Философия Науки. Хрестоматия - Авторов Коллектив

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.

Поэтому, например, атомная модель Бора — это уже не планетная система (аналог), а система электрически заряженных индивидуумов, в которой вокруг положительно заряженного ядра вращаются отрицательно заряженные электроны, к тому же «прыгающие» с орбиты на орбиту при энергетических изменениях атома. Знаковая модель молекулы или кристалла — это не упорядоченная совокупность конкретных физических шаров (аналог), а система знаков, предназначенная отобразить порядок химической связи и расположение атомов в пространстве. Но в этой форме моделирования также осуществляется объяснение. Так, например, структурные формулы, введенные А.М. Бутлеровым и А. Кекуле в химию, дали возможность (в сочетании с теорией химического строения) объяснить такие явления, как наличие изомерии у одних углеродных соединений и отсутствие ее у других; стереохимические модели позволили объяснить отсутствие изомерии, например, у производных метана и существование транс- и цис-изомерии у непредельных, и циклических органических соединений, которая обусловлена различным расположением заместителей у углеродных атомов относительно двойной связи или плоскости кольца (1, с. 196-199).

Модели и модельный эксперимент

<...> Модель — это специфическая, качественно своеобразная форма и одновременно средство научного познания. Она выполняет специальные функции в процессе научного познания.

Имея в виду сказанное выше, мы будем называть моделью любую систему, мысленно представляемую или реально существующую, которая находится в определенных отношениях к другой системе (называемой обычно оригиналом, объектом или натурой) так, что при этом выполняются следующие условия:

1. Между моделью и оригиналом имеется отношение сходства, форма которого явно выражена и точно зафиксирована (условие отражения или уточненной аналогии).

2. Модель в процессах научного познания является заместителем изучаемого объекта (условие репрезентации).

3. Изучение модели позволяет получать информацию (сведения) об оригинале (условие экстраполяции).

Эти три взаимно связанные и обусловливающие друг друга условия являются необходимыми и достаточными признаками модели. Необходимыми потому, что отсутствие одного из них лишает систему ее модельного характера. Достаточными потому, что они объясняют все специфические особенности модели как своеобразной формы и специального средства научного познания (2, с. 113-114). <...>

Для построения научной классификации очень важно выбрать в качестве основы такой признак или такие признаки, которые отражали бы существенные свойства, связи и отношения классифицируемых объектов. В нашем случае в качестве таких признаков, позволяющих различить и сгруппировать, систематизировать различные типы моделей, мы выберем: а) характер их отношения к объекту или, точнее, способ, форму репрезентации оригинала и б) степень, характер или уровень сходство модели и замещаемого объекта. Как видно из предыдущего, эти признаки вполне отвечают определению модели.

По способу репрезентации, форме воспроизведения модели могут быть разделены на материальные (менее удачные синонимы: вещественные, физические, действующие) и мысленные (менее удачные синонимы: идеальные, воображаемые, умозрительные).

К числу материальных моделей относятся все те модели, которые сконструированы человеком искусственно или взяты из природы в качестве образцов. При этом, независимо от того, сконструированы модели искусственно или же в качестве моделей использованы существующие в природе процессы или предметы, их отношения сходства к объекту, равно и все изменения в них, процессы преобразования, существуют объективно, независимо и вне сознания человека. Сознание и сознательность субъекта ограничиваются лишь выбором подходящей модели, знанием условий сходства и использованием этого знания при создании или выборе модели. После того как такая модель стала объектом изучения, она функционирует как любой материальный объект по объективным законам природы. Именно поэтому такие модели, как мы увидим ниже, и могут быть средством научного эксперимента, являющегося формой предметно-орудийной, материальной деятельности (т е. практики).

Мысленные модели отличаются тем, что они конструируются в форме мысленных образов, существующих лишь в голове исследователя, теоретика. В этом смысле они выполняют свои познавательные функции как мысленно представляемые, т.е. идеальные, конструкции. Правда, в процессах научной коммуникации, выражающей общественный характер науки, мысленные модели фиксируются с помощью языка, знаковых средств, чертежей, рисунков и других материальных средств выражения. Но от этого мысленные модели не становятся материальными, так как при этом все операции над ними, все преобразования в них и изменения осуществляются субъектом, применяющим (или нарушающим) соответствующие правила, законы и принципы, которыми следует в такой деятельности руководствоваться. Поэтому оперирование мысленными моделями представляет собой форму мысленного эксперимента, а сами модели являются его мысленными орудиями и средствами.

Таким образом, различие между материальными и мысленными моделями носит исключительно гносеологический характер; оно связано с тем, являются ли модели материальными аналогами изучаемых явлений, или же они представляют собой мысленные образы последних (2, с. 114-116). <... >

Может показаться, что всякий корректно поставленный эксперимент предполагает использование действующей модели. В самом деле, поскольку в экспериментальной установке исследуется явление в «чистом» виде и полученные результаты характеризуют не только данное единичное явление в единичном опыте, но и другие явления этого класса, на которые переносятся каким-то способом результаты опыта, постольку данное явление можно считать в известном смысле моделью других явлений этого же класса. Однако это не так, ибо отношение между явлениями, которое изучается в данном единичном эксперименте, и другими явлениями этой же области есть отношение тождества, а не аналогии, между тем как именно последняя существенна для модельного отношения. Поэтому следует выделить особую форму эксперимента, для которой характерно использование действующих материальных моделей в качестве специальных средств экспериментального исследования. Такая форма эксперимента называется модельным экспериментом или моделированием.

Необходимость экспериментирования на моделях, замещающих подлинный объект исследования, диктуется рядом объективных условий и особенностей объектов познания, вследствие которых прямой эксперимент крайне затруднителен или просто невозможен. К такому модельному эксперименту, в котором вместо самого объекта изучается замещающая его модель, прибегают в основном в следующих случаях:

- когда объект исследования крайне удален в пространстве (например, некоторые космические объекты) или во времени (события и процессы, существовавшие в прошлом, в истории природы или общества);

- когда объект необозрим вследствие его размеров (например, галактика, земной шар до полетов в космос) или длительности его существования и развития (например, генетические изменения у долгоживущих животных и растений), а также когда объекты вообще недоступны наглядному созерцанию, как, например, объекты микромира;

- когда непосредственные и прямые эксперименты невозможны вследствие физических свойств объекта (например, физические процессы внутри звезд и т.п.);

- когда целью исследования является человек и когда при этом невозможно обеспечить его безопасность и сохранение его чести, достоинства и здоровья;

- когда прямой эксперимент над дорогостоящими и уникальными техническими объектами экономически нерентабелен и нецелесообразен, т.е. когда объектами исследования до их практического внедрения и эксплуатации являются такие объекты, как, например, доменные печи, мосты, плотины, электростанции, суда, самолеты, космические снаряды и т.д.;

- когда объект изучения вследствие чрезмерной сложности и специфичности недоступен для прямого экспериментирования (например, социальные и экономические процессы в обществе и т.п.).