Наглядная (воображаемая) модель является средством соотнесения логического знания с объектом. В современной физике значительно увеличилась доля математических средств, особенно при исследовании квантово-механических явлений. Поскольку объект предстает здесь в форме математических уравнений и возможности его наблюдения сильно ограничены, порождается тенденция к отрицанию объективной реальности микроявлений. Наглядная модель и выступает как заместитель реального объекта, и служит средством сопоставления математических формул с объективной действительностью.
Наглядные (воображаемые) модели служат фактором развития теории. Моделируя область каких-то новых явлений, наблюдаемых нами, мы как бы “перекидываем мостик” от существующей теории к новой, то есть воображение функционирует как средство переноса знания из одной области на другую.
Следует отметить, что наглядные модели элементарных частиц являются моделями, в которых присутствует элемент символичности. Ни волновые, ни корпускулярные свойства элементарных частиц не подобны таковым у макротел. Поэтому в качестве строительного материала при создании моделей использовали условные элементы. Наиболее удобными здесь оказались корпускулярные характеристики, которые и принимаются при построении моделей атомов и элементарных частиц. Модель такого вида является символом. Поскольку символ выступает формой организации воображения, его многозначность делает воображение незаменимым компонентом творчества, представляя свободу ассоциации, поисковому “разбросу”, развертыванию смысловой перспективы и так далее. Но по мере отбора идей и гипотез функция воображения отступает. Поскольку отбор продуктов воображения происходит по принципу адекватности их объективной реальности, эти выделенные образы теряют свой модельно условно-символический характер.
Воображаемые модели и идеализация
Существует группа воображаемых моделей, выступающих результатом отвлечения от целого тех частей предмета, которые вызывают интерес в практической и познавательной деятельности. Это модели, создаваемые в процессе формирования абстрактных и идеальных объектов. Процесс абстрагирования при построении моделей, называемый идеализацией, состоит в мысленном конструировании объектов (из наглядных элементов), не существующих в действительности, но имеющих свой прообраз в объективной реальности (идеальный газ, абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело и так далее). Процесс построения идеализированных объектов складывается из мысленного выделения какого-либо условия существования или свойства изучаемого объекта и из изменения и постепенного сведения к минимуму или максимуму действия данного условия или свойства. Будучи разновидностью моделей, такие построения отличаются от других моделей тем, что они не возможны в действительности в той форме, которая предусматривает выполнение условий идеализации.
Доведение до конца процесса идеализации не означает завершение познания, а лишь закрепление результата идеализации в виде определенной модели, подлежащей дальнейшему исследованию, экспериментальной проверке и так далее. Воображаемая модель выступает здесь в качестве важного средства движения познания от конкретной действительности к ее абстрактному отражению и от абстракции к более конкретному, всестороннему знанию, воспроизведению действительности в сознании человека.
Воображаемые модели как форма научного познания
Особенность воображаемой модели как формы научного познания - в сочетании двух взаимосвязанных функций: изображения и обозначения, символизации, что позволяет ей быть своеобразным носителем обобщенного содержания мысли. Это возможно потому, что наглядное содержание способно служить средством выражения отвлеченной мысли. Использование модели в процессе познания заключается в том, чтобы вскрыть ее внутренний смысл, который можно перенести на объект исследования. Подобно тому как знаковая форма языка важна не сама по себе, а в качестве носителя определенной информации, так и чувственно-наглядные элементы модели имеют значение, прежде всего как носители информации, обобщенного знания, выходящего за рамки наглядных характеристик самого образа.
По своей внутренней структуре воображаемая модель является системой знаний, в которой чувственно-наглядные компоненты играют роль элементов, а рационально-логические - роль программы, определяющей порядок связи и синтеза этих элементов. Наполняя чувственный образ определенным смыслом и значением, которые соответствуют экспериментально установленным фактам и измерениям, исследователь вносит в него некоторое количество добавочной информации, которая затем экстраполируется на предмет исследования.
Помимо эвристической роли, которую успешно выполняют многие удачно подобранные или сконструированные мысленные модели, они удовлетворяют еще и внутренней психологической потребности человека в том, чтобы наглядная картина объекта познания постоянно находилась пред его мысленным взором. Наглядные модели расширяют и обогащают отвлеченную мысль, придавая ей силу конкретности, связывая ее с эмпирическим фундаментом знаний. Воображаемая модель - важная форма научно-исследовательского творческого мышления и эффективное средство получения новых знаний о мире. Вместе с другими формами мышления она обеспечивает наиболее адекватное отражение действительности.
3. Воображение и мысленный эксперимент
История развития науки свидетельствует о блестящих результатах применения мысленного эксперимента, а современные тенденции развития знания превращают его в одну из важнейших процедур познания. Мысленных эксперимент использовали Галилей и Ньютон, к нему постоянно обращались А.Эйнштейн, Н.Бор, Г.Гейзенберг. Однако отсутствует единая терминология мысленного эксперимента. Его называют умственным идеализированным, воображаемым, теоретическим.
Мысленный эксперимент и творческое воображение
Мысленный эксперимент - это познавательная деятельность, где важное место занимает научное воображение. Д.П.Горский называет мысленным экспериментом метод, “позволяющий прибегнуть к отвлечениям, в результате которых создается идеализированный объект (абстракция, идеализация)”. [5] Мысленный эксперимент определяется здесь как одна из форм умственной деятельности познающего субъекта. С другой стороны мысленный (воображаемый) эксперимент характеризуется как умственный процесс, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий его структуру. Это вид теоретического рассуждения, реализующий одну из основных присущих человеку функций - поиск новых знаний. Мысленный эксперимент является такой формой умственной деятельности человека, которая имеет широкое распространение в науке как эвристическое средство исследования.
Эксперимент, осуществляемый практически, есть вид материальной деятельности, имеющий своей целью исследование объекта, проверку полученных знаний и так далее. Всякий материальный эксперимент предполагает выбор определенного объекта исследования и определенного способа воздействия на него. Воздействие осуществляется в строго воспроизводимых условиях, что обеспечивает воспроизводимость результата эксперимента.
Мысленный эксперимент, в свою очередь, развивается из материального эксперимента. На каких-то этапах развития эксперимента субъект не отделяет осмысление его течения от объективного хода экспериментального процесса. Позднее появляется способность проделывать эксперимент как бы про себя, в уме, не воздействуя материально на сам ход эксперимента. Характерной особенностью сознательной человеческой жизнедеятельности является то, что прежде чем производить непосредственно, субъект мысленно решает различные практические и теоретические задачи, совершает сложные и разнообразные мысленные операции, предвосхищающие непосредственное действие.
Особенность мысленного эксперимента связана с тем, что это есть вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Это означает, что между мысленным и материальным экспериментом имеется определенная аналогия. Такая аналогия - существенная черта умственного 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 манипулирования так же, как и физические объекты”. [19] “Человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие “экспериментальные” ситуации, - пишет А.П.Чернов, - в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почему-либо интересные особенности данного объекта”. [12] Исследователь мысленно вводит изучаемый объект во все новые и новые взаимодействия, ставит его в разнообразные условия, постоянно учитывая возникающие причинно-следственные отношения, пространственно-временные и другие изменения, которые должны при этом совершаться в объекте, и соотнося их с первоначальными условиями и связями. Изучаемое явление многократно повторяется в различном составе и порядке. При этом в нем обнаруживаются новые, ранее неизвестные свойства и стороны.