ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ ШТОФФ. (1915-1984)

ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ ШТОФФ. (1915-1984)

В.А. Штофф — известный специалист по теории познания, методологии науки и философским проблемам естествознания, доктор философских наук, профессор, с 1938 года до конца дней преподавал философию в Ленинградском государственном университете, с 1967 года заведовал кафедрой философии Института повышения квалификации при ЛГУ. Начав с изучения методологических проблем паук о неживой природе, он переходит к методологии сложных систем, затем к проблемам моделирования, результаты исследования которых представлены в монографиях: «Роль моделей в познании» (Л.. 1963), «Моделирование и философия» (М.;Л., 1966). Осуществил фундаментальное исследование моделей в науке с привлечением не только отечественных, но и зарубежных работ, что не всегда было возможно в те годы. В 1978 году выходит его книга «Проблемы методологии научного познания», которая до сих пор остается одной из лучших в отечественной литературе по методологии. Его труды получили международное признание, они были переведены и изданы в Венгрии, Германии, Польше, Болгарии.

Л.А. Микешина

Ниже приводятся отрывки из следующих работ:

1. Штофф В.А. Моделирование и философия: М.. 1966.

2. Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1978.

Моделирование и философия

<...>Анализ научной литературы, в которой применяется термин «модель», и сложной процедуры построения научных теорий, их экспериментальной проверки, описания и объяснения изучаемых явлений показывает, что этот термин употребляется прежде всего в двух совершенно различных, прямо противоположных значениях: 1) в значении некоторой теории и 2) в значении чего-то такого, к чему теория относится, т.е. что она описывает или отражает.

Слово «модель» произошло от латинского слова «modus, modulus», что означает: мера, образ, способ и т.н. Его первоначальное значение было связано со строительным искусством, и почти во всех европейских языках оно употреблялось для обозначения образца, или прообраза, или вещи, сходной в каком-то отношении с другой вещью. Именно это самое общее значение слова «модель», видимо, послужило основанием для того, чтобы использовать его в качестве научного термина в математических, естественных, технических и социальных науках, причем этот термин получает два противоположных значения.

В математических науках после создания Декартом и Ферма аналитической геометрии, на основе которой укрепилась идея о согласованности между собой различных частей математики, понятие модели было использовано для развития этой идеи. При этом моделью становится принятым обозначать теорию, которая обладает структурным подобием по отношению к другой теории. Две такие теории называются изоморфными, а одна из них выступает как модель другой, и наоборот (1, с. 6-7). <...>

С другой стороны, в науках о природе (астрономия, механика, физика, химия, биология) термин «модель» стал применяться в другом смысле, не для обозначения теории, а для обозначения того, к чему данная теория относится или может относиться, того, что она описывает. И здесь со словом «модель» связаны два близких друг к другу, хотя и несколько различающихся значения. Во-первых, под моделью в широком смысле понимают мысленно или практически созданную структуру, воспроизводящую ту или иную часть действительности в упрощенной (схематизированной или идеализированной) и наглядной форме <...> Подобные модели представляют собой существенный момент всякой исторически преходящей научной картины мира, и вопрос может заключаться в том, насколько научно обоснованы эти модели, каковы их функции, назначение, цель. Однако всегда модель в этом смысле выступает как некоторая идеализация, упрощение действительности, хотя самый характер и степень упрощения действительности, вносимые моделью, могут со временем меняться. При этом модель как составной элемент научной картины мира содержит и элемент фантазии, будучи продуктом творческого воображения, причем этот элемент фантазии в той или иной степени всегда должен быть ограничен фактами, наблюдениями, измерениями. В этом смысле говорили о моделях Г. Герц, М. Планк, Н.А. Умов и другие физики.

В несколько ином, более узком смысле термин «модель» применяют тогда, когда хотят изобразить некоторую область явлений с помощью другой, более хорошо изученной, легче понимаемой, более привычной, когда, другими словами, хотят непонятное свести к понятному. Так, физики XVIII в. пытались изобразить оптические и электрические явления посредством механических, рассматривая, например, свет как колебания «Эфирной материи» (Х. Гюйгенс) или поток корпускул (И. Ньютон) или же сравнивая электрический ток с течением жидкости по трубкам, движение молекул в газе с движением биллиардных шаров, строение атома со строением Солнечной системы («планетарная модель атома») и т.п.

