Методология научного познания - [47]
Идеализация чаще всего связана с мысленным экспериментом, когда ученый теоретически осуществляет некоторые операции, которые нельзя проделать эмпирически ни в каком реальном опыте. О том, какое значение мысленный эксперимент играет в формировании теорий, свидетельствует история становления классической механики. Повседневный опыт показывает, что тело будет двигаться тем быстрее, чем сильнее воздействие на него. Отсюда можно заключить, что движущееся тело сразу же остановится, как только перестанет действовать на него сила. Этот вывод, сделанный Аристотелем, в течение двух с половиной тысячелетий считался непреложной истиной. Чтобы опровергнуть его, Галилей обратился к такому мысленному эксперименту. Допустим, что сила, заставлявшая его двигаться, вдруг перестала действовать. После этого тело пройдет еще некоторое расстояние, причем оно будет тем больше, чем меньше на него будут воздействовать силы трения, сопротивления воздуха и т. п. Если теперь мысленно представить, что все эти силы перестанут действовать, тогда тело будет двигаться с постоянной скоростью равномерно и прямолинейно. Следовательно, скорость тела сама по себе не показывает, действуют ли на него внешние силы. Об этом можно судить лишь по ускорению или замедлению его движения. «Открытие, сделанное Галилеем, и применение им метода научного рассуждения, — пишут Эйнштейн и Инфельд, — было одним из самых важных достижений в истории человеческой мысли, и это отмечает действительное начало физики»[58].
Дальнейший шаг в построении теории связан с поиском исходных посылок, из которых чисто логически могут быть выведены все другие утверждения теории. Обычно утверждения в виде фактов или эмпирических законов бывают известны до построения теории. Выявить факты и сделать на их основе простейшие обобщения сравнительно нетрудно. Сложнее открыть эмпирические законы, установление которых в развитых науках связано с измерениями и часто предполагает обращение к простейшим абстракциям и идеализациям.
Напомним, что известные из школьного курса физики законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака относятся не к реальным, а идеальным газам. Кроме того, они выражают регулярные связи, между определенными наблюдаемыми их свойствами, а именно, объемом и давлением в первом случае, объемом и температурой — во втором.
Чтобы сделать дальнейший шаг на трудном пути создания теории, необходимо прежде всего установить логическую связь между этими эмпирическими законами. Это было осуществлено с помощью известного уравнения Менделеева-Клапейрона, описывающего параметры состояния идеального газа. Это уравнение можно рассматривать как предпосылку простейшей эмпирической теории, из которой логически выводятся законы Бойля-Мариотта и Шарля Гей-Люссака.
Попытка дальнейшего обобщения этого эмпирического закона наталкивается, однако, на непреодолимые трудности, поскольку требует обращения к ненаблюдаемым объектам и теоретическим понятиям. Как известно, такие понятия и принципы были введены с построением атомно-молекулярной теории вещества, с помощью которой удалось раскрыть внутренний механизм протекающих при этом процессов и тем самым объяснить все известные эмпирические законы.
Приведенный пример является типичным для точного естествознания: по такой схеме были построены теории астрономии, механики, оптики, электромагнетизма, химии и т. д. В таких опытных и фактуальных науках, как психология, социология, политология, география, археология и им подобных, главная трудность состоит в наличии большого числа изолированных от друга эмпирических обобщений и отсутствии надежных эвристических принципов, с помощью которых можно было бы установить логическую связь между ними.
В ходе формирования теории ученым часто приходится обращаться к эвристическим (от греч. heurisko — ищу) приемам и методам, под которыми подразумеваются все те способы поискового мышления, которые не могут быть точно описаны аналитическими средствами. Их главное назначение состоит в том, чтобы способствовать поиску истины, достижению цели или решению проблемы, когда для этого не существует общепризнанных методов и приемов.
Лучше всего особенности эвристики можно проиллюстрировать на примере искусственного интеллекта, где есть немало задач, которые могут быть решены путем перебора всех вариантов и выбора из них оптимального. Но даже если число таких вариантов конечно, оно может быть настолько большим, что справиться с этой задачей будет трудно и быстродействующему компьютеру. Для того чтобы существенно уменьшить число «слепых» переборов наудачу, необходимо найти такой прием, который исключил бы заведомо неправдоподобные варианты. Другим примером может служить эвристическое программирование, которое широко применяется для решения задач, не допускающих точного алгоритмического описания. В более широком смысле к эвристическим методам могут быть отнесены все способы и приемы исследования, опирающиеся на наблюдения, аналогии, мысленные образы и модели, которые облегчают поиск истины, но, конечно, не доказывают ее.
Такие методы и приемы поиска начали использоваться еще в античной науке. Наиболее эффективно их применял Архимед, который назвал их эвристическими, чтобы отличить от доказательных рассуждений. С помощью изобретенного им метода исчерпывания, ему удалось найти объемы многих геометрических тел. Однако придерживаясь традиций греческой математической строгости, Архимед не относил свои результаты к доказательствам. «Факт, к которому мы пришли, — подчеркивал он, — в действительности изложенным рассуждением не доказан, но это рассуждение дало своего рода указание, что вывод верен»
