Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который мо­жет быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.

   Мысленный эксперимент имеет эвристическую цен­ность. Например, мысленный эксперимент В. Гейзенберга. «В этом мысленном эксперименте соотношение неопреде­ленности было найдено благодаря абстрагированию, разде­лившему целостную структуру электрона на две противопо­ложности: волну и корпускулу. Тем самым совпадение результата мысленного эксперимента с результатом, полу­ченным математическим путем, означало доказательство объективно существующей противоречивости электрона как цельного материального образования и дало возможность понять это классически» [21].

Формализация Формализация — это метод теоретического познания, 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. Примером формализации могут служить математические описания объектов и явлений, основанные на соответствующих 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 их даль­нейшего познания. Для построения любой формальной системы необходимо: ►   задание алфавита, т. е. определенного набора знаков; ►   задание правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены «слова», «формулы»; ►   задание правил, по которым от одних слов, формул дан­ной системы можно переходить к другим словам и формулам.

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.

Вряд ли удалось бы успешно пользоваться, например, тео­ретическими выводами Максвелла, если бы они не были компактно выражены в виде математических уравнений, а описывались бы с помощью обычного, естественного языка. 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. Толь­ко в этом случае могут быть правильно применены те или иные формализмы.

«Голое математическое уравнение еще не представляет физической теории, чтобы получить физи­ческую теорию, необходимо придать математическим сим­волам конкретное эмпирическое содержание» [30]. Поучительным примером формально полученного и на первый взгляд «бессмысленного» результата, который об­наружил впоследствии весьма глубокий физический смысл, являются решения уравнения Дирака, описывающие движе­ние электрона.

Среди этих решений оказались такие, кото­рые соответствовали состояниям с отрицательной кинети­ческой энергией. Позднее было установлено, что указанные решения описывали поведение неизвестной до этого части­цы — позитрона, являющегося антиподом электрона. В дан­ном случае некоторое множество формальных преобразо­ваний привело к новому содержательному результату.

Расширяющееся использование формализации как ме­тода теоретического познания связано не только с разви­тием математики. В химии, например, соответствующая хи­мическая символика вместе с правилами оперирования ею также явиляется одним из вариантов формализованно­го искусственного языка. Важное место метод формали­зации занимает в логике. Труды Лейбница положили нача­ло созданию метода логических исчислений.

Последний привел к формированию в середине XIX века математической логики, которая во второй половине XX столетия сыграла важную роль в развитии кибернетики, в появлении электронных вычислительных машин, в решении задач ав­томатизации и т. д. Однако, возможности любого формализованного язы­ка остаются принципиально ограниченными. Они не могут быть единственной формой языка современной науки.

«Но в той мере, в какой адекватность немыслима без точнос­ти, тенденция к возрастающей формализации языков всех и особенно естественных наук является объективной и прогрессивной...» [31]. Индукция и дедукция Индукция — (от лат. induction — наведение, побужде­ние) это метод познания, основывающийся на формально­логическом умозаключении, которое приводит к получению общего вывода на основании частных посылок.

Другими словами, это есть движение нашего мышления от частно­го, единичного к общему. Обнаруживая сходные признаки, свойства у многих объектов определенного класса, ис­следователь делает вывод о присущности этих признаков, свойств всем объектам данного класса. Например, в про­цессе экспериментального изучения электрических явле­ний использовались проводники тока, выполненные из раз­личных металлов.

На основании многочисленных единичных опытов сформировался общий вывод об электропроводно­сти всех металлов. Наряду с другими методами познания, индуктивный метод сыграл важную роль в открытии неко­торых законов природы (всемирного тяготения, атмосфер­ного давления, теплового расширения тел и др.). Индукция, используемая в научном познании (научная индукция)