|
|
ИНТУИЦИЯ, АНАЛОГИЯ, ГИПОТЕЗА
Многообразный реальный мир, в котором действуют различные физические процессы, представляется субъекту как бесконечно развивающаяся субстанция, состоящая из взаимодетерминированных процессов. По-видимому, в каждом объекте, процессе и т.п.. всегда есть нечто сходное с другими предметами и явлениями мира. "Инстинкт разума дает почувствовать, что то или другое эмпирически найденное определение имеет свое основание по внутренней природе или роде данного предмета, и он в дальнейшем опирается на это определение"10, – писал В. И. Ленин, характеризуя замечание Гегеля по поводу аналогии как "меткое". Этот чувствующий инстинкт разума и есть то, что мы называем интуицией. А объективно существующая в реальном мире аналогичность является материальной основой, обеспечивающей активизацию познавательных функций сознания. "В физике все знания основываются только на аналогии: если бы сходство следствий не дало нам право заключать о тождестве их причин, что стало бы с этой наукой?"11
Правильность этого утверждения доказывается тем, что в современной физической науке значительно возросла роль аналогий как специфического метода. Использование метода аналогий характерно и для работ Лоренца, Эйнштейна, Пуанкаре, Минковского. Исходным пунктом в работах этих ученых было стремление разрешить противоречие между теорией и опытными данными, связанное с отрицательным результатом в опыте Майкельсона – Морли.
Попыткой преодолеть указанную трудность была гипотеза Лоренца о сокращении длины тела в направлении его движения. Основой для выдвижения данной гипотезы послужила предложенная Лоренцем аналогия между электромагнитными и молекулярными силами. Дальнейшее уточнение этой аналогии подчинено вполне определенной цели, на которую указывал и сам Лоренц: согласовать гипотезу сокращения длин с общепринятыми в классической физике теориями.
Иной путь избирает Эйнштейн. Он применяет аналогию, требующую отказа от целого ряда установившихся традиционных положений физической науки. Аналогия Эйнштейна заключалась в переносе принципа относительности на электродинамические, оптические, а затем и на все физические явления. Так было положено начало новому периоду физической науки.
Детально исследовав преобразования Лоренца, Пуанкаре стремится найти их инварианты. В качестве аналогов выступают целые системы, связанные преобразованиями Лоренца. Это уже аналогия между различными теориями, описывающими явления.
В трудах Минковского специальная теория относительности приобретает строгую математическую форму. А в основе его исследований лежит глубокая аналогия между пространством и временем. Формулируя ее математически, Минковский сопоставляет трем пространственным координатам одну временную, получая, таким образом, четырехмерность пространства.
Итак, ученые-физики, успешно используя совершенно отличные друг от друга аналогии, могут получать различные результаты, каждый из которых знаменует собой определенный вклад в физическую науку.
Несколько иначе проявляется индивидуальность и неповторимость творческого механизма ученого в истории создания квантовой механики. "Развитие так называемой волновой механики является типичным примером достижения прогрессирующей теории, полученной путем глубоких и удачных аналогий"12. В ее основу были положены работы Шредингера и Гейзенберга, каждый из которых применяет различные аналогии.
Полученные результаты, несмотря на различную форму описания, диалектически взаимосвязаны между собой. Созданная Шредингером механика получила в истории физики название волновой. Работы Гейзенберга, как может показаться на первый взгляд, привели к иным результатам – к созданию квантовой механики.
Однако вскоре Эккарту и Шредингеру удалось доказать, что волновая механика Шредингера есть не что иное, как математический эквивалент квантовой механики Гейзенберга. Полученные результаты выглядели поистине фантастическими: оказалось, что из решений, даваемых уравнением Шредингера, можно вычислить элементы матриц соответствующей задачи квантовой механики. В основе этого вывода, так же как и в других случаях, лежит аналогия: но это уже не аналогия между классическими квантовыми соотношениями в самой природе микрообъемов, а аналогия между теориями, описывающими эти соотношения.
Многообразие аналогий связано с диалектической взаимосвязью и обусловленностью явлений материального мира. Поэтому содержание этого метода всегда объективно. Но применение его связано с конкретным субъектом, проводящим научное исследование, и носит субъективный, а частично и неосознанный характер. В использовании метода аналогии, по-видимому, всегда имеются результаты интуитивного познания. Интуиция может предшествовать методу аналогии, например, в создании уравнения Шредингера. Интуитивное знание может быть результатом действия метода аналогии, таковой является идея Тамма – Юкавы и ряд других исследований в области элементарных частиц.
Спустя несколько лет после создания Эйнштейном специальной теории относительности появляется ее аналог – общая теория относительности. Интересно, что аналогия, положенная в ее основу, по своей структуре напоминает не аналогии, используемые в исследованиях Лоренца, Пуанкаре или Минковского, а аналогию самого Эйнштейна в специальной теории относительности. Это еще раз свидетельствует об индивидуальности, оригинальности, неповторимости творческого механизма ученого и во многом определяется его интуицией (так полагал и сам Эйнштейн).
Однако не всегда аналогии способствовали успешному развитию физической науки. Нередко на основе ложных аналогий строились целые физические теории, долгое время препятствующие развитию научного физического знания. В числе многочисленных примеров – теория теплорода, основанная на ложной аналогии между законами распространения тепла и движением жидкости, и т.п.
Но этим не отрицается огромная эвристическая сила аналогии, а только указывается на то, что аналогичность еще не есть доказательство. Аналогия – важнейшее средство познания, заключающееся в нахождении сходства свойств, признаков предметов, их количественных соотношений, закономерностей развития различных процессов и т.п. (например, для древних греков аналогия – это сходство пропорций). Построение физического знания посредством аналогии, как видно из рассмотренных выше примеров, осуществляется через комбинирование, соотнесение имеющихся ранее знаний с объяснением, истолкованием вновь открываемых физических явлений.
При этом "среди выбранных комбинаций наиболее плодотворными часто оказываются те, которые составлены из элементов, взятых из очень далеких областей"13. Это, конечно, не значит, что полярность аналогично сопоставляемым областям должна быть как можно более безграничной. "Я не хочу сказать, – писал Пуанкаре, – что для того, чтобы сделать открытие, достаточно сопоставить как можно более разношерстные факты; большинство комбинаций, образованных таким образом, было бы совершенно бесполезным, но зато некоторые из них, хотя и очень редко, бывают наиболее плодотворными из всех"14.
Работа исследователя заключается в том, чтобы наиболее удачно осуществить "выбор" из числа возможных аналогичных комбинаций. Очевидно, аналогия возможна только благодаря действию всех форм познавательного процесса нашего сознания и базируется на всем предшествующем общественно-историческом опыте. Однако важная роль в исследовании по аналогии принадлежит действию интуиции. Комбинирование между чувственными образами и понятиями одного процесса с аналогичными комбинациями в другом процессе происходит благодаря эйдетической и концептуальной интуиции.
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.
Читайте далее:
Предыдущая страница: