Антимоделистская позиция Брэйтвэйта — еще одно подтверждение того, что стремление освободиться от модельного объяснения порождено желанием «освободить» теорию от всякого отношения к внешнему миру с его причинными связями, объективными закономерностями, структурными особенностями и т. п. Антимоделизм, контекстуализм суть синонимы идеализма и агностицизма в теории объяснения.
Критика концепции интерпретации и объяснения Карнапа, Брэйтвэйта и др., предпринятая философами, хотя и отдавшими дань некоторым позитивистским предрассудкам, но не согласными с конвенционалистской, субъективистской трактовкой научного объяснения, примечательна в том отношении, что она объективно и независимо от личных философских симпатий того или иного автора укрепляет материалистический взгляд на процедуру и сущность объяснения и место в этой процедуре моделей.
Так, выступая по существу против конвенционалистского агностического и утилитарного подхода к науке, С. Тоулмин требует от науки, чтобы она не только предсказывала, пользуясь формальным аппаратом, но объясняла явления природы и давала бы такую теорию, которая помогала бы понять эти явления.50 Моделям принадлежит важная роль именно как средствам такого объяснения, т. е. неформального подхода к таким сущностям, которые, как например атомы, электроны и т. п., непосредственно не даны в наблюдении. В противоположность Брэйтвэйту, объявившему такие сущности фикциями, он, ссылаясь на Планка и Эйнштейна, указывает, что качественные различия (в логическом отношении и в свойствах) между такими объектами, как столы, стулья и автобусы, и такими, как электроны, гены, поля
49Там же.
50См.: S. Т о u I m i n. Foresight and understanding. Indiana Univ. Press, 1961, p. 30 ff.
И разности потенциалов, ке являются основанием считать последние фикциями.
«Физики имеют право настаивать на том, •— говорит Тоул-мин, — что к их моделям нельзя относиться с пренебрежением или рассматривать их как-либо иначе в качестве теоретических фикций, ибо для рассмотрения всех их в качестве фикций нужно предположить, что нет надежды развернуть любую из них очень далеко и считать, что рискованно слишком далеко следовать в направлении вопросов, которые они ставят перед нами».51 Напротив, именно в постановке новых вопросов о том, что скрывается за явлениями, и в ответе на эти вопросы — значение модели. «Так, модель света как движущейся субстанции, является хорошей моделью не только потому, что она снабжает нас легко понятной интерпретацией чертежей геометрической оптики, — хотя это — sine qua non, — но и потому, что она выводит нас за пределы голой картины чего-то движущегося неопределенного, неважно чего, и заставляет нас размышлять о частицах света или световых волнах как о вещах, которые движутся или распространяются; эти размышления принесли свои плоды».52
Возражая тем, кто из факта неизбежных различий между моделью и объясняемым объектом делает агностические выводы, Тоулмин остроумно замечает, что «нельзя употреблять модель ящика, наполненного быстро движущимися биллиардными шарами, для объяснения поведения ящика, наполненного быстро движущимися шарами: модель может употребляться для объяснения вещей, которые в действительности отличны от нее».53 Однако наличие в определенном отношении сходства между моделями, которые со.здают физики, химики, астрономы, и соответствующими объектами изучения (свет, атомы, планетные системы) дает возможность объяснить и понять определенные черты действительности.
Попытку разработать некоторую теорию модельного объяснения, следуя взглядам Тоулмина, сделал Р. Арре в упомянутой выше книге «Введение в логику науки».54 Называя взгляд Брэйтвэйта формалистическим и по существу осуждая его,55 он выступает как сторонник «неформального взгляда» Тоулмина. Модель является объяснением и облегчает понимание потому,
51S. Т о u I m i п. The Philosophy of science. London, 1953, p. 38.
52Там же.
53Там же, стр. 165.
54См.: R. Н а г г ё, ук. соч., стр. 82 и ел.
5о Арре справедливо замечает, что решение рассматривать математический формализм, который является описанием модели, как саму модель является «отказом от надежды использовать модель как руководящее начало в познании конечной реальности (ultimate reality) ... ибо только путаницей является утверждение Джинса, что основа мира — математика. Мир есть мир, и только наши модели могут быть математическими» (там же, стр. 94—95).
