Эвристические методы научного познания

Размещено на http://www.allbest.ru/

38

Содержание

Введение

1. Аналогия, редукция, индукция и их роль в научном познании

2. Гипотетико-дедуктивный метод

3. Моделирование и мысленный эксперимент

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность темы «Эвристические методы научного познания» заключается в том, что благодаря им человек, равно как и человечество в целом способен комплексно познавать окружающий мир. При этом следует отметить тот факт, что именно эвристичность, как способность находить новые, ранее неизвестные качества и свойства окружающего мира в лице отдельных конкретных тел и явлений, помогала получать человечеству новые знания и находить им дальнейшее применение.

Данная тема была выбрана мною ввиду ее особой значимости, так как, имея возможность познавать человек достиг в ходе эволюции тех вершин, на которых он сейчас находится: достижения в науке и технике, преобразование действительности посредством использования в процессе своего развития полученных новых знаний, в том числе благодаря эвристическим методам.

Целью данной работы является общая характеристика эвристических методов научного познания, исторические примеры их применения, а также ценность и значение данных методов в теоретической и практической деятельности.

Из поставленной цели вытекают следующие задачи курсовой работы:

- изучение роли аналогии, редукции, индукции и их роли в научном познании;

- гипотетико-дедуктивный метод и его значение и сущность;

- общая характеристика моделирования и мысленного эксперимента и области их применения;

Методами исследования в моей курсовой работе выступили описание, анализ и синтез.

Источниками написания курсовой работы стали научные труды, философские энциклопедии, отечественные и зарубежные пособия по философии, сочинения философов Френсиса Бэкона, Георга Вильгельма Фридриха Гегеля, Рене Декарта.

1. Аналогия, редукция, индукция и их роль в научном познании

В познавательной деятельности эвристичность является способностью обнаруживать новое качество предмета, его иные свойства, невидимые ранее. В зависимости от характера познавательного действия складывается потенциал эвристичности.

Логическую основу эвристических методов составляют недедуктивные выводы, в которых заключения вытекают из посылок с некоторой степенью правдоподобия. Поэтому их называют также правдоподобными выводами. К таким выводам относятся, прежде всего, выводы по аналогии, редуктивные и их частный случай - индуктивные выводы.

Аналогия - метод познания (способ рассуждения), состоящий в констатации сходства предметов в определенных признаках (свойствах, отношениях) и предположении на этом основании об их сходстве в других признаках (свойствах, отношениях), в результате чего делается вывод о наличии у исследуемого предмета неизвестных ранее признаков (свойств, отношений), идентичных тем, которые зафиксированы у сопоставляемого с ними предметом [17, с. 280]. Установление сходства (или различия) между объектами осуществляется в результате их сравнения.

Общим для различных типов выводов по аналогии является то, что во всех случаях непосредственному исследованию подвергается один объект, а вывод делается о другом объекте. Поэтому вывод по аналогии в самом общем смысле можно определить как перенос информации с одного объекта на другой. При этом первый объект, который собственно и подвергается исследованию, именуется моделью, а другой объект, на который переносится информация (признак другого предмета), полученная в результате исследования первого объекта (модели), называется оригиналом (иногда - прототипом, образцом и т.д.). Таким образом, модель всегда выступает как аналогия, т. е. модель и отображаемый с ее помощью объект (оригинал) находятся в определенном сходстве (подобии).

Если делается логический вывод о наличии какого-либо свойства, признака, отношения у изучаемого объекта на основании установления его сходства с другими объектами, то этот вывод называют умозаключением по аналогии.

По словам Гегеля «в умозаключении аналогии мы из того, что вещи известного рода обладают известным свойством, заключаем, что и другие вещи этого рода также обладают этим свойством. Когда, например, мы говорим: «До сих пор у всех планет мы обнаруживали данный закон движения, следовательно, и вновь открытая планета также, вероятно, движется по тому же закону», то это - умозаключение по аналогии. Аналогия справедливо пользуется большим почетом в эмпирических науках, и посредством нее были достигнуты значительные успехи.» [5, с. 376].

Тем не менее, всегда нужно иметь в виду, что если объект, в отношении которого делается умозаключение по аналогии с другим объектом, обладает каким-нибудь свойством, не совместимым с тем свойством, о существовании которого должен быть сделан вывод, то общее сходство этих объектов утрачивает всякое значение. Гегель такие умозаключения подвергал критике: «Шеллинг и Стеффенс проводили аналогию между рядом, образуемым планетами, и рядом, образуемым металлами; эти аналогии искусны и остроумны. Это представление об аналогии между планетами и металлами не ново: Венера имеет своим знаком медь, Меркурий - ртуть, Земля - железо, Юпитер - олово, Сатурн - свинец, подобно этому Солнце называли золотистым, а Луну - серебристой. Эти аналогии представляются чем-то естественным, ибо металлы являют собой самое самородное, самостоятельное среди земных тел. Но основа планет совершенно иная, чем металлов и химических процессов. Такие аналогии носят чисто внешний характер и ничего не доказывают. Они не двигают вперед нашего познания: они ослепляют лишь представление» [6, с. 145].

По характеру соотносимых объектов различают два вида умозаключений по аналогии:

аналогия свойств предметов, при которой сравниваются два единичных предмета, а переносимыми признаками являются качества или свойства этих предметов. Например, сравнение таких физических объектов, как жидкость и звук, позволило перенести признак волнового способа распространения с первого на второй;

аналогия отношений, при которой сравниваются два отношения между предметами, а переносимыми признаками являются качества или свойства этих отношений.

