<<<     ΛΛΛ     >>>   

Аналогия позволяет исследователю получать новый материал для дальнейшего анализа, это специфический метод интуитивного комбинирования, но результат действия аналогии никогда не рассматривается как доказанное научное знание. Непосредственно ненаблюдаемые объекты, изучаемые микрофизикой, требуют выдвижения различного рода теоретических предположений, описывающих новое явление, и впоследствии подвергаемых доказательству и практической проверке.

Предсказания, предвидения, гипотезы издавна являются необходимыми методами научного исследования. Ученые неоднократно отмечали, что это вполне "законные методы", и их "удача в высокой степени зависит от интуиции"15.

Но в чем конкретно выражается эта зависимость? Какие функциональные операции в процессе выдвижения гипотезы выполняются интуицией? На эти вопросы современная наука до сих пор еще не дает однозначного ответа. Да это и не удивительно. Посмотрите, как сложен процесс творческого поиска, сколько непонятного, необъяснимого, внезапного в нем!

Ученый-гносеолог может только попытаться нарисовать примерную схему творческого акта, выделив какие-то специфические ролевые функции интуиции. Прежде чем и нам попытаться это сделать, приведем несколько примеров научных открытий, базирующихся на выдвижении гипотез.

Важнейшей "формой развития естествознания, поскольку оно мыслит, является гипотеза, – писал Энгельс, – наблюдение открывает какой-нибудь новый факт, делающий невозможным прежний способ объяснения фактов, относящихся к той же самой группе. С этого момента возникает потребность в новых способах объяснения, опирающаяся вначале только на ограниченное количество фактов и наблюдений. Дальнейший опытный материал приводит к очищению этих гипотез, устраняет одни из них, исправляет другие, пока, наконец, не будет установлен в чистом виде закон"16. Выдвижение гипотезы как средства познания сущности определенных явлений занимает в микрофизике гораздо большее место, чем когда-либо в науке.

По мнению известного советского физика С. И. Вавилова, существуют гипотезы трех типов: модельные, базирующиеся на экстраполяции принципов и математической экстраполяции17.

Основой в процессе выдвижения гипотез модельного типа является предположение, что все явления в природе протекают аналогично явлениям обычного макроскопического масштаба. "Это представление, – пишет Вавилов, – служит точной моделью для теории процессов, внутренняя сущность которых скрыта от обычного наблюдения и опыта. Предполагается, например, что всякое тело построено из отдельных частиц (атомов), движущихся и взаимодействующих по законам механики, и на этой почве создается кинетическая теория вещества, весьма успешно объясняющая тепловые свойства тел"18. Так, использование аналогий (например, Шредингера, Гейзенберга), где классическая физика служит моделью для исследования микропроцессов на более высоком уровне познания – на уровне логического построения теорий, и создает основу для особой формы дедуктивного метода в физике – выдвижение гипотез модельного типа.

Гипотезы второго типа опираются на экстраполяцию некоторых опытных данных, впоследствии обобщаемых и формирующихся в принципы. В этом случае создается возможность перенесения полученных закономерностей для небольшого количества явлений на более широкую группу. Например, закон сохранения энергии, доказанный для ограниченного круга явлений, затем трансформируется в принцип, действительный для всякой замкнутой системы. Таким же образом обобщенные принципы выполняют в дальнейшем роль аксиом в геометрии.

Примером гипотезы данного типа служит открытие частицы "нейтрино", сделанное швейцарским физиком В. Паули. При анализе процесса бета-распада или бета-превращения нейтрона в протон и другие частицы Паули обнаружил, что появляющиеся при бета-распаде частицы (протон и электрон) обладают в сумме меньшей энергией, чем нейтрон до распада. Уверенно экстраполируя закон сохранения энергии на явления микромира, Паули делает вывод: недостающую энергию уносит какая-то новая частица, не замечаемая в данном опыте.

Аналогично экстраполировался закон сохранения импульса для гипотетического объяснения эмпирически установленного двойного распада. Первичной частицей в данном распаде является положительный и отрицательный пи-мезон. Положительный пи-мезон распадается на мю-мезон и нейтрино, а образовавшийся мю-мезон распадается на позитрон, нейтрино и антинейтрино. В случае распада отрицательного пи-мезона продуктами его на первой стадии будут мю-мезон и антинейтрино, а на второй – электрон, нейтрино и антинейтрино. На фотографиях двойного распада нейтрино и антинейтрино в силу их нейтральности не регистрировались. Однако в точках распада пи-мезона и мю-мезона наблюдались изломы. Если экстраполировать на эти явления закон сохранения импульса, то необходимо было сделать допущение о существовании каких-то нейтральных частиц, не оставляющих следов на фотографии.