что, будучи аналогом (или, по его терминологии, параморфом — умозрительным или же реальным), она позволяет перенести принципы, закономерности одной группы явлений на другую и, таким образом, раскрыть тонкую структуру искомой области и понять последнюю. Большое значение Арре отводит правилам как построения модели, так и перехода от модели к природе, к изучаемому объекту. Рассматривая различные способы использования модели для объяснения явлений — развертывание (deployment) модели, состоящее в уточнении некоторых ее структурных особенностей, и развитие (development), включающее сочетание разных моделей, дополняющих друг друга (например, волновая и корпускулярная модели в оптике), Арре подчеркивает, что эти способы не являются произвольными, а отвечают фактам и данным эксперимента, «что нет ничего произвольного в построении модели, описание которой выступает как объяснение».56
Работа Арре, несмотря на ее отдельные уступки позитивизму, представляет собой несомненную ценность для развития материалистической теории научного объяснения.
Против формалистических концепций понимания и объяснения выступил и один из видных американских философов В. Селларс. Эти концепции, по его словам, дают «в высшей степени искусственную и нереалистическую картину того, что ученые действительно сделали в процессе создания теории».57 По его мнению, гипотетико-дедуктивный метод построения научного объяснения затемняет тот «наиболее важный факт, что процесс придумывания „теоретического" объяснения наблюдаемых явлений в современной науке не выскакивает из головы в готовом виде»,58 а является сложным процессом, включающим индукцию, данные опыта. В этой связи Селларс стремится подчеркнуть тот момент, «что фундаментальные допущения теории обычно развиваются не путем построения неинтерпретированного исчисления, которое могло бы соотноситься желаемым образом с наблюдаемыми фактами, а скорее путем построения модели, т. е. путем описания области известных нам объектов, ведущих себя известным нам образом, так, что мы можем видеть, как возникают явления, которые должны быть объяснены, если они состоят из вещей подобного рода».59
Необходимость моделей для интерпретации теории и в процессе объяснения признает и Е. Хаттен, однако у него модель, как мы отмечали выше, является лишь формой перехода от ста-
55 Там же, стр. 99.
57W. S е 11 а г s. Empirism and philosophy of mind. In: Minnesota stu dies in philosophy of science. Minneapolis, 1956, p. 312.
58Там же, стр. 313.
59Там же.
пой понятной теории к новой, еще непонятной,60 а не способом объяснения фактической реальности.
К критике формалистического взгляда на теорию в последних своих работах о моделях присоединилась и М. Хесс. Критикуя формалистическую концепцию последователей Дюгема, отвергающих необходимость обращения к каким бы то ни было моделям при построении теории, Хесс особое внимание в этой связи уделяет анализу таких функций модели, как интерпретация, объяснение и предсказание. Утверждениям формалистов о том, что в теории частично интерпретироваться могут лишь выводимые из нее следствия, совпадающие с описаниями наблюдений, но не теоретические суждения и термины, Хесс противопоставляет свою концепцию полной интерпретации посредством моделей-аналогов. При их помощи получается не частичная и косвенная, а полная и прямая интерпретация теоретических терминов и вместе с тем дается «решение так называемой проблемы значения теоретических терминов».61
В качестве примера такой интерпретации она приводит интерпретацию математической теории колебаний. Предметной областью, к которой относится теория, являются свет, оптические явления, описываемые в суждениях наблюдения, а в качестве модели (моделиг) выступают звуковые колебания, т. е. продольные колебания частиц воздушной среды. В этом случае оказывается возможным интерпретировать такие теоретические термины, как /, а, х, входящие в уравнение математической теории у = a sin 2nfx соответственно как «частота», «амплитуда» (высота волны) и «расстояние, на которое сместился фронт волны». При этом модель в виде звуковых колебаний воздушной среды помогает перекинуть мост от этих понятий к таким явлениям и свойствам света, как яркость, цвет и т. п. Процедура такой интерпретации разъясняется следующим образом: «Посмотрим сначала, как можно интерпретировать параметр а теории, который уже сопоставлен в моей модели с амплитудой волны. Я полагаю, что модельг сразу же делает разумным предположение, что „величина" волн соответствует „величине" света, а в случае света „величина" означает яркость. Так же как большее возмущение волны означает более громкий звук, так и большее возмущение волны означает более яркий свет, хотя это не может быть исследовано непосредственно, так как мы не можем „сделать большее волновое возмущение" движением тела, как мы делаем в случае звука».62
60См.: Е. Н. Hut ten. The language of modern physics. London, 1956, p. 84.