По характеру переносимых признаков умозаключения по аналогии следующие:

простая аналогия - вывод, в процессе которого на основании сходства двух предметов в одних признаках заключают о сходстве этих предметов в других признаках (используется при отнесении предметов к виду или роду, т.е. при классификации);

распространенная аналогия - вывод, в процессе которого на основании сходства явлений заключают о сходстве причин;

строгая аналогия - вывод, при котором исходя из сходства двух предметов в одном признаке, делается заключение о сходстве их в другом признаке, зависящем первого;

нестрогая аналогия - вывод, в процессе которого на основании сходства двух предметов в известных признаках делается заключение о сходстве их в другом признаке, о котором неизвестно, находится он в зависимости от первых или нет.

Многие исследователи склоняются к мысли, что выводы по аналогии лежат в основе любых фактов творчества. Для подтверждения приводятся убедительные приметы из истории науки. Так, создание Коперником гелиоцентрической системы стало возможным благодаря перенесению наблюдавших на Земле круговых движений на небесные тела, т.е. на сферу, где эти движения прямо не наблюдались. Уатт построил паровой двигатель, опираясь на наблюдения за крышкой чайника. Архимед заметил сначала уменьшение веса собственного тела в воде, потом перенес это наблюдение на все тела, погруженные в жидкость, а Франклин установил сходство между грозой и явлениями в электрической машине. Аналогией объясняется открытие Ньютоном закона всемирного тяготения (сходство между падением яблока и притяжением небесных тел) и открытие Гарвеем кровообращения (сходство между работой насосов и вен) и т.д. [13, с. 126].

В XVII в. ученые нередко конструировали ассоциации частей человеческого тела, проводя аналогии с частями земного шара: кожа человека - это поверхность земли, вены - водные потоки и т.д. При изучении природы света были установлены такие явления, как дифракция и интерференция. Эти же свойства ранее были обнаружены у звука и вытекали из его волновой природы. На основе этого сходства ученые пришли к выводу, что и свет имеет волновую природу.

В XIX в. аналогия между математическими и логическими операциями произвела переворот в аристотелевской формальной логике и привела к современному этапу в развитии этой науки - математической логике.

Средства выражения достоверного старого знания могут служить выражением предположительного нового знания и употребляться в виде аналогии. Так, при выдвижении гипотезы о молекулярно-кинетических процессах в газах в качестве аналогии использовалось поведение бильярдных шаров при столкновениях.

При осуществлении исследований существует вероятность появления слишком далекой аналогии. Эта ошибка обычно сопутствует выводам, основанным на чисто внешнем, поверхностном сходстве предметов. В свое время такую ошибку допустил известный астроном И. Кеплер, который проводил аналогию между Землей и человеком и утверждал, что Земля, как и человек, имеет внутреннюю теплоту, в чем убеждает нас вулканическая деятельность, а реки подобны сосудам человеческого тела. Он находил и другие сходные черты человека и Земли и считал, что поскольку человек одушевлен, то и Земля имеет душу [1, с. 160].

Недостатком аналогии может являться ее поверхностность, которую Гегель описывает следующим образом: «Если, например, говорят «Человек Кай - ученый; Тит также человек, следовательно, он, вероятно, ученый», то это, несомненно, весьма плохая аналогия, и именно потому, что ученость вовсе не есть принадлежность человеческого рода. Однако мы очень часто встречаем подобные поверхностные аналогии. Так, например, обыкновенно говорят: «Земля есть небесное тело и населена живыми существами; Луна есть также небесное тело, следовательно, и на Луне, вероятно, есть живые существа». Эта аналогия ничем не лучше вышеуказанной. То обстоятельство, что на Земле есть обитатель, имеет свое основание не только в том, что она представляет собой небесное тело, для этого требуются еще другие условия; так, например, для этого требуется, чтобы небесное тело было окружено атмосферой, чтобы в связи с этим на нем была вода и т.д.; а эти именно условия как раз, насколько мы знаем, отсутствуют на Луне» [5, с. 376-377].

К заблуждениям нередко может привести и неправомерная аналогия. Например, в основе социального дарвинизма была аналогия между дарвиновской борьбой за существование и общественными отношениями [19, с. 26].

Умозаключения по аналогии, понимаемые предельно широко, как перенос информации об одних объектах на другие, составляют гносеологическую основу моделирования. При невозможности изучать объект в оригинале строят его модель, исследуют ее и полученные результаты переносят на оригинал.

Познавательная ценность метода аналогии состоит в том, что верно увиденное сходство дает ученым могучий импульс творчеству, выводит их мысли на новые, неизведанные орбиты. Второй большой группой опосредованных недедуктивных выводов являются редуктивные выводы, или просто редукция (лат. reductio - отодвигание назад, возвращение к прежнему состоянию), являющаяся методологическим приемом сведения каких-либо данных, структуры, объекта к более простым, исходным началам [19, с. 551].

Редукция является выводом, дающим заключение, которое не следует из посылок, но из которого - в конъюнкции с одной или несколькими заданными посылками - следуют другие посылки.

Что представляет собой редукция мы можем понять, прочитав разъяснение польского логика Я. Лукасевича, который сравнил дедукцию и редукцию: «Рассуждение, которое исходит из оснований и ищет следствия, называется дедукцией; рассуждение, которое исходит из следствий и ищет основания, называется редукцией. В дедукции направление следования совпадает с направлением рассуждения; в редукции они взаимно противоположны… Дедуктивное рассуждение может быть выводимостью либо верификацией, редуктивное - объяснением или доказательством. Если из данных достоверных суждений мы получаем следствия, то выводим; если для данных достоверных суждений мы подыскиваем основания, то объясняем. Если мы ищем достоверные суждения, которые были бы получены из данных недостоверных суждений как следствия, то мы верифицируем; если мы ищем достоверные суждения, из которых получались бы данные недостоверные суждения как следствия, то мы доказываем» [13, с. 128].

Термин «редукция» приобрел особое значение в идеалистической феноменологии Гуссерля. Смысл феноменологической редукции состоит в исключении из сферы предметного рассмотрения всего эмпирического, внешнего по отношению к «чистому сознанию». Отделяя философию от естествознания, Гуссерль стремился отвести ей совершенно изолированную от всех других наук область - «трансцендентальный мир чистого сознания» [7, с. 728]. Изменение установки сознания посредством отказа от всего того, что связывает нас с внешним миром, переключив наше сознание на внутренний мир, на само сознание, Гуссерль и назвал феноменологической редукцией. В итоге в качестве предмера познания остается область чистого сознания, свободного, по мнению Гуссерля, от отношения к внешнему миру, но сохраняющего каким-то образом все богатство своего содержания. В результате, мышление оказывается направленным на само себя, а идеальный предмет мысли - сущность или эйдос - находится внутри сознания.

Редукции подлежат как все эмпирические восприятия, так и все суждения, заимствованные из опыта или отдельных наук.

Редукционистские тенденции проявлялись в психологии (бихевиоризм), лингвистике, биологии, физике (попытки абсолютной «математизации» физики) и др. науках. Само по себе сведение сложного к более простому в ряде случаев оказывалось плодотворным. При расшифровке генетического кода ряд биологических закономерностей был сведен к более простым правилам кодирования и законам химического взаимодействия; планетарная модель атома позволила вывести множество химических свойств элементов из таких фундаментальных показателей, как заряд ядра и распределение электронов по орбитам [19, с. 551].

Последовательное применение метода редукции и игнорирующего специфику уровней (т.е. того нового, что вносит переход на более высокий уровень организации), неприемлемо в качестве компонента общей методологии научного знания.

Особого рассмотрения заслуживает разновидность редукции - индуктивные выводы, или просто индукция.

Индукция (лат. inductio - наведение) - метод познания, связанный с обобщением наблюдений и экспериментов. В логическом плане индукция представляет собой умозаключение, при котором общее суждение по особым правилам получается на основе единичных или частных посылок [4, с. 414].

Родоначальником и классическим представителем индуктивизма является Ф. Бэкон. Он сформулировал основные правила своего аналитико-индуктивного рационального метода, главными условиями которого являются индукция, анализ, сравнение, наблюдение, эксперимент. «Лучше рассекать природу на части, чем отвлекаться от нее», - говорил Ф. Бэкон [15, с. 33]. Согласно, предложенной Ф. Бэконом модели процесса научного исследования, ведущее значение в процессе имеют эмпирические опытные данные, на основании которых методом индукции делаются теоретические обобщения. В «Новом орагоне» он поставил задачу разработать те правила индуктивных умозаключений, которые впоследствии были систематизированы и развиты дальше Дж. Ст. Миллем в виде так называемых методов экспериментального исследования [11, с. 138].

Опытно-индуктивный метод Бэкона состоял в постепенном образовании новых понятий путем истолкования фактов и явлений природы. Хотя проблема индукции и раньше ставилась предшествовавшими философами, только у Бэкона она приобретает главенствующее значение и выступает первостепенным средством познания природы. В противовес индукции через простое перечисление, распространенной в то время, он выдвигает на передний план истинную, по его словам, индукцию, дающую новые выводы, получаемые на основании не столько в результате наблюдения подтверждающих фактов, сколько в результате изучения явлений, противоречащих доказываемому положению.

Между тем Ф. Бэкон трактовал индукцию чрезвычайно широко, считал свои методы универсальным инструментом открытия любых научных истин, главным средством научного познания природы, в то время как Дж. Ст. Милль считал индуктивные методы действенным инструментом открытия и доказательства причинных связей в природе [11, с. 139]. Однако методы классической индукции Бэкона и Милля не могут служить канонами открытия новых научных истин, так как сами нуждаются в использовании дополнительных гипотез.

Если обобщающее заключение принимается на основе высказываний, охватывающих все отдельные случаи принадлежности признака предметам некоторого класса, то индукция называется полной. В прочих случаях индукция называется неполной. При полной индукции заключение с необходимостью вытекает из посылок. Поэтому ее правомерно считать дедуктивным выводом (не случайно полную индукцию иногда называют индуктивным силлогизмом).

Неполная индукция подразделяется на простую и научную. Для простой индукции характерен чисто формальный подход, когда обобщение делается на основе первых попавшихся, а, следовательно, случайных фактов. Поэтому существует реальная опасность ложного заключения.

Основой индукции являются опыт, эксперимент и наблюдения, в ходе которых собираются отдельные факты. Затем, изучая эти факты, анализируя их, мы устанавливаем общие и повторяющиеся черты ряда явлений, входящих в определенный класс.

На этой основе строится индуктивное умозаключение, в качестве посылок которого выступают суждения о единичных объектах и явлениях с указанием их повторяющегося признака, и суждение о классе, включающем данные объекты и явления. В качестве вывода получают суждение, в котором признак приписывается всему классу.

Так, например, изучая свойства воды, спиртов, жидкости, масел, устанавливают, что все они обладают свойством упругости. Зная, что вода, спирты, жидкие масла принадлежат к классу жидкостей, делают вывод, что жидкости упруги.

Вывод с помощью индукции имеет вероятностный характер. Он будет более надежным, если число предметов, о которых говорится в посылках, будет большим, а предметы будут более разнообразны и характерными, типичными представителями того класса предметов, о котором говорится в заключении; признак, переносимый на совокупность предметов, о которых речь идет в заключении, будет более существенным для них.

