Эмпирический закон

Эмпирический закон

Закон - внутренняя и необходимая, всеобщая и существенная связь предметов и явлений объективной действительности; прочное, остающееся, повторяющееся, идентичное в явлении; одновременно закон - это одна из ступеней познания человеком единства и взаимосвязи явлений. Эмпирические законы - это законы, имеющие своим источником опыт, основанный на непосредственных наблюдениях.

Термин «наблюдаемое» употребляется для любых явлений, которые могут восприниматься непосредственно, поэтому можно сказать, что эмпирические законы являются законами о наблюдаемых явлениях. Иногда такие законы называют эмпирическими обобщениями, так как они получаются путем обобщения результатов, обнаруживаемых посредством наблюдений и измерений. К наблюдаемым объектам относят не только те предметы и их свойства, которые воспринимаются непосредственно с помощью органов чувств, но и опосредованно - с помощью различных приборов и инструментов. Так, звезды, наблюдаемые в телескоп, или клетки, которые изучаются с помощью микроскопа, считаются наблюдаемыми, в то время как молекулы, атомы и элементарные частицы относят к объектам ненаблюдаемым, поскольку об их существовании заключают по косвенным свидетельствам.

Понятия или термины, встречающиеся в эмпирических законах, характеризуют такие свойства и отношения, которые могут быть установлены на стадии эмпирического исследования. Такие исследования предполагают не только систематические наблюдения, но и измерения, и специально поставленные эксперименты. Исследователь многократно наблюдает определенную повторяемость, регулярность в природе, устанавливает зависимость между некоторыми свойствами предметов и явлений, ставит эксперименты и проводит измерения и таким путем приходит к открытию эмпирического закона. Подобным образом были открыты, напр., известные из физики законы Бойля - Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, которые устанавливают зависимость между давлением, объемом и температурой газов. Во всех этих законах речь идет о действительно наблюдаемых и измеряемых свойствах газов. Самое же главное состоит в том, что все эти законы устанавливают лишь функциональную связь между свойствами, но не объясняют, почему она существует. Так, закон Бойля -Мариотта определяет, что давление газа обратно пропорционально его объему, но не объясняет природу этой зависимости.

Примерами эмпирических законов могут служить закон Гука (устанавливает линейную зависимость между упругой деформацией твердого тела и приложенным механическим напряжением), закон валентности (в большинстве случаев атомы объединяются в химические соединения согласно их валентности, определяемой положением в периодической таблице элементов), некоторые частные законы наследственности (напр., сибирские коты с голубыми глазами обычно от рождения глухи). Сюда относятся не только простые качественные законы (такие, как «все вороны - черные»), но также количественные законы, возникающие из простых измерений. Например, законы, связывающие давление, объем и температуру газов; закон Ома, связывающий разность электрических потенциалов, сопротивление и силу тока, и др.

Исследователь наблюдает события в природе, подмечает определенную регулярность в их протекании, описывает эту регулярность с помощью индуктивного обобщения. Так, в результате наблюдения установлено, что железный брусок расширяется, когда он нагревается. После того как эксперимент повторяется многократно и всегда с тем же самым результатом, эта регулярность обобщается с помощью утверждения, что этот брусок расширяется, когда он нагревается. На основе этого устанавливается эмпирический закон. Затем проводятся испытания с другими железными предметами и впоследствии обнаруживается, что каждый раз, когда железный предмет нагревается, он расширяется. Это позволяет сформулировать более общий закон, а именно, все железные тела расширяются, когда они нагреваются. Подобным же образом устанавливаются еще более общие законы: «Все металлы...», затем: «Все твердые тела...». Все они являются простыми обобщениями, причем каждый последующий имеет более общий характер, чем предыдущий, но все представляют эмпирические законы, потому что в каждом случае объекты являются наблюдаемыми (железо, медь, металл, твердые тела), и в каждом случае увеличение температуры и длины измеряется простой процедурой.

Открытие и формулировка законов составляет важнейшую цель научного исследования: именно с помощью законов выражаются существенные связи и отношения предметов и явлений объективного мира. Все предметы и явления реального мира находятся в вечном процессе изменения и движения. Там, где на поверхности эти изменения кажутся случайными, не связанными друг с другом, наука вскрывает глубокие, внутренние связи, в которых отражаются устойчивые, повторяющиеся, инвариантные отношения между явлениями. Опираясь на законы, наука получает возможность не только объяснять существующие факты и события, но и предсказывать новые. Эмпирические законы используются не только для объяснения наблюдаемых фактов, но и для предсказания будущих наблюдаемых событий.

Без предсказаний немыслима сознательная, целенаправленная практическая деятельность. Путь к закону лежит через гипотезу. Действительно, чтобы установить существенные связи между явлениями, мало одних наблюдений и экспериментов. С их помощью мы можем обнаружить лишь зависимости между эмпирически наблюдаемыми свойствами и характеристиками явлений. Таким путем могут быть открыты только эмпирические законы.

Правильно понять роль и значение эмпирического закона можно лишь в рамках определенной научной теории или системы, где ясно видна логическая связь между различными законами. Открытые законы ученые стремятся включить в некоторую систему теоретического знания, связать его с другими, известными уже законами. Это заставляет исследователя постоянно анализировать законы в контексте более широкой теоретической системы.

Эмпирические законы, примером которых является закон Боде - Тициуса, часто являются предшественниками научных открытий. Так, в к. XIX в. немецкие физики Луммер и Принсгейм, изучив опытным путем излучение абсолютно черного тела, получили несколько экспериментальных зависимостей. Физик-теоретик Макс Планк подобрал для полученных данных подходящую формулу, а для обоснования этой формулы ввел понятие кванта излучения. Таким образом, эмпирический закон привел к рождению новой науки - квантовой механики. К эмпирическим законам относятся и законы Кеплера. Они явились предшественниками открытого Ньютоном фундаментального закона всемирного тяготения.

Эмпирические законы отличаются от теоретических тем, что первые изучают объекты наблюдаемые, вторые - ненаблюдаемые. Фактически при более глубоком анализе оказывается, что отличие эмпирических законов от теоретических имеет объективное основание, состоящее в степени проникновения в сущность исследуемых процессов. Поэтому соотношение между теоретическими и эмпирическими законами можно рассматривать как выражение отношения между сущностью и явлением. Теоретические законы проявляются через эмпирические, с их помощью они получают свое подтверждение и эмпирическое обоснование. В свою очередь, эмпирические законы могут быть объяснены и поняты только на основе теоретических.

Так же как отдельные, единичные факты должны занять свое место в упорядоченной схеме, когда они обобщаются в эмпирический закон, так и единичные и обособленные эмпирические законы приспосабливаются к упорядоченной схеме теоретического закона.

О. Н. Дьячкова

Источник: Общие проблемы философии науки: Словарь для аспирантов и соискателей / сост. и общ. ред. Н. В. Бряник ; отв. ред. О. Н. Дьячкова. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2007. – С. 295-297 (318 с.)