Мысленный эксперимент и идеализация

Идеализация - это особый вид абстрагирования, представляющий 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. Примером такого вида идеализации может служить широко распространенная в механике идеализация – материальная точка, причем под ней могут подразумевать любое тело, от атома до планеты.

Другим видом идеализации является наделение объекта какими-то свойствами, которые в реальной действительности неосуществимы. Примером такой идеализации является абсолютно черное тело. Такое тело наделяется не существующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя.

Идеализация в отличие от чистого абстрагирования 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.

Мысленный эксперимент - это мысленный подбор тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом, которое заключается в мысленном подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. В этом проявляется определенное сходство мысленного эксперимента с реальным. Более того, всякий реальный эксперимент, прежде чем быть осуществлен на практике, сначала «проигрывается» исследователем мысленно в процессе обдумывания, планирования.

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. Это отличие заключается в следующем:

1). Реальный эксперимент – это метод, связанный с практическим, «орудийным» познанием окружающего мира. В мысленном же эксперименте исследователь оперирует не материальными объектами, а их идеализированными образами и само оперирование производится в его сознании, т.е. чисто умозрительно, без всякого материально-технического обеспечения.

2). В реальном эксперименте приходится считаться с реальными физическими и иными ограничениями поведения объекта исследования. В этом плане мысленный эксперимент имеет явное преимущество перед экспериментом реальным. В мысленном эксперименте можно абстрагироваться от действия нежелательных факторов, проведя его в идеализированном, «чистом» виде.

3). 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.

Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на её основе теоретические построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и явления. Упрощения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскрывающей законы исследуемой области явлений материального мира. Если теория в целом правильно описывает реальные явления, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.

Эксперимент

от лат. проба, опыт) – метод эмпирического познания,характеризующийся вмешательством в течение изучаемых процессов, использование разнообразных приборов. В ходе эксперимента исследователь, воздействуя на предмет в специально разработанных условиях, целенаправленно акцентируя внимание на нужном состоянии, изучая его на качественном и количественном уровнях. Эксперимент позволяет изолировать познаваемый объект от влияния случайных или второстепенных факторов, многократно воспроизводить ход процесса в постоянных условиях. Особенности научного эксперимента: а) позволяет изучать объект в «очищенном» виде (без побочных факторов); б) при нем могут создаваться специальные условия, при которых удается обнаружить неожиданные свойства объектов и тем самым постигнуть их сущность; в) многократная воспроизводимость позволяет получать достоверные результаты; г) изучая процесс, экспериментатор может включать в него все, что считает нужным для получения истинного знания об объекте. Эксперимент всегда включает в себя: 1) определенные допущения о свойствах моделируемых материальных процессов; 2) допущения о характере интересующих исследователя объектов, их свойств и отношений, которые должны в ходе эксперимента или подтвердиться, или опровергнуться, или уничтожиться; 3) приборы, измерительную технику и знания, лежащие в основе принципов их действия. В зависимости от характера поставленных задач научные эксперименты бывают следующих видов: измерительные, поисковые, проверочные, контрольные, исследовательские и др. В зависимости от области проведения эксперименты подразделяются на: фундаментальные, прикладные, промышленные, социальные, в области гуманитарных наук. Любой научный эксперимент – это не чисто материальная деятельность, а материально-когнитивная, опирающаяся на определенную систему знания, удостоверенную в прошлом опыте.

Математическая гипотеза

Важнейшей разновидностью метода гипотезы является метод математической гипотезы, который характерен для наук с высокой степенью математизации. 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. Характеризуя метод математической гипотезы, С. И. Вавилов писал: Положим, что из опыта известно, что изученное явление зависит от ряда переменных и постоянных величин, связанных между собой приближенно некоторым уравнением. Довольно произвольно видоизменяя, обобщая это уравнение, можно получить другие соотношения между переменными. В этом и состоит математическая гипотеза или экстраполяция. Она приводит к выражениям, совпадающим или расходящимся с опытом, и соответственно этому применяется дальше или отбрасывается.

Специалист по методологии науки И. В. Кузнецов попытался выделить различные способы видоизменения исходных уравнений в процессе выдвижения математической гипотезы: 1) изменяется тип, общий вид уравнения; 2) в уравнение подставляются величины другой природы; 3) изменяется и тип уравнения, и вид величины; 4) изменяются предельные граничные условия. Все это дает основание и для типологии метода математической гипотезы.

Сфера применения метода математической гипотезы весьма ограничена. Он применим прежде всего в тех дисциплинах, где накоплен богатый арсенал математических средств в теоретическом исследовании. К таким дисциплинам прежде всего относится современная физика. Метод математической гипотезы был использован при открытии основных законов квантовой механики. Так, Э. Щредингер для описания движения элементарных частиц за основу взял волновое уравнение классической физики, но дал иную интерпретацию его членов. В итоге был создан волновой вариант квантовой механики. В. Гейзенберг и М.Борн пошли в решении этой задачи другим путем. Они взяли за исходный пункт в выдвижении математической гипотезы канонические уравнения Гамильтона из классической механики, сохранив их математическую форму или тип уравнения, но ввели в эти уравнения новый тип величин - матрицы. В результате возник матричный вариант квантово-механической теории.

Метод гипотезы демонстрирует творческий характер научного исследования в процессе открытия новых законов, принципов и создания теорий.

Правила метода гипотезы не предопределяют однозначно результатов исследования и не гарантируют истинности полученного знания. Именно творческая интуиция, творческий выбор из многообразия возможных путей решения проблемы приводит ученого к новой теории. Теория не вычисляется логически и не открывается, она создается творческим гением ученого и на ней всегда лежит печать личности ученого, как она лежит на любом продукте духовно-практической деятельности человека.