Современное естествознание и методология научного познания

Одним из эмпирическо-теоретических методов научного познания является также моделирование.

Моделирование - вовсе не новое достижение науки. Великий мыслитель Востока и врач Ибн Сина еще тысячу лет назад использовал глаз быка как модель для лечения глазной болезни катаракты у человека. Однако не смотря на это только в наше время моделирование приобрело важное методологическое и эвристическое значение и превратилось в отдельный предмет естественно-научного и философского исследования. Моделирование - такой способ научного исследования, посредством которого при изучении какого-либо процесса исследование направляется на рассуждение о характере аналогичного, сложного процесса. Примерами моделей могут служить географические и топографические карты, на которых изображены определенные части нашей планеты или весь земной шар; формулы, отражающие химический состав и структуру молекул.

Для выяснения познавательной роли и гносеологического развития моделирования необходимо выяснить другую проблему общего плана - роль посредничества познания в научном исследовании.

Известно, что классическая схема процесса познания содержит два компонента - объект познания и субъект познания.

Процесс, который можно назвать непосредственным познанием, проходит по следующей схеме: объект познания субъект познания. Однако, приобретенный человечеством посредством непосредственного познания знания оказались очень ничтожными и поверхностными. Поэтому по сравнению с непосредственным познанием, содержащим объект познания и субъект познания, непосредственное познание, содержащее третий компонент, с гносеологической точки зрения оказалось более продуктивным. Этот третий компонент процесса познания, который значительно обогатил существующие знания об окружающем мире, являлся всеми природными и искусственными предметами, которые с целью изучения свойств объекта располагались между самим исследователем и объектом исследования (например, телескоп, микроскоп, радиоактивный изотоп и другие).Система предметов, предоставляющих возможность определить более важные признаки объекта познания, которые не смогли обнаружить в процессе непосредственного познания, называется средствами познания. Принимая во внимание все вышесказанное, схематически процесс непосредственного познания можно изобразить так:

<

<

<

Отметим, что использование в одно и тоже время в научном исследовании двух промежуточных средств - прибора и модели не так уж и важно в научном исследовании один их этих кругов обычно не участвует. Однако использование объединенного преимущества обоих средств в процессе познания, значительно, увеличивая научную продуктивность этого процесса, представляет возможность значительно уменьшить не объективность, которой отводится место в оценивании состояния объекта.

Эта краткая гносеологическая характеристика, данная средствам познания, предоставляет возможность перейти непосредственно к анализу метода моделирования.

Основу метода моделирования формирует модель. Под моделью понимаются материальные и идеальные системы, заменяющие объект познания и играющие роль источника дополнительной информации о нем. Главными сторонами, характеризующими модель, являются следующие:

- существует  отношение определенного соответствия  между объектами и оригиналом, моделирующееся с моделью;

- модель, заменяя  объект познания, сама превращается  в непосредственный предмет исследования;

- модель, создавая  возможность для исследования  объекта познания, превращается  в средство, свойственное познанию;

- в процессе  моделирования модель способна  предоставить истинную информацию  об объекте познания;

- модель предоставляет  возможность переписать полученную  в процессе моделирования информацию  непосредственно на моделированный  объект.

В процессе познания модели выполняют 2 главные гносеологические функции: а) модель - источник информации; б) модель - средство фиксации знания.

Основу первой функции модели формирует ее сходство с оригиналом и это ее свойство описывается понятиями аналогия, изоморфизм, гомоморфизм.

В настоящее время различные модели используются в процессе познания, в различных областях научного мышления. В зависимости от использующегося при изготовлении вида материала модели делятся на 2 большие группы: 1) материальные (или физические) модели; 2) идеальные (или воображаемые) модели. В группу материальных моделей входят модели, нашедшие свое воплощение в металле, дереве, стекле, электромагнитном поле и других материальных предметах. Например, глобус - материальная модель Земного шара. Материальные модели предоставляют возможность изучить структуру, характер и сущность исследуемых процессов.

Идеальные модели в свою очередь делятся на 4 основные группы:

1) наглядно-образные  модели (например, атомная модель  Резерфорда, различных видов схемы  и другие); 2) знаковые модели (например, выраженные химическими символами  химические модели - H2O, CH4и другие); 3) математические модели (например, математические программы, математические формулы и уравнения, графики и другие); 4) теоретические модели, (например, система аксиом эвклидовой геометрии и другие).

Модели играют различные роли в научном познании и применяются обычно в случаях затруднения исследования объекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретические методы научного познания.

Среди мысленных процессов, использующихся в научном познании, идеализация занимает особое место. Органически связанная с операцией абстрагирования идеализация является одним из продуктивных способов и основных видов теоретического исследования. В процессе идеализации действительность «упрощается», «обедняется», в рассматриваемой ситуации присущие предмету маловажные или неважные параметры и признаки отбрасываются в сторону и не принимаются во внимание. Этот процесс связан с созданием мысленных объектов, идеализированных теоретических объектов. С целью научного познания широко используются «идеальные» объекты, которые не существуют в реальности или вообще не могут полностью реализоваться. Примерами идеализированных объектов могут служить такие физические понятия, как «абсолютно твердое тело», «абсолютно темное тело», «идеальный газ», «точечный груз», «материальная точка», «источник точечного света», «несжимаемая жидкость», «идеальный раствор», а также математические понятия - «точка», «прямая линия», «плоскость», «угол», «равносторонний треугольник» и другие. Даже если в действительности таких объектов и нет, процесс их мысленного монтирования приобретает существенное познавательное значение. Процесс монтирования подобного рода теоретических объектов называется идеализацией.

Процесс мысленного монтирования идеальных объектов непременно требует операции абстрагирования сознания. Например, создавая идеальный объект «абсолютно твердое тело» мы абстрагируемся (отвлекаемся) от способности деформироваться под воздействием внешних сил, которая присуща реальным предметам. Говоря «абсолютно темное тело», то есть предмет который полностью поглощает энергию падающего на него света, мы абстрагируемся от факта, что все реальные тела в меньшей или большей степени обладают способностью отражать падающие на него лучи света.

Во время идеализации физическим объектам приписываются свойства, несуществующие в природе или которые не могут быть практически реализованы. Например, в физике используются понятие «идеальный газ». «Идеальный газ» - это такой газ, в котором не принимается во внимание взаимное влияние берущих на себя абсолютную эластичность молекул (то есть, от потенциальной энергии) и их реальные размеры. В действительности в природе идеального газа нет, однако, несмотря на это основные законы молекулярно-кинетической теории (закон Авогадро, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона) изучаются только на основе этого понятия.

Из всего сказанного о методе идеализации становится ясным, что в процессе монтирования идеальных объектов мы непременно должны достичь следующих целей: а) реальные объекты должны отказываться от некоторых свойств, присущих им; б) мысленно прибавить этим объектам нереальные, предполагаемые свойства, которые не могут практически реализоваться. Например, возможность приписать жидкости способность сжиматься под воздействием внешнего давления - это, значит, приписать ей в то же время свойства сжиматься. Процесс идеализации состоит только из диалектического единства этих процессов. Созданные на основе идеализации идеальные объекты стали первым подходом к сложным реальным процессам, несмотря на предположение закономерностей этих процессов - это продуктивный шаг на пути отражения.

В теоретических исследованиях метод формирования также играет существенную роль. Первые попытки сформировать знания на основе этого метода были предприняты математикой (использование специальных знаков) и формальной логикой (разъяснение в структуре умственного заключения). Современная ступень развития формирования связана с применением в различных областях знания идей и методов математической логики. Это применение предоставляет возможность изобразить также области знания в форме формальных символов посредством языка символов вместо обычного языка.

Гносеологический механизм расположен между объектом формирования и результатом познания; очищая процесс познания от чужеродных второстепенных элементов, он обеспечивает синтез научного знания и предоставляет возможность наглядно описать результаты научных и эмпирических поисков в случаях затруднения наглядного восприятия объекта.

