Принципы фундаментальной теории находят свое выражение в конечных результатах научного исследования. Поэтому чтобы обрисовать принципы, на которых базировалось познание, необходимо анализировать само научное знание данной науки. Причем в этом знании находят также свое отображение все методологические установки, которые формировались на базе данных принципов фундаментальной теории. Такой анализ в конечном итоге и позволяет выявить качественные этапы в развитии знания одной предметной области науки.

Но главное значение такого анализа, пожалуй, не только в том, что появляется возможность выделить определенные периоды развития научного знания. Эвристическая ценность его больше в том, что он позволяет проследить и четче обрисовать перспективу развития данной частно-научной системы, сформулировать конкретные задачи эффективного совершенствования познавательной деятельности в достижении основной цели - получении нового знания. Поэтому если ставится проблема исследования генезиса научного знания, следовательно, определения специфических особенностей его развития в различные периоды, то необходимо обратиться прежде всего к анализу оснований науки, ибо именно они и определяют как специфику частно-научного знания на каждом историческом этапе его развития, так и те революционные преобразования, которые происходят на рубеже этих этапов. Однако такой анализ и выделение периодов формирования качественно новых уровней специально-научного знания - отнюдь не стихийный процесс для каждой науки. Постановка его обусловлена общим ходом развития всей науки как единой специфической системы деятельности, в которой и вырабатываются на каждом историческом этапе особые представления о форме познания (предметоцентризм, системность, метасистемность), системность ступеней познания (строения, поведения, структуры), научной рефлексии (онтологизма, гносеологизма и методологизма) и т.д., о которых подробно речь шла в первом разделе данной работы. И вполне естественно, это общее состояние научной мысли каждой эпохи нашло свое отражение и в археологической науке, что мы попытаемся показать при периодизации развития археологии.

Главное утверждение этой заметки состоит в том, что ядерная физика, которая вот уже лет 70 оставалась чисто эмпирической теорией, стала мало-помалу выводиться из первых принципов, из динамики кварков и глюонов.

Может показаться не очень понятным, а какая вообще разница -- эмпирическая у нас теория или фундаментальная? Чем одно предпочтительнее другого? Про это я и хотел бы здесь подробно рассказать.

1. Что такое эмпирические законы и что такое фундаментальная теория.

Рассмотрим конкретный пример -- движение планет вокруг Солнца.

Вначале Тихо Браге много лет следил за положением планет, но не пытался найти в них математический закон. Затем Кеплер взял эти записи и выяснил, что планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Кроме того, он заметил, что движение планет по эллипсам не равномерное, а такое, чтоб выполнялись некоторые законы (известные сейчас как законы Кеплера).

Это -- пример описательной, эмпирической теории. У нас есть формула -- т.е. просто обобщение экспериментальных данных, и вроде как природа этой формуле подчиняется, и на основе её можно делать предсказания относительно движения этих планет в будущем. Однако она не вычислена, не выведена ниоткуда, а значит, непонятно, какое свойство природы она описывает. Появляются вопросы, на которые в рамках этой описательной теории не ответишь. Обязаны ли быть только эллипсы, или же возможны другие орбиты, например, в форме восьмерки, а нам просто повезло, что планеты в солнечной системе вращаются именно так? А какого размера могут быть эти эллипсы, есть ли какие-то ограничения на их полуоси, на их вытянутость? А каковы будут орбиты планет, вращающиеся вокруг других звезд -- может всё это зависит от свойства центральной звезды? А как будут вращаться вокруг Солнца очень маленькие тела, размером с кирпич?

В общем, в эмпирических теориях/моделях каждый конкретный случай -- это отдельная сущность, отдельная данность свыше . Нет универсальности, нет понимания, в чём причина таких простых законов. (А они действительно чрезвычайно просты по сравнению теми петляниям и попытным движением, которое мы ВИДИМ с Земли.)

Ньютон построил точную, фундаментальную, глубинную теорию этого движения. Исходя из одного единственного закона -- всемирного тяготения -- он вывел эллипсы, все законы Кеплера, для всех планет и вообще для любых тел. Поставленные выше вопросы сразу же получают ответ.

Итак, в фундаментальные теории данность свыше только одна -- исходные уравнения. Все частные случае отсюда следуют.

2. Еще немного про эмпирические теории.

Примеры разных эмпирических теорий:

Вся средневековая (ал)химия до Лавуазье
-- термодинамика в 19 веке, до развития статистической физики
-- периодический закон Менделеева до создания квантовой физики
-- ранняя теория атомных спектров, основанная на постулатах Бора, до создания квантовой механики
-- множество теорий, описывающих свойства вещества, -- магнетизм, сверхпроводимость, сверхтекучесть, и т.п. -- до их микроскопической формулировки.

3. Теперь вернемся к ядерным силам.

Законы Кеплера -- это еще самая "чистейшая" из эмпирических теорий. В ней нет подгоночных параметров . В большинстве же эмпирических теорий не просто постулируются (на основе экспериментальных наблюдений) какие-то простые законы, но еще в них присутствуют некие численные параметры. Эти параметры просто подбираются так, чтоб данные описывались наилучшим образом. Откуда эти параметры берутся и почему они равны именно этим значениям, в эмпирических теориях не обсуждается.

Ядерная физика, которая есть просто определенная разновидность адронной физики низких энергий, одна из самых "грязных" -- в смысле, одна из самых "запараметризованных" -- из эмпирических теорий.

Экспериментальных данных много, поэтому обобщить их, увидеть в них какие-то простые закономерности нетрудно. Эти закономерности формулируются в виде ядерных нуклон-нуклонных сил плюс еще некоторые простые законы (на них были основаны ранние модели ядра: капельная модель, оболочечная модель). Это всё эмпирические теории. На основе них можно производить расчеты, чем физики-ядерщики уже 70 лет и занимаются. Можно даже предсказывать свойства еще не открытых ядер и т.д. Это всё работает.

Настоящего теоретика это не может удовлетворить именно по той же причине, что и раньше. В таком описании каждая экспериментальная особенность -- это "данность свыше". Профиль нуклон-нуклонных сил, профиль трехнуклонного взаимодействия (оно вовсе не разлагается в простую сумму попарных сил), сложный закон изменения этих сил при повышении температуры в ядре, тенденция образовывать особенно устойчивые островки внутри ядер...

Но это всё были только нуклоны. А ведь в ядро можно поместить и более экзотические частицы, лямбда-гипероны, сигма-гипероны и т.д. и изучать свойства этих гипер-ядер. И опять -- для каждого нового гиперона приходится извлекать из опыта закон парного взаимодействия, как друг с другом, так и с нуклонами, и т.д.

ВСЕ эти вещи в эмпирической теории приходится определять из экспериментальных данных отдельно. Численные параметры в этих моделях -- массы, коэффициенты связи разных частиц друг с другом и т.д. -- тоже не сосчитаешь, а надо подбирать вручную, чтоб кривые наилучшим образом описывали данные.

Это очень досадно, потому что мы-то знаем, что всё это должно сводиться к взаимодействую кварков и глюонов. Более того, физики знают ТО САМОЕ уравнение, из решения которого должно получиться всё вышеперечисленное: и массы, и коэффициенты связи, и профиль потенциала нуклон-нуклонных сил. Беда лишь в том, что это уравнение очень трудно решить .

Это примерно, как если бы у преступника в руках была банковская карточка с миллионом долларов, но он не знал бы пин-кода:) Он бы всеми силами искал способ его узнать, не находил бы себе места. Примерно такое ощущение и у физиков, только они сдерживаются в проявлениях:)

Подведу итог про теории разного уровня.

1. Чисто эмпирические теории. Есть законы, полученные обобщением экспериментальных данных, но откуда они берутся и что подразумевают -- непонятно. Никакой глубокой точной теории нет.

2. Глубинный закон есть, но он слишком сложен, и его решения для изученных в эксперименте ситуаций получить не удается. В этом случае он ничем нам не помогает, и нам всё равно приходится прибегать к эмпирическим моделям.

3. Глубинные уравнения удается решить численно, на компьютере. Тогда законы, построенные в эмпирической теории можно проверять. Если они подтверждаются, то говорят, что этот закон выведен из первых принципов.

4. Глубинная теория допускает аналитическое решение. Есть формулы для всего, что надо.

В заметке Наступает новая эра в теоретической ядерной физике как раз описывается, что ядерная физика постепенно переходит из категории 2 в категорию 3.

Прочитайте текст и выполните задания 21-24.

<...> Наука - это исторически сложившаяся форма человеческой деятельности, направленная на познание и преобразование объективной действительности, такое духовное производство, которое имеет своим результатом целенаправленно отобранные и систематизированные факты, логически выверенные гипотезы, обобщающие теории, фундаментальные и частные законы, а также методы исследования.

Наука - это одновременно и система знаний, и их духовное производство, и практическая деятельность на их основе.

Для всякого научного познания существенно наличие того, что исследуется, и то, как оно исследуется. Ответ на вопрос о том, что исследуется, раскрывает природу предмета науки, а ответ на вопрос о том, как осуществляется исследование, раскрывает метод исследования.

Качественное многообразие действительности и общественной практики определило многоплановый характер человеческого мышления, разные области научного знания. Современная наука - чрезвычайно разветвленная совокупность отдельных научных отраслей. Предметом науки является не только внеположный человеку мир, различные формы и виды движения сущего, но и их отражение в сознании, т.е. сам человек. По своему предмету науки делятся на естественно-технические, изучающие законы природы и способы ее освоения и преобразования, и общественные, изучающие различные общественные явления и законы их развития, а также самого человека как существа социального (гуманитарный цикл). Среди общественных наук особое место занимает комплекс философских дисциплин, изучающих наиболее общие законы развития и природы, и общества, и мышления.

Предмет науки влияет на ее методы, т.е. приемы, способы исследования объекта. Так, в естественных науках одним из главных приемов исследования является эксперимент, а в общественных науках - статистика. Вместе с тем границы между науками в достаточной степени условны. Для современного этапа развития научного познания характерно не только появление смежных по предмету дисциплин (например, биофизика), но и взаимное обогащение научных методологий. Общенаучными логическими приемами являются индукция, дедукция, анализ, синтез, а также системный и вероятностный подходы и многое другое. В каждой науке различаются эмпирический уровень, т.е. накопленный фактический материал - итоги наблюдений и экспериментов, и теоретический уровень, т.е. обобщение эмпирического материала, выраженное в соответствующих теориях, законах и принципах; основанные на фактах научные предположения, гипотезы, нуждающиеся в дальнейшей проверке опытом. Теоретические уровни отдельных наук смыкаются в общетеоретическом, философском объяснении открытых принципов и законов, в формировании мировоззренческих и методологических сторон научного познания в целом <...>

(Спиркин А.Г.)