61M. В. Н e s s e. Models and analogies in science, p. 24. м Там же, стр. 34. -
г
Если параметр а интерпретируется как «амплитуда колебаний» и яркость света на основании аналогии со звуком
громкость
свойства звука
яркость
свойства света
то подобным же образом интерпретируется / как «частота» и соответственно «цвет» на основании аналогии
высота тона свойства звука
цвет
свойства света
В целом процедура интерпретации теории и теоретических терминов в модели, а посредством модели и в самой действительности резюмируется Хесс в следующей схеме:
Теория (содержащая
a, f и т. п. в качестве теоретических терминов)
Интерпретация в звуковой модели2
Интерпретация в наблюдаемых явлениях света
Громкость <-
Высота .тона <-
—> Яркость —> Цвет
Суждения наблюдения в геометрической оптике
С5'ждения наблюдения
над звуковыми
явлениями
Суждения наблюдения над световыми явлениями, разложение на цвета и т. д.
Здесь большая вертикальная стрелка обозначает направление дедукции, двусторонние стрелки — наблюдаемые отношения аналогии, малые вертикальные стрелки — описание наблюдаемых явлений.
Эта схема показывает, что посредством моделей (точнее, некоторой иерархии моделей, так как теория звука тоже интерпретируется посредством волновой модели, взятой из области волн на поверхности воды, и т. д.) можно содержательно интерпретировать не только следствия, выводимые из теории, но и ее исходные понятия и утверждения, которые относятся к непосредственно наблюдаемым явлениям и вместе с тем раскрывают их сущность, т. е. не фиксируют отдельные факты и явления, а описывают общие связи и закономерные отношения, существующие в этих явлениях.
Этот краткий обзор дискуссии о природе объяснения показывает, что преодоление формалистических концепций, связанных с конвенционализмом, агностицизмом и вообще с идеалистическим отрывом теории от объективной реальности, идет по пути признания весьма существенной роли моделей как средств ин-
рщретации теории, перебрасывающих мост от нее к реальным объектам в действительности, и как орудия объяснения наблюдаемых явлений, данных и фактов, полученных экспериментально.
Ценность дискуссии о модельной интерпретации состояла в том, что сторонники модельного объяснения показали значение моделей не только в аксиоматическом (гипотетико-дедуктив-ном) методе, но и в процессе построения теории, исходящем из изучения фактов, результатов экспериментов над физической реальностью.
Сказанное выше можно резюмировать следующим образом.7 Модель является средством интерпретации теории и средством интерпретации и объяснения явлений действительности (в том числе наблюдаемых фактов, экспериментальных данных). Интерпретация теории путем указания на ту предметную область, где выполняются положения теории, и интерпретация явлений путем построения модели суть противоположные, но вместе с тем связанные друг с другом направления процесса познания. Модель представляет собой один из моментов познавательного процесса, в которых обнаруживается связь указанных противоположных направлений. Она является узловым пунктом, в котором последние, так сказать, пересекаются или встречаются друг с другом благодаря тому, что она представляет собой некоторую идеализированную структуру, в которой выполняется теория, сохраняющая черты сходства с действительностью, и вместе с тем гомоморфную действительности, но связанную определенным образом с теорией.
В одном из этих направлений — идущем от действительности и наблюдаемых фактов к теории — модель является составной частью рождающейся из экспериментов гипотезы, дает интерпретацию наблюдаемых фактов и явлений, позволяет объяснить их при помощи имеющихся теоретических положений, разработанных применительно к той области, откуда берется модель. В другом из этих направлений — идущем от формальных теорий к их объективному содержанию — построение модели служит содержательной интерпретацией теории, что дает возможность благодаря переходу с одного уровня интерпретации на другой указать в конце концов на ту предметную область теории, которая является уже областью реального мира.