В современной науке понятие «формирование» используются в двух значениях. В сравнительно узком смысле слова формирование - метод, предоставляющий возможность решить специальные проблемы, с помощью математических и логических теорий. В сравнительно широком смысле слова формирование - метод изучения содержания и структуры различных объектов посредством знаковых формул, «искусственных языков», в том числе посредством языков математики, математической логики, химии, радиотехники и других языков.

Применение метода формирования в научном познании стало диалектическим процессом и в своем развитии он проходит три этапа. Первый этап формирования состоит в отборе первичных сведений на языке, который был бы понятен всем. Независимо от некоторых соображений этот язык не обязательно должен быть «искусственным», он может быть и естественным. Однако этот самый естественный язык должен быть понимаем всеми и должен быть многозначным.

Второй этап формирования - вторичное использование первичных сведений на основе целого ряда точных правил и соответственное изменение их.

Третий этап формирования - сопоставление полученных результатов с реальностью. На этом этапе проверяется продуктивность формирования и осуществляется оценка формирующих его основу соображений.

Изучение процесса формирования показывает, что этот метод в разных науках развивается по-разному. Это в свою очередь подтверждает его проникновение в разных науках на разные глубины. Таким образом, процесс формирования в настоящее время завершился в формальной логике, и идет к завершению в математической логике. Хотя в настоящее время большинство наук частично используют теории формирования, в которых только некоторые понятия отмечены символами (формализмы).

Результаты анализа метода формирования предоставляют возможность следующим способом оценить гносеологическую эвристическую важность этого метода для научного познания:

- метод формирования  обеспечивает общий подход к  решению проблем;

- на основе  формирования специальных символов  и знаков формирование предоставляет  возможность использовать научные  знания сжатой, лаконичной форме;

- придавая отдельным  символам конкретное значение, этот  метод устраняет характерную  для обычного языка многозначность  терминов;

- формирование  предоставляет возможность создавать  знаковые модели объектов, заменить  исследование реальных предметов  и процессов изучением этих  моделей.

Одним из широко распространенных в формировании научного знания теоретических способов исследования является аксиоматический метод. В настоящее время этот метод особенно широко применяется в математике и в науках, где используется математика (например, «Аксиома» - древнегреческое слово, в переводе обозначает «положительная оценка». Под аксиоматическим методом теоретического построения современной науки понимается такое его построение, когда некоторые предположения принимаются бездоказательно, а все другие знания на основе известных логических законов вытекают из этих предположений. Бездоказательно принимаемые предположения называются аксиомами или постулатами, вытекающие из них дедуктивным методом результаты - теоремами и леммами (вспомогательными теоремами)).

Первичная и простая форма аксиоматического метода появилась в VI в до н.э. и классический итог его был дан в книге Эвклида «Основы». Изучение исторического аспекта аксиоматического метода показывает, что эволюция и усовершенствование этого метода проходит в двух главных направлениях: «прежде всего в направлении обобщения самого метода и во-вторых в направлении развития логического техники, используемой в процессе вывода теорем из аксиом».

В связи с развитием науки аксиоматический метод, приобретающий новые стороны и постоянно совершенствующийся проходит в своем развитии три этапа: 1) содержательный аксиоматический метод; 2) формальный аксиоматический метод; 3) сформированный аксиоматический метод.

Аксиоматический метод применяемый в силлогистике Аристотеля и геометрии Эвклида, был первым этапом исторического развития этого метода - содержательный аксиоматический метод. Переход от содержательного аксиоматического метода к формальному аксиоматическому методу произошел в конце XIX - начале ХХ веков. В отличие от содержательной аксиоматики, которая могла применять результаты только к конкретным областям действительности, в формальной аксиоматике формальная теория, созданная путем абстрагирования от области изучения явлений и конкретного содержания понятий, отражающих эту область, отражает не только конкретную область действительности, но и вообще систему возможных объектов.