Вместе с тем мысленный эксперимент играет и самостоятель­ную роль в науке. При этом, сохраняя сходство с реальным эк­спериментом, он в то же время существенно отличается от него.

В научном познании могут быть случаи, когда при исследо­вании некоторых явлений, ситуаций, проведение реальных экс­периментов оказывается вообще невозможным. Этот пробел в познании может восполнить только мысленный эксперимент.

Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы совре­менного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей. История развития физики богата фактами использования мыс­ленных экспериментов. Примером могут служить мысленные эксперименты Галилея, приведшие к открытию закона инерции. « .Закон инерции, — писали А. Эйнштейн и Л. Инфельд, — нельзя вывести непосредственно из эксперимента, его можно вывести умозри­тельно — мышлением, связанным с наблюдением. Этот экспери­мент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он ведет к глубокому пониманию действительных экспериментов»[34].

Мысленный эксперимент может иметь большую эвристичес­кую ценность, помогая интерпретировать новое знание, полу­ченное чисто математическим путем. Это подтверждается мно­гими примерами из истории науки.

Метод идеализации, оказывающийся весьма плодотворным во многих случаях, имеет в то же время определенные ограни­чения. Кроме того, любая идеализация ограничена конк­ретной областью явлений и служит для решения только опреде­ленных проблем. Это, хорошо видно хотя бы на примере выше­указанной идеализации «абсолютно черное тело».

Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на ее ос­нове теоретические построения позволяют затем эффективно ис­следовать реальные объекты и явления. Упрощения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскры­вающей законы исследуемой области явлений материального мира. Если теория в целом правильно описывает реальные явле­ния, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.

4.4.3. Формализация.

Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который заключается в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических поло­жений и оперировать вместо этого некоторым множеством сим­волов (знаков).

Этот прием заключается в построении абстрактно-математи­ческих моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами). Отношения знаков заменяют собой высказывания о свойствах и отношениях предметов. Таким путем создается обобщенная зна­ковая модель некоторой предметной области, позволяющая обна­ружить структуру различных явлений и процессов при отвле­чении от качественных характеристик последних. Вывод одних формул из других по строгим правилам логики и математики представляет формальное исследование основных характеристик структуры различных, порой весьма далеких по своей природе явлений.

Ярким примером формализации являются широко исполь­зуемые в науке математические описания различных объектов, явлений, основывающиеся на соответствующих содержательных теориях. При этом используемая математическая символика не только помогает закрепить уже имеющиеся знания об исследу­емых объектах, явлениях, но и выступает своего рода инстру­ментом в процессе дальнейшего их познания.

Для построения любой формальной системы необходимо: а) задание алфавита, т. е. определенного набора знаков; б) задание правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены «слова», «формулы»; в) задание правил, по кото­рым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам (так называемые правила вывода).

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного искусственного языка. Важным достоинством этой системы является возможность проведения в ее рамках исследо­вания какого-либо объекта чисто формальным путем (оперирова­ние знаками) без непосредственного обращения к этому объекту.

Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и четкости записи научной информации, что откры­вает большие возможности для оперирования ею.

Разумеется, формализованные искусственные языки не об­ладают гибкостью и богатством языка естественного. Зато в них отсутствует многозначность терминов (полисемия), свойствен­ная естественным языкам. Они характеризуются точно постро­енным синтаксисом (устанавливающим правила связи между знаками безотносительно их содержания) и однозначной семан­тикой (семантические правила формализованного языка впол­не однозначно определяют соотнесенность знаковой системы с определенной предметной областью). Таким образом, формали­зованный язык обладает свойством моносемичности.

Возможность представить те или иные теоретические положе­ния науки в виде формализованной знаковой системы имеет боль­шое значение для познания. Но при этом следует иметь в виду, что формализация той или иной теории возможна только при уче­те ее содержательной стороны. «Голое матема­тическое уравнение еще не представляет физической теории, что­бы получить физическую теорию, необходимо придать математи­ческим символам конкретное эмпирическое содержание»[35].

Расширяющееся использование формализации как метода теоретического познания связано не только с развитием мате­матики. В химии, например, соответствующая химическая сим­волика, вместе с правилами оперирования ею явилась одним из вариантов формализованного искусственного языка. Все бо­лее важное место метод формализации занимал в логике по мере ее развития. Труды Лейбница положили начало созданию мето­да логических исчислений. Последний привел к формированию в середине XIX в. математической логики, которая во второй половине нашего столетия сыграла важную роль в развитии ки­бернетики, в появлении электронных вычислительных машин, в решении задач автоматизации производства и т. д.

Язык современной науки существенно отличается от есте­ственного человеческого языка. Он содержит много специаль­ных терминов, выражений, в нем широко используются сред­ства формализации, среди которых центральное место при­надлежит математической формализации. Исходя из потреб­ностей науки, создаются различные искусственные языки, пред­назначенные для решения тех или иных задач. Все множество созданных и создаваемых искусственных формализованных языков входит в язык науки, образуя мощное средство научно­го познания.

4.4.4. Аксиоматический метод.

При аксиоматическом построении теоретического знания сна­чала задается набор исходных положений, не требующих дока­зательства (по крайней мере, в рамках данной системы знания). Эти положения называются аксиомами, или постулатами. Затем из них по определенным правилам строится система выводных предложений. Совокупность исходных аксиом и выведенных на их основе предложений образует аксиоматически построенную тео­рию.