Идеализация и мысленный эксперимент

Мыслительная деятельность исследователя в процессе науч­ного познания включает в себя особый вид абстрагирования, который называют идеализацией. Идеализация представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучае­мый объект в соответствии с целями исследований.

В результате таких изменений могут быть, например, ис­ключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, призна­ки объектов. Так, широко распространенная в механике идеа­лизация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров.

Изменения объекта, достигаемые в процессе идеализации, могут производиться также и путем наделения его какими-то особыми свойствами, в реальной действительности неосуществи­мыми. Примером может служить введенная путем идеализа­ции в физику абстракция, известная под названием абсолютно черного тела (такое тело наделяется несуществующим в приро­де свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя).

Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:

Во-первых, идеализация целесообразна, когда подле­жащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического анализа, а по отношению к идеализированному случаю можно, приложив эти средства, построить и развить теорию, в определенных условиях и целях эффективную для описания свойств и поведения реальных объектов.

Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, свя­зи исследуемого объекта, без которых он существовать не мо­жет, но которые затемняют существо протекающих в нем про­цессов. Сложный объект представляется как бы в «очищенном» виде (идеальный газ), что облегчает его изучение.

В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.

Будучи разновидностью абстрагирования, идеализация до­пускает элемент чувственной наглядности (обычный процесс абстрагирования ведет к образованию мысленных абстракций, не обладающих никакой наглядностью). Эта особенность идеа­лизации очень важна для реализации такого специфического метода теоретического познания, каковым является мысленный эксперимент (его также называют умственным, субъективным, воображаемым, идеализированным).

Часто мысленный эксперимент выступает в роли предварительного идеального плана реально­го эксперимента. Вместе с тем мысленный эксперимент играет и самостоятель­ную роль в науке. При этом, сохраняя сходство с реальным эк­спериментом, он в то же время существенно отличается от него.

В научном познании могут быть случаи, когда при исследо­вании некоторых явлений, ситуаций, проведение реальных экс­периментов оказывается вообще невозможным. Этот пробел в познании может восполнить только мысленный эксперимент.

Примером могут служить мысленные эксперименты Галилея, приведшие к открытию закона инерции. «...Закон инерции, — писали А. Эйнштейн и Л. Инфельд, — нельзя вывести непосредственно из эксперимента, его можно вывести умозри­тельно — мышлением, связанным с наблюдением. Этот экспери­мент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он ведет к глубокому пониманию действительных экспериментов»[32].

Формализация

Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических поло­жений и оперировать вместо этого некоторым множеством сим­волов (знаков).

Этот прием заключается в построении абстрактно-математи­ческих моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности.

Примером формализации являются широко исполь­зуемые в науке математические описания различных объектов, явлений, основывающиеся на соответствующих содержательных теориях. При этом используемая математическая символика не только помогает закрепить уже имеющиеся знания об исследу­емых объектах, явлениях, но и выступает своего рода инстру­ментом в процессе дальнейшего их познания.

Для построения любой формальной системы необходимо: а) задание алфавита, т. е. определенного набора знаков; б) задание правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены «слова», «формулы»; в) задание правил, по кото­рым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам (так называемые правила вывода).

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного искусственного языка. Важным достоинством этой системы является возможность проведения в ее рамках исследо­вания какого-либо объекта чисто формальным путем (оперирова­ние знаками) без непосредственного обращения к этому объекту.

Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и четкости записи научной информации, что откры­вает большие возможности для оперирования ею. Например, решение задачи межотраслевого баланса в матричной алгебре выглядит чрезвычайно компактно: .

Разумеется, формализованные искусственные языки не об­ладают гибкостью и богатством языка естественного. Зато в них отсутствует многозначность терминов (полисемия), свойствен­ная естественным языкам. Они характеризуются точно постро­енным синтаксисом (устанавливающим правила связи между знаками безотносительно их содержания) и однозначной семан­тикой (семантические правила формализованного языка впол­не однозначно определяют соотнесенность знаковой системы с определенной предметной областью). Таким образом, формали­зованный язык обладает свойством моносемичности.

Возможность представить те или иные теоретические положе­ния науки в виде формализованной знаковой системы имеет боль­шое значение для познания. Но при этом следует иметь в виду, что формализация той или иной теории возможна только при уче­те ее содержательной стороны.