Такое понятие модели сливается с понятием о физической аналогии как отношении сходства систем, состоящих из элементов разной физической природы, но обладающих одинаковой структурой. Часто такие модели называются моделями-аналогами или просто аналогами независимо от того, являются ли они воображаемыми или реальными.

Легко заметить, что во всех только что описанных случаях под моделью имеется в виду нечто глубоко отличное от теории. Если под теорией в данной связи понимается совокупность утверждений об общих законах данной предметной области, связанная воедино логически так, что из исходных посылок выводятся определенные следствия, то под моделью здесь имеют в виду либо а) конкретный образ изучаемого объекта (атом, молекула, газ, электрический ток, галактика и т.п ), в котором отображаются реальные или предполагаемые свойства, строение и другие особенности этих объектов, либо б) какой-то другой объект, реально существующий наряду с изучаемым (или воображаемый) и сходный с ним в отношении некоторых определенных свойств или структурных особенностей. Но как бы ни отличались эти два смысла, общим у них является то, что здесь модель означает некоторую конечную систему, некоторый единичный объект независимо от того, существует ли он реально или же является только в воображении. В этом смысле модель не теория, а то, что описывается данной теорий — своеобразный предмет данной теории (1, с. 6-9). <...>

Исходя из сказанного выше, мы принимаем для дальнейшего следующее исходное определение модели. Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте (1, с. 19). <...>

В модельном объяснении дедукция играет подчиненную роль, а главную роль играют аналогия и построение модели. В теоретическом же объяснении с его дедуктивной схемой модель отсутствует и единственным логическим орудием объяснения является дедукция. <...>

В результате такого сопоставления становится ясным, что, в то время как теоретическое объяснение, использующее дедуктивную схему, представляет собой строгое, достоверное и прямое объяснение, модельное объяснение основано на применении метода аналогии и является объяснением неоднозначным (возможным), гипотетическим и косвенным. Оно является неоднозначным, так как не исключает других возможных объяснений, основанных на других аналогиях. Оно представляет собой гипотетическое объяснение, так как в модели 1, на которую оно опирается, воплощена используемая при этом основная гипотеза. Оно является косвенным в том смысле, что модель 2 является посредником, с помощью которого законы, причины, условия, структуры и прочие содержания объясняющих посылок переносятся с соответствующими модификациями на изоморфную модели область, к которой принадлежит объясняемое явление. Благодаря этому создается возможность для объяснения эксплананда использовать теорию (вернее, ее определенную часть), характеризующую (отражающую) закономерности, причинные связи, структуры, функции, ситуации или объекты, служащие в качестве модели-аналога. Таково, например, объяснение дифракции электронов при помощи волновой модели, взятой из области световых явлений, и некоторых положений волновой теории света.

Благодаря этому в модельном объяснении может быть, в отличие от дедуктивной схемы, выражен любой из вышеперечисленных типов объяснения, так как создаваемая или выбираемая модель может выражать причинные связи, законы, структуры и структурно-функциональные зависимости, функции и динамику (историю), сходные с соответствующими характеристиками объясняемого явления.

Таким образом, принцип модельного объяснения основан на том, что теория, содержащая причинное, закономерное, структурное и другие объяснения одной области фактов посредством модели, применяется к другой области фактов, которые требуется объяснить. Это становится возможным благодаря тому, что модель выступает как член отношения, которое является либо физическим подобием, либо аналогией и во втором случае — гомоморфизмом или изоморфизмом. Данное отношение устанавливается между структурой хорошо известной области явлений (эта структура может быть изображена в виде модели как ее упрощенного образа), для которой существует теория, благодаря чему процессы в этой области нам понятны, и моделью области, нуждающейся в объяснении. Как правило, такое отношение есть отношение аналогии, так как целью моделирования на основе физического подобия является не столько объяснение, сколько исследование параметров натурного объекта. В силу особенностей физического подобия модель и объект считаются одинаково понятными с точки зрения их внутренней сущности, их механизмов. Модель-аналог может быть реализована и подвергнута экспериментальному исследованию, хотя это не является необходимым элементом объяснительной функции модели. Но безусловно необходимы теоретическое обоснование права на такую аналогию и строгое выполнение правил соотнесения модели как к структуре исходного явления или предметной области, так и к явлениям, фактам той области, которую необходимо изучить. В этом случае та область, с которой мы хорошо знакомы, т.е. для которой существует хорошо разработанная и подтвержденная на практике теория, может быть использована для построения мысленной модели нового, непонятного в каком-то отношении процесса. В силу же того, что отношения соответствия между моделью 2 и предметом объяснения сформулированы явным образом, теория той области, из которой взята модель 2, переносится на изучаемую область и последняя объясняется с помощью законов, действующих в первой области. Следует еще раз подчеркнуть, что такое расширение теории может быть осуществлено только в границах, допускаемых данным модельным отношением, и необходима постоянная бдительность, предохраняющая исследование от отождествления модели с объектом изучения по всем элементам, функциям, структуре, связям.

Объяснительная функция выполняется, разумеется, не только моделями-аналогами, но и теми образными или знаковыми моделями, которые отображают объект более непосредственно. Такие модели 1 создаются для того, чтобы более адекватно отобразить подлежащие объяснению особенности и свойства объекта. Поэтому в этих моделях на первый план выступают и фиксируются черты сходства («позитивная аналогия») модели с объектом, а черты различия («негативная аналогия») элиминируются посредством абстракции различной степени.

Поэтому, например, атомная модель Бора — это уже не планетная система (аналог), а система электрически заряженных индивидуумов, в которой вокруг положительно заряженного ядра вращаются отрицательно заряженные электроны, к тому же «прыгающие» с орбиты на орбиту при энергетических изменениях атома. Знаковая модель молекулы или кристалла — это не упорядоченная совокупность конкретных физических шаров (аналог), а система знаков, предназначенная отобразить порядок химической связи и расположение атомов в пространстве. Но в этой форме моделирования также осуществляется объяснение. Так, например, структурные формулы, введенные А.М. Бутлеровым и А. Кекуле в химию, дали возможность (в сочетании с теорией химического строения) объяснить такие явления, как наличие изомерии у одних углеродных соединений и отсутствие ее у других; стереохимические модели позволили объяснить отсутствие изомерии, например, у производных метана и существование транс- и цис-изомерии у непредельных, и циклических органических соединений, которая обусловлена различным расположением заместителей у углеродных атомов относительно двойной связи или плоскости кольца (1, с. 196-199).

Проблемы методологии научного познания

Модели и модельный эксперимент

<...> Модель — это специфическая, качественно своеобразная форма и одновременно средство научного познания. Она выполняет специальные функции в процессе научного познания.

Имея в виду сказанное выше, мы будем называть моделью любую систему, мысленно представляемую или реально существующую, которая находится в определенных отношениях к другой системе (называемой обычно оригиналом, объектом или натурой) так, что при этом выполняются следующие условия:

1. Между моделью и оригиналом имеется отношение сходства, форма которого явно выражена и точно зафиксирована (условие отражения или уточненной аналогии).

2. Модель в процессах научного познания является заместителем изучаемого объекта (условие репрезентации).

3. Изучение модели позволяет получать информацию (сведения) об оригинале (условие экстраполяции).

Эти три взаимно связанные и обусловливающие друг друга условия являются необходимыми и достаточными признаками модели. Необходимыми потому, что отсутствие одного из них лишает систему ее модельного характера. Достаточными потому, что они объясняют все специфические особенности модели как своеобразной формы и специального средства научного познания (2, с. 113-114). <...>

Для построения научной классификации очень важно выбрать в качестве основы такой признак или такие признаки, которые отражали бы существенные свойства, связи и отношения классифицируемых объектов. В нашем случае в качестве таких признаков, позволяющих различить и сгруппировать, систематизировать различные типы моделей, мы выберем: а) характер их отношения к объекту или, точнее, способ, форму репрезентации оригинала и б) степень, характер или уровень сходство модели и замещаемого объекта. Как видно из предыдущего, эти признаки вполне отвечают определению модели.

По способу репрезентации, форме воспроизведения модели могут быть разделены на материальные (менее удачные синонимы: вещественные, физические, действующие) и мысленные (менее удачные синонимы: идеальные, воображаемые, умозрительные).

К числу материальных моделей относятся все те модели, которые сконструированы человеком искусственно или взяты из природы в качестве образцов. При этом, независимо от того, сконструированы модели искусственно или же в качестве моделей использованы существующие в природе процессы или предметы, их отношения сходства к объекту, равно и все изменения в них, процессы преобразования, существуют объективно, независимо и вне сознания человека. Сознание и сознательность субъекта ограничиваются лишь выбором подходящей модели, знанием условий сходства и использованием этого знания при создании или выборе модели. После того как такая модель стала объектом изучения, она функционирует как любой материальный объект по объективным законам природы. Именно поэтому такие модели, как мы увидим ниже, и могут быть средством научного эксперимента, являющегося формой предметно-орудийной, материальной деятельности (т е. практики).

Мысленные модели отличаются тем, что они конструируются в форме мысленных образов, существующих лишь в голове исследователя, теоретика. В этом смысле они выполняют свои познавательные функции как мысленно представляемые, т.е. идеальные, конструкции. Правда, в процессах научной коммуникации, выражающей общественный характер науки, мысленные модели фиксируются с помощью языка, знаковых средств, чертежей, рисунков и других материальных средств выражения. Но от этого мысленные модели не становятся материальными, так как при этом все операции над ними, все преобразования в них и изменения осуществляются субъектом, применяющим (или нарушающим) соответствующие правила, законы и принципы, которыми следует в такой деятельности руководствоваться. Поэтому оперирование мысленными моделями представляет собой форму мысленного эксперимента, а сами модели являются его мысленными орудиями и средствами.

Таким образом, различие между материальными и мысленными моделями носит исключительно гносеологический характер; оно связано с тем, являются ли модели материальными аналогами изучаемых явлений, или же они представляют собой мысленные образы последних (2, с. 114-116). <... >

Может показаться, что всякий корректно поставленный эксперимент предполагает использование действующей модели. В самом деле, поскольку в экспериментальной установке исследуется явление в «чистом» виде и полученные результаты характеризуют не только данное единичное явление в единичном опыте, но и другие явления этого класса, на которые переносятся каким-то способом результаты опыта, постольку данное явление можно считать в известном смысле моделью других явлений этого же класса. Однако это не так, ибо отношение между явлениями, которое изучается в данном единичном эксперименте, и другими явлениями этой же области есть отношение тождества, а не аналогии, между тем как именно последняя существенна для модельного отношения. Поэтому следует выделить особую форму эксперимента, для которой характерно использование действующих материальных моделей в качестве специальных средств экспериментального исследования. Такая форма эксперимента называется модельным экспериментом или моделированием.

Необходимость экспериментирования на моделях, замещающих подлинный объект исследования, диктуется рядом объективных условий и особенностей объектов познания, вследствие которых прямой эксперимент крайне затруднителен или просто невозможен. К такому модельному эксперименту, в котором вместо самого объекта изучается замещающая его модель, прибегают в основном в следующих случаях:

- когда объект исследования крайне удален в пространстве (например, некоторые космические объекты) или во времени (события и процессы, существовавшие в прошлом, в истории природы или общества);

- когда объект необозрим вследствие его размеров (например, галактика, земной шар до полетов в космос) или длительности его существования и развития (например, генетические изменения у долгоживущих животных и растений), а также когда объекты вообще недоступны наглядному созерцанию, как, например, объекты микромира;

- когда непосредственные и прямые эксперименты невозможны вследствие физических свойств объекта (например, физические процессы внутри звезд и т.п.);

- когда целью исследования является человек и когда при этом невозможно обеспечить его безопасность и сохранение его чести, достоинства и здоровья;

- когда прямой эксперимент над дорогостоящими и уникальными техническими объектами экономически нерентабелен и нецелесообразен, т.е. когда объектами исследования до их практического внедрения и эксплуатации являются такие объекты, как, например, доменные печи, мосты, плотины, электростанции, суда, самолеты, космические снаряды и т.д.;

- когда объект изучения вследствие чрезмерной сложности и специфичности недоступен для прямого экспериментирования (например, социальные и экономические процессы в обществе и т.п.).

Во всех подобных случаях для получения исходной научной информации целесообразно обращаться к эксперименту на моделях, замещающих и воспроизводящих с той или иной степенью точности подлинный объект исследования.

Существенным отличием модельного эксперимента от обычного является его своеобразная структура. В то время как в обычном эксперименте средства экспериментального исследования так или иначе непосредственно взаимодействуют с объектом исследования, в модельном эксперименте такого взаимодействия нет, поскольку здесь экспериментируют не с самим объектом, а с его заместителем. При этом примечательно, что объект-заместитель и экспериментальная установка объединяются, сливаются в действующей модели в одно целое (2, с. 117-118). <...>

Понятие научного факта

<...> Термин «факт» употребляется в трех следующих значениях:

1. В значении некоторого «события», «явления», «фрагмента действительности» <...> 2. В значении особого рода эмпирических высказываний или предложений (фактофиксирующие предложения), в которых описываются познанные события и явления. <...>