Таким образом, в основе двух рассмотренных типов гипотез лежит аналогия. Сама же гипотеза часто бывает непроверяема. Она представляет собой внезапный перескок в процессе логического рассуждения, именуемый как некое пропущенное звено в последовательной цепи дедуктивного рассуждения. Отсюда необходимость вывода следствий для обоснования и подтверждения этой гипотезы.

Как известно, в природе мы не можем наблюдать абсолютно равномерного прямолинейного движения. Это понятие есть не что иное, как абстракция. Следовательно, Ньютон не мог выведенные им для этого движения законы проверить непосредственно. Поэтому вслед за формулировкой основных законов механики Ньютон выводит из них целый ряд следствий: правило параллелограмма сил, закон сохранения центра тяжести. В процессе доказательства истинности этих следствий и был сделан вывод о справедливости основных законов, описывающих равномерное прямолинейное движение.

Закономерности микрофизики отражают еще более глубоко скрытую сущность действительности. В связи с этим ее теории обладают большей абстрактностью.

Ввиду перехода современной физической науки к исследованию более сложных закономерностей ведущее положение среди теоретических методов физики стали занимать метод математического моделирования и математическая гипотеза. Математика всегда была ценнейшим орудием в процессе физического осмысления мира. Возрастание роли ее в современной физике обусловлено тем, что без нее нельзя проникнуть в тайны свойств и закономерностей атомного и субатомного мира. Ничтожно малые количественные характеристики микрообъектов и невозможность наблюдения их даже с помощью приборов как целого вызывает необходимость познания последних посредством различных математических конструктов.

В основе такого использования математики лежат две ее специфические особенности: во-первых, исключительная степень абстракции математических понятий, категорий универсальной обобщенности принципов; и, во-вторых, совершенно уникальная логика внутреннего построения в сравнении с другими науками. Исходя из некоторых общих посылок, математические операции могут привести к новым, не известным до сих пор соотношениям. Посредством математического описания микрообъектов можно раскрыть новые количественные и качественные стороны познаваемой области действительности. И, более того, предсказать многие эмпирические факты.

Итак, метод математического моделирования, или, как его чаще называют, метод математической экстраполяции, состоит в том, что при исследовании новых явлений, закономерностей, которые доселе неизвестны и не могут быть выражены с помощью имеющихся понятий и представлений, физик-теоретик берет некоторое математическое уравнение, выражающее закономерности определенной группы явлений уже известных и близко стоящих к исследуемой группе. Согласуясь с рядом принципов, используемых в физической науке (принцип соответствия, принцип простоты, принцип красоты или стройности, требование инвариантности, соответствия определенным законам сохранения и т.п.), он трансформирует взятое уравнение, из которого математическим путем выводятся следствия, и сопоставляемые с данными эксперимента.

Использование гипотезы типа математической экстраполяции занимает значительное место в творчестве П. Дирака, заложившего с помощью нее основы релятивистской квантовой теории. В 1928 г. Дирак обобщил уравнение Шредингера, переведя его в инвариантное по отношению к преобразованиям Лоренца. Полученное уравнение удовлетворяло требованиям теории относительности и в нерелятивистском пределе трансформировалось в уравнение Шредингера. Это первое релятивистское уравнение превосходно сочеталось с данными опыта. Именно из релятивистского уравнения и родилось предсказание о существовании античастиц как совершенно нового физического явления. Теоретический анализ следствий этого уравнения и последующие эксперименты позволили вывести закон о наличии у каждой частицы соответствующей античастицы. Благодаря тому, что метод математической экстраполяции представляет собой абстракцию очень высокого порядка, Дирак и смог прийти к своим выводам. Насколько велика роль этого метода в физике микромира, можно судить по его применению многими учеными в процессе создания замкнутой теории элементарных частиц.

Рассмотренные примеры из области физики наводят на мысль о том, что процесс выдвижения гипотезы непосредственно связан с действием метода аналогии.

 <<<     ΛΛΛ     >>>   

Ирина В.,Новиков А. В мире научной интуиции. Интуиция и разум истории науки и философии 8 интуиция
Интеллектуальная интуиция как обычный способ мышления
Результатом выступает формирование в сознании фарадея нового наглядного представления о волновом
Ирина В.,Новиков А. В мире научной интуиции. Интуиция и разум истории науки и философии 2 счастливой
Интуиция