Индукция широко применяется в научном познании. Обнаруживая сходные признаки, свойства у многих объектов определенного класса, исследователь делает вывод о присущности этих признаков, свойств всем объектам данного класса.

Наряду с другими методами познания, индуктивный метод сыграл важную роль в открытии некоторых законов природы (всемирного тяготения, атмосферного давления, теплового расширения тел и др.).

В начале XVII века Кеплер сформулировал утверждение: «Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце» (позже оно получило известность под названием первого закона Кеплера). Это обобщение было получено на основе изучения движения отдельных планет - Земли, Марса, Венеры и др. Затем было выявлено, что и другие небесные тела под действием притяжения Солнца могут описывать вокруг него классические сечения: окружности, эллипсы, параболы и гиперболы. Вследствие этого первоначальная формулировка первого закона Кеплера была изменена и получила следующий вид: «Всякое тело, движущееся вокруг Солнца, описывает коническое сечение, в одном из фокусов которого находится Солнце» [4, с. 414-415].

Индукция, используемая в научном познании (научная индукция), может реализовываться в виде следующих методов:

метод единственного сходства (во всех случаях наблюдения какого-то явления обнаруживается лишь один общий фактор, все другие - различны; следовательно, этот единственный сходный фактор есть причина данного явления).

метод единственного различия (если обстоятельства возникновения какого-то явления и обстоятельства, при которых оно не возникает, почти во всем сходны и различаются лишь одним фактором, присутствующим только в первом случае, то можно сделать вывод, что этот фактор и есть причина данного явления).

соединенный метод сходства и различия (представляет собой комбинацию двух вышеуказанных методов).

метод сопутствующих изменений (если определенные изменения одного явления всякий раз влекут за собой некоторые изменения в другом явлении, то отсюда вытекает вывод о причинной связи этих явлений).

метод остатков (если сложное явление вызывается многофакторной причиной, причем некоторые из этих факторов известны как причина какой-то части данного явления, то отсюда следует вывод: причина другой части явления - остальные факторы, входящие в общую причину этого явления).

На самом же деле вышеуказанные методы научной индукции служат главным образом для нахождения эмпирических зависимостей между экспериментально наблюдаемыми свойствами объектов и явлений.

Разновидностями научной индукции являются математическая индукция и статистическая индукция.

Математическая индукция - метод рассуждения, на основе которого доказываются утверждения, относящиеся к бесконечным совокупностям объектов. Статистическая индукция - метод, лежащий в основе обработки статистических данных, представляющих собой лишь выборку из какой-то исходной совокупности, но дающих возможность вывести суждение обо всей исходной совокупности [13, с. 130-131].

Особенности метода математической индукции, были ясны уже в древности. Античному философу Эвбулиду приписывают парадокс «Куча», передающийся в следующем изложении: одно зерно кучи не составляет; прибавив еще одно зерно, кучи не получишь; как же получить кучу, прибавляя каждый раз по одному зерну, из которых ни одно не составляет кучи? Здесь выявляется ограниченность метода математической индукции, который неприменим в сфере неоднородных, разных по качеству предметов [13, с. 130]. Метод же статистической индукции является единственно возможным при исследовании массовых явлений случайного характера.

В процессе использования индуктивного метода зачастую «в скрытом виде» присутствует и дедукция, являющаяся способом рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного характера. «Обобщая факты в соответствии с какими-то идеями, мы тем самым косвенно выводим получаемые нами обобщения из этих идей… Кажется, что наша мысль движется прямо от фактов к обобщениям, т. е. что тут присутствует чистая индукция. На самом же деле, сообразуясь с какими-то идеями… наша мысль косвенно идет от идей к этим обобщениям, и, следовательно, тут имеет место и дедукция... Можно сказать, что во всех случаях, когда мы обобщаем, сообразуясь с какими-либо философскими положениями, наши умозаключения являются не только индукцией, но и скрытой дедукцией» [10, с. 134].

Отмечая тесную взаимосвязь индукции и дедукции Ф. Энгельс настоятельно советовал ученым: «Индукция и дедукция связаны между собой столь же необходимым образом, как синтез и анализ. Вместо того, чтобы односторонне превозносить одну из них до небес за счет другой, надо стараться каждую применять на своем месте, а этого можно добиться лишь в том случае, если не упускать из виду их связь между собой, их взаимное дополнение друг другом» [19, с. 150].

Примером взаимосвязи индукции и дедукции может служить процесс установления Д.И. Менделеевым периодического закона: изучив индуктивным путем подавляющее большинство известных в то время химических элементов, он чисто дедуктивным методом смог предсказать свойства ряда неизвестных еще в то время элементов. Последующее открытие этих элементов полностью подтвердило правильность сформулированной им закономерности [16, с. 191].

Наиболее распространенной погрешностью свойственной индуктивным выводам является «поспешное обобщение». Оно допускается, когда признак, присущий лишь части предметов, переносится на все предметы рассматриваемого класса. Так, известный математик Л. Эйлер (1707 - 1783) на основе анализа чисел от 3 до 2501 пришел к заключению, что все нечетные сила могут быть представлены суммой двух слагаемых: удвоенного квадрата какого-либо числа и некоторого простого числа. При последующей проверке чисел до 9000 были найдены два числа (5779 и 5993), противоречащие этому заключению. Вывод оказался, таким образом, несостоятельным [13, с. 132].

С развитием экспериментальной и теоритической науки, с усложнением ее средств, приемов и способов исследования становилось все более очевидным, что индуктивные методы занимают в ней довольно скромное место. С помощью правил индукции Бэкона - Милля можно открывать лишь весьма простые истины. Критикуя недостатки классической теории индукции В. Уэвелл говорил, что всякое научное открытие представляет «счастливую догадку», которую невозможно обосновать с помощью канонов индукции [11, с. 143].