Раскрытие этой роли модели как узлового пункта двух противоположных направлений познавательного процесса позволяет осветить еще одну сторону диалектики познания.
Глава 7
МОДЕЛЬ И МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
И
х± следование познавательной роли научных моделей различного рода выявляет среди многочисленных функций, выполняемых ими в процессе познания, и такую функцию, которая принадлежит только мысленным моделям — служить орудием мысленного эксперимента. Анализ этой функции мысленных моделей наталкивается на дополнительную трудность, состоящую в неизученности с гносеологической точки зрения той формы познавательной деятельности, которая в научной литературе именуется умственным или мысленным экспериментом (Gedanken-experiment.
Иногда пользуются терминами: идеализированный, или воображаемый, эксперимент, выделяя тот или иной аспект подобного рода «экспериментов»). Невнимание некоторых наших философов к проблеме мысленного эксперимента, по-видимому, было результатом существовавшего кое у кого явного или скрытого предубеждения против этого метода, как приема, используемого, по мнению некоторых авторов, буржуазными учеными «для самых разнообразных идеалистических концептуалистических спекуляций в науке».1
Между тем история науки дает множество примеров успешного применения мысленных экспериментов, основанных на построении моделей и оперировании с ними в процессе формирования теоретических идей. Нам представляется поэтому важным и необходимым проанализировать вышеуказанную функцию мысленных моделей и начать наш анализ с выяснения природы мысленного эксперимента и его гносеологического статуса.
1 П. Е. С и в о к о н ь. О происхождении и философском значении естественнонаучного эксперимента. Изд. МГУ, 1962, стр. 92.
Природа мысленного эксперимента
В философской и психологической литературе нет единообразного понимания ни сущности, ни познавательного значения мысленного эксперимента. Нет полной ясности и определенности в самом понятии мысленного эксперимента. Психологи склонны отождествить мысленный эксперимент с так называемым наглядным мышлением, которое является своеобразным синтезом абстрактного логического мышления с представлениями о какой-либо наглядной ситуации. Так, например, утверждается, что мысленный эксперимент — это «проверка предположений „в уме", мысленное представление того, что будет происходить в разных условиях с тем или иным явлением. Такой эксперимент используется в разных видах деятельности»,2 например в техническом конструировании или в шахматной игре.
Подобное понимание мысленного эксперимента не может нас удовлетворить, во-первых, потому, что оно слишком широко и не охватывает его специфики в отличие от других форм так называемого «наглядного» мышления, и, во-вторых, потому, что в нем больше обращается внимание на его психологическую сторону как явления сознания (что, конечно, естественно для психологического подхода), чем на логическую сторону и его гносеологическую сущность как метода познания. Этой же особенностью отличается и определение мысленного эксперимента А. П. Черновым как особого вида мысленных действий, заключающегося в том, что человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие «экспериментальные ситуации, в которых, как в обычном опыте, должны проявляться наиболее важные или почему-либо интересные особенности данного предмета или явления».3 Хотя в работе А. П. Чернова дается более глубокий анализ мысленного эксперимента и делается заслуживающая внимания попытка проникнуть в его структуру, однако и здесь дело ограничивается традиционной для психологов трактовкой мысленного эксперимента как своеобразного «мышления образами» (в частности, пространственными). Разумеется, умственный эксперимент характеризуется отмеченными чертами, но они не выражают полностью его специфику как метода познания, как своеобразного приема теоретического мышления.
Если психологи обращают внимание в основном на психологические аспекты мысленного эксперимента, то в трудах философов, логиков, математиков отмечаются его методологические особенности, но не всегда удачно. Так, например, О. Зих видит особен-
2 А. А. Смирнов, А. И. Леонтьев, С. Л. Рубинштейн, Б. М. Т е п л о в. Психология. М., 1962, стр. 173.
3 А. П. Чернов. К вопросу об умственном экспериментировании. Ъ'ч. зап., Горьковск. пед. инст. иностр. языков, 1961, вып. 17, стр. 123.