Язык современной науки существенно отличается от есте­ственного человеческого языка. Он содержит много специаль­ных терминов, выражений, в нем широко используются сред­ства формализации, среди которых центральное место при­надлежит математической формализации. Исходя из потреб­ностей науки, создаются различные искусственные языки, пред­назначенные для решения тех или иных задач. Все множество созданных и создаваемых искусственных формализованных языков входит в язык науки, образуя мощное средство научно­го познания.

Аксиоматический метод

При аксиоматическом построении теоретического знания сна­чала задается набор исходных положений, принимаемых без дока­зательства (по крайней мере, в рамках данной системы знания). Эти положения называются аксиомами, или постулатами. Затем из них по определенным правилам вывода строится система вытекающих из аксиом предложений (теорем). Совокупность исходных аксиом и выведенных на их основе теорем образует аксиоматически построенную тео­рию.

Аксиоматические теории обладают свойством условной доказательности: если аксиомы верны, то и теоремы также верны.

Чтобы задать аксио­матической систему, требуется некоторый язык. В этой связи широко используют символы (значки), а не громоз­дкие словесные выражения. Замена разговорного языка логи­ческими и математическими символами называется формали­зацией. Если формализация имеет место, то аксиоматическая система является формальной, а положения системы приобре­тают характер формул. Получаемые в результате вывода форму­лы называются теоремами, а используемые при этом аргумен­ты — доказательствами теорем. Такова структура аксио­матического метода.

Метод гипотезы

В методологии термин «гипотеза» используется в двух смыслах: как форма существования знания, характеризующаяся проблематичностью, недостоверностью, нуждаемостью в доказательстве, и как метод формирования и обоснования объяс­нительных предложений, ведущий к установлению законов, принци­пов, теорий. Гипотеза в первом смысле слова включается в метод гипотезы, но может употребляться и вне связи с ней.

Представление о методе гипотезы дает ознакомление с его структурой.

Первой стадией метода гипотезы является ознаком­ление с эмпирическим материалом, подлежащим теоретическому объ­яснению. Первоначально этому материалу стараются дать объяснение с помощью уже существующих в науке законов и теорий.

Если объяснение в рамках известных законов отсутствуют, ученый переходит ко второй стадии — выдвижению до­гадки или предположения о причинах и закономерностях рассматриваемых явлений. Вполне допустимо, что на этой стадии выдвигается несколько объяснительных предположений, несовместимых друг с другом.

Третья стадия есть стадия оценки серьезности предположения и отбора из множества догадок наиболее вероятной. Гипотеза проверяется прежде всего на логическую непротиворечивость, особенно если она имеет сложную форму и разворачивается в систему предположений. Далее гипотеза проверяется на совместимость с фундаментальными принципами данной науки.

На четвертой стадии происходит разворачивание выдвинутого пред­положения и дедуктивное выведение из него эмпирически проверяемых следствий. На этой стадии возможна частичная переработка гипотезы, введение в нее с помощью мысленных экспериментов уточняющих деталей.

На пятой стадии проводится экспериментальная проверка выведен­ных из гипотезы следствий.

Гипотеза или получает эмпирическое под­тверждение, или опровергается в результате экспериментальной проверки. Однако эмпирическое подтверждение следствий из гипотезы не гарантирует ее истинности. А вот опровержение хотя бы одного из следствий свидетельствует однозначно о ее ложности в целом.

Статус объясняющего закона, принципа или теории получает лучшая по результатам проверки из предложенных гипотез. От такой гипотезы, как правило, требуется максимальная объяснительная и предсказательная сила.

Важнейшей разновидностью метода гипотезы является метод ма­тематической гипотезы, который характерен для наук с высокой сте­пенью математизации. Описанный выше метод гипотезы является методом содержательной гипотезы. В его рамках сначала формулиру­ются содержательные предположения о законах, а потом они получают соответствующее математическое выражение. В методе математической гипотезы мышление идет другим путем. Сначала для объяснения количественных зависимостей подбирается из смежных областей науки подходящее уравнение, что часто предполагает и его видоизменение, а затем этому уравнению пытаются дать содержательное истолкование.

Сфера применения метода математической гипотезы весьма огра­ничена. Он применим прежде всего в тех дисциплинах, где накоплен богатый арсенал математических средств в теоретическом исследова­нии.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: