Методы и формы научного познания

       С прогрессом науки продвигается вперед и измерительная техника. Наряду с совершенствованием существующих измерительных приборов, работающих на основе традиционных утвердившихся  принципов (замена материалов, из которых  сделаны. детали прибора, внесение в  его конструкцию отдельных изменений  и т. д.), происходит переход на принципиально  новые, конструкции измерительных  устройств, обусловленные новыми теоретическими предпосылками.

       В последнем случае создаются приборы, в которых находят реализацию новые научные. достижения. Так, например, развитие квантовой физики существенно  повысило возможности измерений  с высокой степенью точности. Использование  эффекта Мессбауэра позволяет создать  прибор с разрешающей способностью порядка 10-13 % измеряемой величины.

       Хорошо  развитое измерительное приборостроение, разнообразие методов и высокие  характеристики средств измерения  способствуют прогрессу в научных  исследованиях. В свою очередь, решение  научных проблем, как уже отмечалось выше, часто открывает новые пути совершенствования самих измерений. 
 
 
 

       4.4 Общенаучные методы теоретического познания

       4.4.1 Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному

       Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных, чувственно воспринимаемых предметов и явлений, их внешних  признаков, свойств, связей. Только в  результате изучения чувственно-конкретного  человек приходит к каким-то обобщенным представлениям, понятиям, к тем  или иным теоретическим положениям, т. е. научным абстракциям. Получение  этих абстракций связано со сложной  абстрагирующей деятельностью мышления.

       В процессе абстрагирования происходит отход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов (со всеми их свойствами, сторонами и т. д.) к воспроизводимым  в мышлении абстрактным представлениям о них. При этом чувственно-конкретное восприятие как бы «...испаряется до степени абстрактного определения»[32]. Абстрагирование, таким образом, заключается  в мысленном отвлечении от каких-то — менее существенных — свойств, сторон, признаков изучаемого объекта  с одновременным выделением, формированием  одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков этого  объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией (или используют термин «абстрактное»  — в отличие от конкретного).

       В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции. Абстракция отождествления представляет собой  понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества  предметов (при этом отвлекаются  от целого ряда индивидуальных свойств, признаков данных предметов) и объединения  их в особую группу. Примером может  служить группировка всего множества  растений и животных, обитающих на нашей планете, в особые виды, роды, отряды и т. д.

       Изолирующая абстракции получается путем выделения  некоторых свойств, отношений, неразрывно связанных с предметами материального  мира, в самостоятельные сущности («устойчивость», «растворимость», «электропроводность» и т. д.). Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно- конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность. При этом исследователь вначале находит главную связь (отношение) изучаемого объекта, а затем, шаг за шагом прослеживая, как она видоизменяется в различных условиях, открывает новые связи, устанавливает их взаимодействия и таким путем отображает во всей полноте сущность изучаемого объекта.

       Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных представлений об изучаемых  явлениях к формированию определенных абстрактных, теоретических конструкций, отражающих сущность этих явлений, лежит  в основе развития любой науки.

       Поскольку конкретное (т. е. реальные объекты, процессы материального мира) есть совокупность множества свойств, сторон, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать во всем его  многообразии, оставаясь на этапе  чувственного познания, ограничиваясь  им. Поэтому и возникает потребность  в теоретическом осмыслении конкретного, т. е. восхождении от чувственно-конкретного  к абстрактному.

       Но  формирование научных абстракций, общих  теоретических положений не является конечной целью познания, а представляет собой только средство более глубокого, разностороннего познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного вновь к конкретному. Получаемое на этом этапе исследования знание о конкретном будет качественно  иным по сравнению с тем, которое  имелось на этапе чувственного познания. Другими словами, конкретное в начале процесса познания (чувственно-конкретное, являющееся его исходным моментом) и конкретное, постигаемое в конце  познавательного процесса (его называют логически-конкретным, подчеркивая  роль абстрактного мышления в его  постижении), коренным образом отличаются друг от друга.

       Логически-конкретное есть теоретически воспроизведенное в  мышлении исследователя конкретное во всем богатстве его содержания.

       Оно содержит в себе уже не только чувственно воспринимаемое, но и нечто скрытое, недоступное чувственному восприятию, нечто существенное, закономерное, постигнутое лишь с помощью теоретического мышления, с помощью определенных абстракций.

       Метод восхождения от абстрактного к конкретному  применяется при построении различных  научных теорий и может использоваться как в общественных, так и в  естественных науках. Например, в теории газов, выделив основные законы идеального газа — уравнения Клапейрона, закон Авогадро и т. д., исследователь идет к конкретным взаимодействиям и свойствам реальных газов, характеризуя их существенные стороны и свойства.

       По  мере углубления в конкретное вводятся все новые абстракции, которые  выступают в качестве более глубокого  отображения сущности объекта. Так, в процессе развития теории газов  было выяснено, что законы идеального газа характеризуют поведение реальных газов только при небольших давлениях. Это было вызвано тем, что абстракция идеального газа пренебрегает силами притяжения молекул. Учет этих сил привел к формулировке закона Ван-дер-Ваальса. По сравнению с законом Клапейрона этот закон выразил сущность поведения  газов более конкретно и глубоко. 

       4.4.2 Идеализация. 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. Такой абстрактный  объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения, самых  разнообразных материальных объектов от атомов и молекул и до планет Солнечной системы.

       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 тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся  средств теоретического, в частности  математического, 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  этих реальных объектов. Последнее, в  сущности, и удостоверяет плодотворность идеализации, отличает ее от бесплодной фантазии»[33].

       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, 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. При  этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень  большую роль.

       Следует отметить, что характер идеализации  может быть весьма различным, если существуют разные теоретические подходы к  изучению какого- то явления. В качестве примера можно указать на три  разных понятия «идеального газа», сформировавшихся под влиянием различных теоретико- физических представлений: Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Однако полученные при этом все три варианта идеализации оказались плодотворными при изучении газовых состояний различной природы: идеальный газ Максвелла-Больцмана стал основой исследований обычных молекулярных разреженных газов, находящихся при достаточно высоких температурах; идеальный газ Бозе-Эйнштейна был применен для изучения фотонного газа, а идеальный газ Ферми-Дирака помог решить ряд проблем электронного газа.

       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). 

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

       Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы современного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей. История развития физики богата фактами использования  мысленных экспериментов. 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»[34].

       Мысленный эксперимент может иметь большую  эвристическую ценность, помогая  интерпретировать новое знание, полученное чисто математическим путем. Это  подтверждается многими примерами  из истории науки.

       Метод идеализации, оказывающийся весьма плодотворным во многих случаях, имеет  в то же время определенные ограничения. Кроме того, любая идеализация  ограничена конкретной областью явлений  и служит для решения только определенных проблем. Это, хорошо видно хотя бы на примере вышеуказанной идеализации «абсолютно черное тело».