14 в. А. Штофф
Глава 7
МОДЕЛЬ И МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
¥l следование познавательной роли научных моделей различного рода выявляет среди многочисленных функций, выполняемых ими в процессе познания, и такую функцию, которая принадлежит только мысленным моделям — служить орудием мысленного эксперимента. Анализ этой функции мысленных моделей наталкивается на дополнительную трудность, состоящую в неизученности с гносеологической точки зрения той формы познавательной деятельности, которая в научной литературе именуется умственным или мысленным экспериментом (Gedanken-experiment.
Иногда пользуются терминами: идеализированный, или воображаемый, эксперимент, выделяя тот или иной аспект подобного рода «экспериментов»). Невнимание некоторых наших философов к проблеме мысленного эксперимента, по-видимому, было результатом существовавшего кое у кого явного или скрытого предубеждения против этого метода, как приема, используемого, по мнению некоторых авторов, буржуазными учеными «для самых разнообразных идеалистических концептуалистических спекуляций в науке».1
Между тем история науки дает множество примеров успешного применения мысленных экспериментов, основанных на построении моделей и оперировании с ними в процессе формирования теоретических идей. Нам представляется поэтому важным и необходимым проанализировать вышеуказанную функцию мысленных моделей и начать наш анализ с выяснения природы мысленного эксперимента и его гносеологического статуса.
1 П. Е. С и в о к о н ь. О происхождении и философском значении естественнонаучного эксперимента. Изд. МГУ, 1962, стр. 92.
Природа мысленного эксперимента
В философской и психологической литературе нет единообразного понимания ни сущности, ни познавательного значения мысленного эксперимента. Нет полной ясности и определенности в самом понятии мысленного эксперимента. Психологи склонны отождествить мысленный эксперимент с так называемым наглядным мышлением, которое является своеобразным синтезом абстрактного логического мышления с представлениями о какой-либо наглядной ситуации. Так, например, утверждается, что мысленный эксперимент — это «проверка предположений „в уме", мысленное представление того, что будет происходить в разных условиях с тем или иным явлением. Такой эксперимент используется в разных видах деятельности»,2 например в техническом конструировании или в шахматной игре.
Подобное понимание мысленного эксперимента не может нас удовлетворить, во-первых, потому, что оно слишком широко и не охватывает его специфики в отличие от других форм так называемого «наглядного» мышления, и, во-вторых, потому, что в нем больше обращается внимание на его психологическую сторону как явления сознания (что, конечно, естественно для психологического подхода), чем на логическую сторону и его гносеологическую сущность как метода познания. Этой же особенностью отличается и определение мысленного эксперимента А. П. Черновым как особого вида мысленных действий, заключающегося в том, что человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие «экспериментальные ситуации, в которых, как в обычном опыте, должны проявляться наиболее важные или почему-либо интересные особенности данного предмета или явления».3 Хотя в работе А. П. Чернова дается более глубокий анализ мысленного эксперимента и делается заслуживающая внимания попытка проникнуть в его структуру, однако и здесь дело ограничивается традиционной для психологов трактовкой мысленного эксперимента как своеобразного «мышления образами» (в частности, пространственными). Разумеется, умственный эксперимент характеризуется отмеченными чертами, но они не выражают полностью его специфику как метода познания, как своеобразного приема теоретического мышления.
Если психологи обращают внимание в основном на психологические аспекты мысленного эксперимента, то в трудах философов, логиков, математиков отмечаются его методологические особенности, но не всегда удачно. Так, например, О. Зих видит особен-
2А. А. Смирнов, А. И. Леонтьев, С. Л. Рубинштейн, В. М. Т е п л о в. Психология. М., 1962, стр. 173.
3А. П. Чернов. К вопросу об умственном экспериментировании. Уч. зап., Горьковск. пед. инст. иностр. языков, 1961, вып. 17, стр. 123.
