Философия Науки. Хрестоматия - Авторов Коллектив

В математических науках после создания Декартом и Ферма аналитической геометрии, на основе которой укрепилась идея о согласованности между собой различных частей математики, понятие модели было использовано для развития этой идеи. При этом моделью становится принятым обозначать теорию, которая обладает структурным подобием по отношению к другой теории. Две такие теории называются изоморфными, а одна из них выступает как модель другой, и наоборот (1, с. 6-7). <...>

С другой стороны, в науках о природе (астрономия, механика, физика, химия, биология) термин «модель» стал применяться в другом смысле, не для обозначения теории, а для обозначения того, к чему данная теория относится или может относиться, того, что она описывает. И здесь со словом «модель» связаны два близких друг к другу, хотя и несколько различающихся значения. Во-первых, под моделью в широком смысле понимают мысленно или практически созданную структуру, воспроизводящую ту или иную часть действительности в упрощенной (схематизированной или идеализированной) и наглядной форме <...> Подобные модели представляют собой существенный момент всякой исторически преходящей научной картины мира, и вопрос может заключаться в том, насколько научно обоснованы эти модели, каковы их функции, назначение, цель. Однако всегда модель в этом смысле выступает как некоторая идеализация, упрощение действительности, хотя самый характер и степень упрощения действительности, вносимые моделью, могут со временем меняться. При этом модель как составной элемент научной картины мира содержит и элемент фантазии, будучи продуктом творческого воображения, причем этот элемент фантазии в той или иной степени всегда должен быть ограничен фактами, наблюдениями, измерениями. В этом смысле говорили о моделях Г. Герц, М. Планк, Н.А. Умов и другие физики.

В несколько ином, более узком смысле термин «модель» применяют тогда, когда хотят изобразить некоторую область явлений с помощью другой, более хорошо изученной, легче понимаемой, более привычной, когда, другими словами, хотят непонятное свести к понятному. Так, физики XVIII в. пытались изобразить оптические и электрические явления посредством механических, рассматривая, например, свет как колебания «Эфирной материи» (Х. Гюйгенс) или поток корпускул (И. Ньютон) или же сравнивая электрический ток с течением жидкости по трубкам, движение молекул в газе с движением биллиардных шаров, строение атома со строением Солнечной системы («планетарная модель атома») и т.п.

Такое понятие модели сливается с понятием о физической аналогии как отношении сходства систем, состоящих из элементов разной физической природы, но обладающих одинаковой структурой. Часто такие модели называются моделями-аналогами или просто аналогами независимо от того, являются ли они воображаемыми или реальными.

Легко заметить, что во всех только что описанных случаях под моделью имеется в виду нечто глубоко отличное от теории. Если под теорией в данной связи понимается совокупность утверждений об общих законах данной предметной области, связанная воедино логически так, что из исходных посылок выводятся определенные следствия, то под моделью здесь имеют в виду либо а) конкретный образ изучаемого объекта (атом, молекула, газ, электрический ток, галактика и т.п ), в котором отображаются реальные или предполагаемые свойства, строение и другие особенности этих объектов, либо б) какой-то другой объект, реально существующий наряду с изучаемым (или воображаемый) и сходный с ним в отношении некоторых определенных свойств или структурных особенностей. Но как бы ни отличались эти два смысла, общим у них является то, что здесь модель означает некоторую конечную систему, некоторый единичный объект независимо от того, существует ли он реально или же является только в воображении. В этом смысле модель не теория, а то, что описывается данной теорий — своеобразный предмет данной теории (1, с. 6-9). <...>

Исходя из сказанного выше, мы принимаем для дальнейшего следующее исходное определение модели. Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте (1, с. 19). <...>

В модельном объяснении дедукция играет подчиненную роль, а главную роль играют аналогия и построение модели. В теоретическом же объяснении с его дедуктивной схемой модель отсутствует и единственным логическим орудием объяснения является дедукция. <...>