По мере того как все более очевидными становились недостатки классической индукции Бэкона и Милля, начинается новый поворот к дедукции в форме гипотетико-дедуктивного метода.

Обобщая все вышеизложенное можно сказать, что каждый из приведенных методов имеет большую познавательную ценность, дает ученым могучий импульс творчеству, выводит их мысли на новые, неизведанные орбиты. Аналогия позволяет увидеть сходство, посредством редукции эмпирические восприятия и суждения, заимствованные из опыта или отдельных наук, сводятся от сложного к более простому. Перед индуктивной логикой ставится задача - не изобретать правила открытия новых научных истин, а находить объективные критерии подтверждения гипотез эмпирическими посылками и, если возможно, определить степень, с которой эти посылки подтверждают гипотезу.

2. Гипотетико-дедуктивный метод

В эмпирических науках в отличие от математики и логики теория должна быть не только непротиворечивой, но и обоснованной опытным путем. Отсюда возникают особенности построения теоретических знаний в эмпирических науках. Специфическим приемом такого построения является гипотетико-дедуктивный метод.

Понятие метод (от греческого слова «методос» - путь исследования или познания, теория, учение), способ построения и обоснования системы философского и научного знания; совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Стр. 358. Философский энциклопедический словарь / Редкол.: С.С. Аверинцев, Э.А. Араб-Оглы, Л.Ф. Ильичев и др. - 2-е изд. - М.: Сов.энциклопедия, 1989 - 815 с.

Представители науки Нового времени считали правильный метод ориентиром в движении к надежному, истинному знанию. Так, видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте. Стр. 16.Философия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Н.И. Жукова. - Мн.: Университетское, 1993. - 214 с.: ил.«Истинный же метод опыта сначала зажигает свет, потом указывает светом дорогу… Правильно же построенный метод неизменной стезей ведет через леса опыта к открытию аксиом» (стр. 45 Бэкон Ф. Сочинения в двух томах. 2-е, испр. и доп. изд. Т. 2. Сост., общ. Ред. И вступит. Статья А.Л. Субботина. М., «Мысль», 1978, 575 с.).

В научном познании гипотетико-дедуктивный метод получил широкое распространение и развитие в XVII--XVIII вв., когда были достигнуты значительные успехи в области изучения механического движения земных и небесных тел.

Вместе с тем, гипотетико-дедуктивные рассуждения впервые начали анализировать еще в античной философии в рамках диалектики. Последняя рассматривалась как искусство ведения полемики, в ходе которой ставилась задача убедить противника либо отказаться от своего тезиса, либо уточнить его посредством вывода из него следствий, противоречащих фактам. Платон называл такой метод сократическим. Стр. 110. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., «Мысль», 1975, 237 с.

Основы гипотетико-дедуктивного метода заложил У.С. Джевонс (1835-1882), когда пришел к выводу об ограниченности восходящего к Ф. Бэкону индуктивизма, который соответствует лишь первоначальному собиранию фактов и их классификации, но не является методом науки. «Ему не следовал ни один из великих людей науки, - писал Джевонс. - Главным орудием прогресса было гипотетическое исследование». Стр. 313.(Философия и методология науки: Учеб.пособие / В.Ф. Берков. - М.: Новое знание, 2004. - 336 с.).

Первые попытки применения гипотетико-дедуктивного метода были сделаны в механике, в частности в исследованиях Г. Галилея. Например, допустив правоту гипотезы Аристотеля о зависимости скорости тела от воздействующей на него силы, в частности веса, Г. Галилей пришел к двум противоречащим друг другу утверждениям о скорости системы двух тел (камня и птичьего пера): с одной стороны, она должна быть промежуточной между скоростью камня и птичьего пера, а с другой - больше скорости камня. Эти утверждения не могут быть истинными вместе, одно из них ложно. Поскольку ложное высказывание выводится только из ложной посылки, то таким образом Г. Галилей доказал ложность гипотезы Аристотеля. Стр. 138. (Философия и методология науки: Учеб.пособие / В.Ф. Берков. - М.: Новое знание, 2004. - 336 с.).

В качестве примера первой развитой гипотетико-дедуктивной системы приводят, созданную И. Ньютоном, систему классической механики, изложенной в его работе «Математические начала натуральной философии». Стр. 115. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., «Мысль», 1975, 237 с. Это пример построения опытной науки с помощью гипотетико-дедуктивного метода, где посылками являются основные законы движения. Успех гипотетико-дедуктивного метода в области механики и влияние идей Ньютона обусловили широкое распространение этого метода в области точного естествознания. Согласно определению гипотетико-дедуктивным методом является способ построения научной теории, в основе которого лежит создание системы взаимосвязанных гипотез, из которых путем их дедуктивного развертывания вводятся утверждения, непосредственно сопоставляемые с опытными данными. Стр. 281 Философия: Учеб. Пособие / В.К. Лукашевич, В.М. Белокурский, И.П. Мамыкин и др.; Под ред. В.К. Лукашевича. 2-е изд., перераб. и доп. - Мн.: БГЭУ, 2002. - 431 с. Источник 3

Соответственно типу посылок гипотетико-дедуктивные рассуждения разделяются на две основные группы:

рассуждения, посылками которых являются гипотезы и эмпирические обобщения, истинность которых еще нужно установить;

выводы из таких посылок, которые заведомо ложны или ложность которых может быть установлена.

Выдвигая некоторое предположение в качестве посылки, можно из него дедуцировать следствия, противоречащие хорошо известным фактам или истинным утверждениям. Таким путем в ходе дискуссии можно убедить оппонента в ложности его предположений. Примером является метод приведения к абсурду.

