Наука-естествознание как способ построения моделей

Наукой принято называть сферу человеческой деятельности, функцией которой является выработка и теоретическая схематизация объективных знаний о действительности; отрасль культуры, которая существовала не во все времена и не у всех народов [[4]].

Канадский философ Уильям Хетчер определяет современную науку, как "способ познания реального мира, включающего в себя как ощущаемую органами чувств человека реальность, так и реальность невидимую, способ познания, основанный на построении проверяемых моделей этой реальности". Такое определение близко к пониманию науки академиком В.И.Вернадским, английским математиком А.Уайтхедом, другими известными учеными.

В научных моделях мира обычно выделяются три уровня, которые в конкретной дисциплине могут быть представлены в различном соотношении [[5]]:

Эмпирический материал (экспериментальные данные)

Идеализированные образы (физические модели)

Математическое описание (формулы и уравнения)

Наглядно-модельное рассмотрение мира неизбежно ведет к приблизительности любой модели. А.Эйнштейн (1879-1955) говорил "Пока математические законы описывают действительность, они неопределенны, а когда они перестают быть неопределенными, они теряют связь с действительностью".

Многие проблемы в преподавании и понимании основ естественных наук связаны со смешением реальности, ее физических моделей и их математического описания. Доктор философских наук Э.В.Соколов пишет [[6]]:

“Невозможно в физике изучить то, чего нет или что представляется самим методом изучения. Уравнения в физике правомерны и нужны лишь до тех пор, пока они упорядочивают, объясняют исследуемую объективную реальность. Оперировать в физике "чистыми" математическими функциями – значит выйти из физики в математику, то есть, интеллектуалистику. А такой выход сопряжен с тем, что меняется наше мировидение, меняются цели науки. Выход в "микромир", изучение бесконечно малых и бесконечно больших величин, несопоставимых с возможностями человеческих чувств – означает выход из естествознания в метафизику. Метафизикой заниматься можно и нужно, но следует помнить, что ценность теорий в физике, да и в любой области естествознания, определяется их описательной, объяснительной, предсказательной и манипулятивной силой, а не строгостью и изяществом. Эта сила обычно тем больше, чем уже границы объясняемой и описываемой области. Чем проще теория, тем легче ее применять, тем больше людей могут ей воспользоваться.”

К чему может привести неоправданный приоритет математического описания (и физической модели) над экспериментом? В современной экспериментальной науке большое внимание уделяется правильной обработке *результатов, причем большую часть результатов исследователь получает после предварительной обработки компьютером (фурье-спектроскопия, туннельная микроскопия, ЯМР-томография и др.). Предположим, что в начале XX века Э.Резерфорд (1871-1937) и его молодые сотрудники Г.В.Гейгер (1882-1945) и Э.Марсден (1889-1970) получили для своих экспериментов с рассеянием a-частиц компьтеризированную установку. Она легко воспроизвела бы основной результат, что наиболее вероятный угол рассеяния a- частиц на золотой фольге толщиной 4*10^–5 см составляет 0,87⁰. Для тех же чрезвычайно редких (1 из 20000 измерений) случаев рассеяния на угол более 90⁰ согласно центральной предельной теореме теории вероятностей достоверность эксперимента составляет 3*10^–2174 (это не опечатка!); поэтому компьютер со стандартной программой без малейшего сомнения отбросил бы такие “случайные ошибки”. И осталась бы наука без планетарной модели атома, по крайней мере на несколько десятков лет. Только великолепная интуиция Резерфорда позволила ему сделать вывод, что чрезвычайно редкие “случайные” результаты истинны, и на их основе изменить физическую модель атома (вместо “пудинга с изюмом” Дж.Томсона (1856-1940) подобие солнечной системы) [[7]].

Специфику естественнонаучного знания можно определить тремя признаками: истинность, интерсубъективность и системность [[8]]. Истинность научных истин определяется принципом достаточного основания: всякая истинная мысль должна быть обоснована другими мыслями, истинность которых доказана. Интерсубъективность означает, что каждый исследователь должен получать одинаковые результаты при изучении одного и того же объекта в одних и тех же условиях. Системность научного знания подразумевает его строгую индуктивно-дедуктивную структуру.

Дата добавления: 2014-12-16