В результате такого сопоставления становится ясным, что, в то время как теоретическое объяснение, использующее дедуктивную схему, представляет собой строгое, достоверное и прямое объяснение, модельное объяснение основано на применении метода аналогии и является объяснением неоднозначным (возможным), гипотетическим и косвенным. Оно является неоднозначным, так как не исключает других возможных объяснений, основанных на других аналогиях. Оно представляет собой гипотетическое объяснение, так как в модели 1, на которую оно опирается, воплощена используемая при этом основная гипотеза. Оно является косвенным в том смысле, что модель 2 является посредником, с помощью которого законы, причины, условия, структуры и прочие содержания объясняющих посылок переносятся с соответствующими модификациями на изоморфную модели область, к которой принадлежит объясняемое явление. Благодаря этому создается возможность для объяснения эксплананда использовать теорию (вернее, ее определенную часть), характеризующую (отражающую) закономерности, причинные связи, структуры, функции, ситуации или объекты, служащие в качестве модели-аналога. Таково, например, объяснение дифракции электронов при помощи волновой модели, взятой из области световых явлений, и некоторых положений волновой теории света.

Благодаря этому в модельном объяснении может быть, в отличие от дедуктивной схемы, выражен любой из вышеперечисленных типов объяснения, так как создаваемая или выбираемая модель может выражать причинные связи, законы, структуры и структурно-функциональные зависимости, функции и динамику (историю), сходные с соответствующими характеристиками объясняемого явления.

Таким образом, принцип модельного объяснения основан на том, что теория, содержащая причинное, закономерное, структурное и другие объяснения одной области фактов посредством модели, применяется к другой области фактов, которые требуется объяснить. Это становится возможным благодаря тому, что модель выступает как член отношения, которое является либо физическим подобием, либо аналогией и во втором случае — гомоморфизмом или изоморфизмом. Данное отношение устанавливается между структурой хорошо известной области явлений (эта структура может быть изображена в виде модели как ее упрощенного образа), для которой существует теория, благодаря чему процессы в этой области нам понятны, и моделью области, нуждающейся в объяснении. Как правило, такое отношение есть отношение аналогии, так как целью моделирования на основе физического подобия является не столько объяснение, сколько исследование параметров натурного объекта. В силу особенностей физического подобия модель и объект считаются одинаково понятными с точки зрения их внутренней сущности, их механизмов. Модель-аналог может быть реализована и подвергнута экспериментальному исследованию, хотя это не является необходимым элементом объяснительной функции модели. Но безусловно необходимы теоретическое обоснование права на такую аналогию и строгое выполнение правил соотнесения модели как к структуре исходного явления или предметной области, так и к явлениям, фактам той области, которую необходимо изучить. В этом случае та область, с которой мы хорошо знакомы, т.е. для которой существует хорошо разработанная и подтвержденная на практике теория, может быть использована для построения мысленной модели нового, непонятного в каком-то отношении процесса. В силу же того, что отношения соответствия между моделью 2 и предметом объяснения сформулированы явным образом, теория той области, из которой взята модель 2, переносится на изучаемую область и последняя объясняется с помощью законов, действующих в первой области. Следует еще раз подчеркнуть, что такое расширение теории может быть осуществлено только в границах, допускаемых данным модельным отношением, и необходима постоянная бдительность, предохраняющая исследование от отождествления модели с объектом изучения по всем элементам, функциям, структуре, связям.

Объяснительная функция выполняется, разумеется, не только моделями-аналогами, но и теми образными или знаковыми моделями, которые отображают объект более непосредственно. Такие модели 1 создаются для того, чтобы более адекватно отобразить подлежащие объяснению особенности и свойства объекта. Поэтому в этих моделях на первый план выступают и фиксируются черты сходства («позитивная аналогия») модели с объектом, а черты различия («негативная аналогия») элиминируются посредством абстракции различной степени.