В основе гипотетико-дедуктивного метода лежит постулат о том, что развитое теоретическое знание строится не «снизу» за счет индуктивных обобщений научных фактов, а развертывается как бы «сверху» по отношению к эмпирическим данным. Метод построения такого знания состоит в том, что сначала создается гипотетическая конструкция, которая дедуктивно развертывается, образуя целую систему гипотез, а затем эта система подвергается опытной проверке, в ходе которой она уточняется и конкретизируется. В этом и заключается сущность гипотетико-дедуктивного развертывания теории.(І стр. 402)

Таким образом в реализации гипотетико-дедуктивного метода можно выделить три этапа:

1) построение связной, целостной, дедуктивно-соподчиненной системы гипотез;

2) процедура верификации или фальсификации этой системы;

3) уточнение и конкретизация исходной конструкции.

Появление новых фактов в теории, создаваемой гипотетико-дедуктивным методом, приводит, чаще всего, к формулированию дополнительных гипотез adhoc с тем, чтобы ассимилировать то, что необъяснимо из изначальной системы гипотез. Однако теория может пополняться гипотезами до определенных пределов, пока не возникают затруднения в ее дальнейшем развитии, так как чрезмерное возрастание гипотез adhoc свидетельствует о серьезных изъянах в ядре теории и становится необходимой перестройка самого ядра теоретической конструкции, выдвижение новой гипотетико-дедуктивной системы, которая смогла бы объяснить изучаемые факты без введения дополнительных гипотез и, кроме того, предсказать новые факты. Чаще всего в такие периоды выдвигается не одна, а сразу несколько конкурирующих гипотетико-дедуктивных систем. Например, в период перестройки электродинамики Лоренца конкурировали между собой системы самого Лоренца, Эйнштейна и близкая к системе Эйнштейна гипотеза Пуанкаре. В период построения квантовой механики конкурировали волновая механика да Бройля - Шредингера и матричная волновая механика Гейзенберга.

В современной науке многие теории строятся в виде гипотетико-дедуктивной системы.

Такое построение научных теорий имеет большое методологическое значение, поскольку позволяет осуществлять эмпирическую проверку и подтверждение научных гипотез и теорий. Гипотезы самого низкого уровня проверяются путем сопоставления их с эмпирическими данными. Если они подтверждаются этими данными, то это служит косвенным подтверждением и гипотез более высокого уровня, из которых логически выведены первые гипотезы. Наиболее общие принципы научных теорий нельзя непосредственно сопоставить с действительностью, с тем, чтобы удостовериться в их истинности, ибо они, как правило, говорят об абстрактных или идеальных объектах. Для того чтобы соотнести общие принципы с действительностью, нужно с помощью длинной цепи логических выводов получить из них следствия, говорящие уже не об идеальных, а о реальных объектах. Эти следствия можно проверить непосредственно. Поэтому ученые и стремятся придавать своим теориям структуру гипотетико-дедуктивной системы.

Каждая гипотетико-дедуктивная система реализует особую программу исследования, суть которой выражает гипотеза верхнего яруса. Поэтому конкуренция гипотетико-дедуктивных систем выступает как борьба различных исследовательских программ. Победившая система получает статус «более эвристически сильной». Так, например, постулаты Лоренца формулировали программу построения теории электромагнитных процессов на основе представлений о взаимодействии электронов и электромагнитных полей в абсолютном пространстве - времени. Ядро гипотетико-дедуктивной системы, предложенной Эйнштейном для описания тех же процессов, содержало программу, связанную с релятивистскими представлениями о пространстве -- времени.(І стр. 403) І Введение в философию: Учебник для вузов. В 2 ч. Ч. 2 / Фролов И.Т., Араб-Оглы Э.А., Арефьева Г.С. и др. - М.: Политиздат, 1989. - 639 с.

Гипотетико-дедуктивный метод может выступать в двух разновидностях:

1) он может быть способом построения системы содержательных гипотез с последующим (возможным) их выражением в языке математики (изначально вводится система содержательных понятий);

2) он может быть способом создания формальной системы с последующей ее содержательной интерпретацией (изначально вводится математический аппарат). Последний путь развертывания гипотетико-дедуктивной системы получил название метода математической гипотезы (или математической экстраполяции).

Метод математической гипотезы используется как важнейшее эвристическое средство для открытия закономерностей в естествознании и характерен для наук с высокой степенью математизации.

При применении этого метода обычно в качестве гипотез выступают некоторые уравнения, представляющие модификацию ранее известных и проверенных соотношений. Изменяя эти соотношения, составляют новое уравнение, выражающее гипотезу, которая относится к неисследованным явлениям. Так, М. Борн и В. Гейзенберг приняли за основу канонические уравнения Гамильтона для классической механики, однако вместо чисел ввели в них матрицы, построив таким способом матричный вариант квантовой механики. Благодаря Э. Шредингеру возник новый волновой вариант квантовой механики. Э. Шредингер за исходное взял волновое уравнение классической физики, но его члены интерпретировал используя гипотезу Луи де Бройля о том, что всякой материальной частице соответствует некоторый волновой процесс. Стр. 120. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., «Мысль», 1975, 237 с.