14 В. А. Штофф 209
ность мысленного эксперимента в том, что естествоиспытатель может продумать его, прежде чем приступит к его исполнению.4 Д. П. Горский называет мысленным экспериментом метод, позволяющий прибегнуть к отвлечениям, в результате которых создается идеализированный объект (абстракция идеализации).5 А В. Н. Молодший определяет идеализированный эксперимент как «оперирование математическими знаками», позволяющее в чистом виде описать «то, что реализовано или может быть (приближенно или точно) реализовано в действительности».6
Подобные определения также являются односторонними, и хотя они отражают те или иные особенности мысленного эксперимента, но рассматриваться как его определения не могут в силу указанной односторонности. Действительно, определение О. Зиха не годится потому, что продумывание эксперимента перед его осуществлением — это обычная процедура, характеризующая проведение всякого эксперимента в отличие от случайного наблюдения, и ни в коей мере не выражает специфики мысленного эксперимента. Сведение же мысленного эксперимента к методу построения идеализированного объекта сужает это понятие, исключая из него процессы оперирования с подобными объектами, а также всякие элементы наглядности. Определение В. Н. Молодшего настолько широко, что оно может быть применено к любым мысленным операциям, ничего общего не имеющим с мысленным экспериментом.
Несмотря на недостаточность приведенных выше определений, все они верно схватывают одну особенность мысленного эксперимента, а именно, что он является одной из форм теоретической, вернее, мысленной или умственной деятельности познающего субъекта. Однако в чем состоит подлинная специфика этой формы умственной деятельности и на каком основании ее можно называть экспериментом, эти определения не выясняют.
По-видимому, это основание заключается не только в том, что мысленный эксперимент есть проявление творческой активности познающего субъекта в отличие от его до некоторой степени пассивной роли в процессе простого наблюдения или созерцания (ибо активны и процесс логического мышления, построение теории и т. д.). Основание для того, чтобы считать этот вид умственной деятельности экспериментом, заключается в том, что структура мысленного эксперимента есть как бы воспроизведение «в уме», в воображении структуры эксперимента реального.
4 См.: О. 3 и х. Логические и методологические аспекты эксперимента. Сб. «Мировоззренческие и методологические проблемы научной абстрак ции», ИЛ, М., 1960, стр. 329—360.
5 См.: Д. П. Горский. Вопросы абстракции и образование понятий. М., 1961, стр. 34.
6 В. Н. Молодший. Очерки по вопросам обоснования математики. М., 1948, стр. 100.
Имеется, следовательно, известная аналогия между реальным и мысленным экспериментами; как и всякая аналогия, она предполагает не только сходство структур, но и различия между ними в ДРУГОМ отношении.
А. К. Бенджамин в своей работе о логической структуре науки совершенно справедливо указывает на наличие этой аналогии, хотя он в качестве представителя «критического позитивизма» и не выясняет гносеологических различий между этими двумя типами эксперимента. «Мы не только можем создавать образы более или менее произвольно, мы их можем также видоизменять и затем выяснять, какие изменения могут вытекать в качестве результата тех или других особенностей. Мы можем осуществлять воображаемый эксперимент, вводя превращения в образы и затем отмечая, какое дальнейшее содержание может получить образ с точки зрения этих изменений. Эта процедура во многом аналогична физическому эксперименту; образы поддаются манипуляциям так же, как и физические объекты».7
Образы, о которых говорит Бенджамин, это не просто чувственные образы-представления, выделяемые психологами, и не отвлеченные понятия, которыми оперирует понятийное мышление, — это мысленные модели. Построение мысленной модели является необходимой, но не единственной операцией, входящей в структуру мысленного эксперимента.
Говоря о том, что построение модели является частью мысленного эксперимента, мы тем самым продолжаем аналогию с экспериментом реальным. Последний ведь начинается в своей практической стадии с построения определенной экспериментальной установки и подготовки объекта, а модельный эксперимент — с построения вещественной, материальной модели. Нечто подобное имеется и в мысленном эксперименте, когда создается идеализированная модель, с той только разницей, что этот процесс, как и весь «эксперимент» в целом, есть процесс мысленный.
Включение мысленной операции построения идеализированной модели объекта, над которой затем производится воображаемое экспериментирование, не является просто данью поверхностной аналогии, а определяется тем обстоятельством, что такая модель должна замещать объект, отражая его особенности, существенные для экспериментирования. Поэтому важно всегда отдавать себе отчет, по каким правилам построена модель, в какой форме в ней реализуется отражение, какие стороны объекта в ней отражены.