Сфера применения метода математической гипотезы весьма ограничена. Он применим, прежде всего, в тех дисциплинах, где накоплен богатый арсенал математических средств в теоретическом исследовании. К таким дисциплинам, прежде всего, относится современная физика. Метод математической гипотезы был использован при открытии основных законов квантовой механики. В процессе научного исследования наиболее трудная - подлинно творческая - задача состоит в том, чтобы открыть и сформулировать те принципы и гипотезы, которые могут послужить основой всех последующих выводов. Гипотетико-дедуктивный метод играет в этом процессе вспомогательную роль, поскольку с его помощью не выдвигаются новые гипотезы, а только выводятся и проверяются вытекающие из них следствия. Иногда гипотетико-дедуктивный метод научного познания понимают в более широком смысле - как единство аксиоматико-дедуктивного и гипотетико-дедуктивного методов, как наиболее полного метода научного познания. Однако в целом оба метода должны дополнять друг друга в процессе развития научного знания: аксиоматико-дедуктивный метод преимущественно организует полученное знание, гипотетико-дедуктивный метод расширяет область достигнутого знания. Достоинство гипотетико-дедуктивного метода состоит в возможности расширения имеющегося знания. Ограниченность этого метода заключена в отсутствии задач организации имеющегося знания.

Таким образом, гипотетико-дедуктивный метод является не столько методом открытия, сколько методом построения и обоснования научного знания, поскольку показывает, каким именно путем можно прийти к новой гипотезе, а затем и к новой теории. Этот метод стремиться привести в единую систему все имеющиеся знания и установить логическую связь между ними. В то же время он является необходимым элементом метода восхождения от абстрактного к конкретному.

3. Моделирование и мысленный эксперимент

Моделирование как специфическое средство и форма научного познания не является изобретением XIX или XX века. Достаточно указать на представления Демокрита и Эпикура об атомах, их форме, и способах соединения, об атомных вихрях и ливнях, объяснения физических свойств различных веществ с помощью представления о круглых и гладких или крючковатых частицах, сцепленных между собой. Эти представления являются прообразами современных моделей, отражающих ядерно-электронное строение атома вещества. Например, в древней Греции еще в V-III вв. до н. э. была создана геометрическая модель Солнечной системы, врач Гиппократ для изучения человеческого глаза воспользовался его физической аналогичной моделью - глазом быка, математик Евклид создал учение о геометрическом подобии.

Растущий интерес философии и методологии познания к теме моделирования был вызван тем значением, которое метод моделирования получил в современной науке, и в особенности в физике, химии, биологии, кибернетике, не говоря уже о многих технических науках.

Существует множество определений понятий «моделирование» и «модель»:

Моделирование (лат. modulus - мера, ритм, величина; связано со словом modus - образец) - это метод исследования на моделях, т.е. на аналогах (схемах, структурах, знаковых системах) определенных фрагментов действительности, которые называют оригиналами (стр. 139.Философия и методология науки: Учеб.пособие / В.Ф. Берков. - М.: Новое знание, 2004. - 336 с.). Исследователь, преобразуя эти аналоги и управляя ими, расширяет и углубляет знания об оригиналах.

Моделирование - метод исследования, состоящий в создании и изучении модели, заменяющей исследуемый объект (оригинал), с последующим переносом полученной информации на оригинал.(стр. 280. литература - источник №3)

В.А. Штофф дает такое 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». Стр. 21 Уемов А.И. Логические основы метода моделирования. М., «Мысль», 1971. 311 с.

Доказательством многозначности термина «модель» служат исследования ЧжаоЮань-женя, который привел список из тридцати различных употреблений данного термина, среди которых есть такие значения, как описание, теория, план, абстракция, теория структуры и др. стр. 17. Уемов А.И. Логические основы метода моделирования. М., «Мысль», 1971. 311 с.

На основании всего перечисленного можно сделать вывод, что моделированием называется изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих познание. То есть моделирование является главным способом познания нами нас самих и окружающего мира.

Модель всегда соответствует объекту - оригиналу - в тех свойствах, которые подлежат изучению, но в то же время отличается от него по ряду других признаков, что делает модель удобной для исследования интересующего нас объекта. Методологическая основа моделирования заключается в выработке методологии, направленной на упорядочение получения и обработки информации об объектах, которые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой. Логической основой метода моделирования являются выводы по аналогии.

Модели, применяемые в обыденном и научном познании можно разделить на два больших класса: материальные и идеальные. Первые являются природными объектами, подчиняющимися в своем функционировании естественным законам. Вторые представляют собой идеальные образования, зафиксированные в соответствующей знаковой форме и функционирующие по законам логики, отражающей мир.

Исходя из наиболее существенных признаков объектов, которыми являются модели, их можно классифицировать следующим образом:

закон функционирования и характерные особенности выражения свойств и отношений оригинала. По данному признаку различают логические (образные, знаковые, образно-знаковые), основанные по законам логики в сознании человека, иматериальные (функциональные, геометрические, функционально-геометрические), основанные по объективным законам природы, модели;

основания для преобразования свойств и отношений модели в свойства и отношения оригинала. Различают условные (на основании условия или соглашения), аналоговые (на основании умозаключения по аналогии, непрерывные) и математические (расчетные, соответственные и подобные, последние могут быть логическими, материальными, аналоговыми, цифровыми, аналого-цифровыми) модели;

Методологическое проектирование типов моделей и процессов моделирования является завершающей частью соответствующей философской работы. С одной стороны, оно превращает модели в объекты, обладающие собственной реальностью, законами, свободой в создании образов, благодаря чему производится новое знание (эвристика), и отменяет необходимость в моделировании как таковом. С другой, оно задает категориальную онтологию и картину мира (когнитивную и языковую). Реальное моделирование устанавливает определенное отношение между моделью и объектом в ходе моделировании (декомпозиция) или приписывает свойства модели объекту в процессе специального теоретического анализа, эксперимента (верификация). Эффект моделирования проявляется при строгом различении модели и оригинала, что достигается приемом «двойного знания» (Щедровицкий). Благодаря этому различию в средствах и инструментарии объект оказывается представлен дважды: как объект (образ объекта) и как форма репрезентации знаний об этом объекте (объект-заместитель). И только тогда, когда построены эти две абстрактные модели, становится возможным продуктивное взаимодействие, координация кодов объекта и модели. В отличие от гипотез, различные модели не конкурируют и не отменяют друг друга, а взаимодополняют, являясь интерпретациями (осмысленными выражениями).(стр. 649. Источник 1 литература)

Использование моделирования диктуется необходимостью раскрыть такие стороны объектов, которые либо невозможно постигнуть путем непосредственного изучения, либо невыгодно изучать их таким образом из чисто экономических соображений. Моделирование начинается там, где заходит речь о методологии мышления, об организации и, в особенности, о представлении знаний о мире. Человек, например, не может непосредственно наблюдать процесс естественного образования алмазов, зарождения и развития жизни на Земле, целый ряд явлений микро- и мегамира. Поэтому приходится прибегать к искусственному воспроизведению подобных явлений в форме, удобной для наблюдения и изучения. В ряде же случаев бывает гораздо выгоднее и экономичнее вместо непосредственного экспериментирования с объектом построить и изучить его модель.

Возможность моделирования, т.е. переноса результатов, полученных в ходе исследования модели, на оригинал, основана на том, что:

модель воспроизводит его признаки, но не все, а существенные, т.е. важные с точки зрения поставленной задачи;

она способна замещать оригинал в определенных отношениях;

получаемая с ее помощью информация допускает опытную проверку;

имеются в наличии четкие правила перехода от модельной информации к информации об оригинале.

Таким образом, процесс моделирования предполагает наличие:

объекта исследования;

исследователя, перед которым поставлена конкретная задача;

модели, создаваемой для получения информации об объекте и необходимой для решения поставленной задачи.

В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятельности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. По характеру моделей выделяют предметное (прямое) и знаковое моделирование.

Предметным называется моделирование, в ходе которого исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические либо функциональные характеристики объекта моделирования - оригинала (стр. 373. Философский энциклопедический словарь / Редкол.: С.С. Аверинцев, Э.А. Араб-Оглы, Л.Ф. Ильичев и др. - 2-е изд. - М.: Сов.энциклопедия, 1989 - 815 с.). Предметное моделирование используется как практический метод познания.

При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы, предложения в некотором алфавите (естественного или искусственного языка) и т.п. (стр. 373. Философский энциклопедический словарь / Редкол.: С.С. Аверинцев, Э.А. Араб-Оглы, Л.Ф. Ильичев и др. - 2-е изд. - М.: Сов.энциклопедия, 1989 - 815 с.). Важнейшим видом знакового моделирования является математическое (логико-математическое) моделирование, производимое выразительными и дедуктивными средствами математики и логики. Поскольку действия со знаками есть одновременно действия с некоторыми мыслями, то всякое знаковое моделирование по своей сути является моделированием мысленным.

В зависимости от характера используемых в научном исследовании моделей различают несколько видов моделирования.

1. Мысленное (идеальное) моделирование. К этому виду моделирования относятся различные мысленные представления в форме тех или иных воображаемых моделей. Следует заметить, что мысленные (идеальные) модели нередко могут быть реализованы материально в виде чувственно воспринимаемых физических моделей.

2. Физическое моделирование. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу. По результатам исследования тех или иных физических свойств модели судят о явлениях, происходящих (или могущих произойти) в так называемых «натуральных условиях». В 1821 г. Фарадей построил по существу первую экспериментальную модель электромотора. Стр. 70.Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., «Мысль», 1975, 237 с.

В настоящее время физическое моделирование широко используется для разработки и экспериментального изучения различных сооружений, машин, для лучшего понимания каких-то природных явлений, для изучения эффективных и безопасных способов ведения горных работ и т. д.

3. Символическое (знаковое) моделирование. Оно связано с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта-оригинала. К символическим (знаковым) моделям относятся разнообразные топологические и графовые представления (в виде графиков, номограмм, схем и т. п.) исследуемых объектов или, например, модели, представленные в виде химической символики и отражающие состояние или соотношение элементов во время химических реакций.

Особой и очень важной разновидностью символического (знакового) моделирования является математическое моделирование. Символический язык математики позволяет выражать свойства, стороны, отношения объектов и явлений самой различной природы. Взаимосвязи между различными величинами, описывающими функционирование такого объекта или явления, могут быть представлены соответствующими уравнениями (дифференциальными, интегральными, интегро-дифференциальными, алгебраическими) и их системами.

Именно знаковая, точнее математическая, модель позволила Леверье и Адамсу объяснить иррегулярность (возмущение) в движении планеты Уран и предсказать существование более отдаленной неизвестной планеты, которая впоследствии была открыта Галле и названа Нептуном. Стр. 97, 209. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М., «Мысль», 1975, 237 с. Точно также было предсказано существование позитрона, нейтрино, целой группы других элементарных частиц физиками ХХ века. Стр. 191-192. Философия: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Н.И. Жукова. - Мн.: Университетское, 1993. - 214 с.: ил.

4. Численное моделирование на компьютере. Эта разновидность моделирования основывается на ранее созданной математической модели изучаемого объекта или явления и применяется в случаях больших объемов вычислений, необходимых для исследования данной модели.

Численное моделирование особенно важно там, где не совсем ясна физическая картина изучаемого явления, не познан внутренний механизм взаимодействия. Путем расчетов на компьютере различных вариантов ведется накопление фактов, что дает возможность, в конечном счете, произвести отбор наиболее реальных и вероятных ситуаций. Активное использование методов численного моделирования позволяет резко сократить сроки научных и конструкторских разработок.