3. В некоторых контекстах термины «факт», «фактически» употребляются как синонимы слов: «верно», «истина», «истинный» (например, «факт, что сумма углов треугольника равна 180 градусам»), <...> Очевидно, что употребление слова «факт» как синонима понятия «истина» не порождает особой методологической проблематики, которая не входила бы в теорию истины. Поэтому мы исключаем из дальнейшего рассмотрения это значение термина «факт», как не специфическое (2, с. 135-137). <...> Средством, которое позволяет сохранить факты, включить их в состав науки, оперировать с ними и перерабатывать их в теории, является язык, прежде всего естественный, а затем и искусственный. С помощью языка формулируются предложения, значениями которых могут быть содержание истинное или ложное, представление о единичном событии или мысль об общем законе и т.д. (2, с. 143-144). <...> В отличие от фактов действительности (факт-1), которые существуют независимо от того, что о них думают люди и поэтому не являются ни истинными, ни ложными, факты-2, будучи предложениями (высказываниями, суждениями), допускают истинностную оценку. Если предложением мы называем такое высказывание, которое является либо истинным, либо ложным, то от факта-2, от факто-фиксирующего предложения требуется, чтобы оно было только истинным. Понятие ложности и понятие факта являются несовместимыми понятиями. Ложные предложения не могут составлять фундамент научной теории. Более того, в качестве фактов-2 фактофиксирующие предложения должны быть эмпирически истинными, т.е. их истинность устанавливается опытным, практическим путем (2, с. 145). <...>

Гипотеза и ее роль в познании

Во многих книгах, учебниках и руководствах по методологии науки процесс научного открытия и создания теории изображается как результат применения метода индукции, с помощью которого обработка и обобщение результатов наблюдений и экспериментов приводит прямой дорогой к установлению научной теории, причем неясно, почему проводятся данные наблюдения, задумываются и ставятся именно такие эксперименты. Согласно такой концепции, создание теории но методу индукции подобно работе некоего автоматического устройства или машины, в которую в качестве сырого материала «загружаются» факты, а в качестве готовой продукции получают научные теории. Ответственность за распространение подобной концепции в известной мере несут эмпирики и индуктивисты, превозносившие до небес индукцию и рассматривавшие ее как универсальный метод познания, с помощью которого ученые от фактов, установленных в наблюдении, переходят к построению теории, к научному открытию.

Нельзя придумать более антидиалектической и упрощенной картины пути научного познания, чем эта схема. В действительности движение научного познания от эмпирического базиса к теоретическим построениям, к научному открытию значительно сложнее (2, с. 191). <...>

К числу необходимых узловых пунктов на пути к теории находится гипотеза, ее выдвижение, ее формулировка и разработка, ее обоснование и доказательство. <...> Гипотеза возникает не как автоматический результат индукции, не как индуктивное заключение, а как один из возможных ответов на возникшую проблему. Здесь мы обнаруживаем еще одну слабость индуктивизма и эмпиризма. Дело в том, что эмпирическое исследование, сбор и изучение фактов не могут даже начаться до тех пор, пока не появится некоторая трудность в практической или теоретической ситуации, т.е. пока не возникнет противоречие между существующей теорией и возможностью ее приложения к некоторой новой предметной области (2, с. 192-193). <...>

Можно сформулировать ряд условий, которым должно удовлетворять любое предположение, чтобы получить статус научной гипотезы. Выполнение этих условий позволяет отсечь множество предположений уже до их проверки и сосредоточить усилия на разработке и проверке действительно ценных, перспективных научных предположений. Каковы же эти условия?

Первое условие охватывает отношение гипотезы к фактам. Гипотеза не должна противоречить известным и проверенным фактам. <...> Научная ценность гипотезы определяется тем, насколько она может объяснить всю совокупность известных фактов и предсказать новые, неизвестные ранее факты. Объясняющая и предсказательная функции гипотезы - не только признак познавательной ценности гипотезы, но и важный фактор последующей проверки ее истинности.

Второе условие характеризует отношение, гипотезы к истинным законам науки — следовательно, к существующим научным теориям. Всякая новая гипотеза, объясняющая явления и законы данной предметной области не должна вступать в противоречие с другими теориями, истинность которых для этой же предметной области уже доказана. <...>

Третьим условием состоятельности научных гипотез является их соответствие общим принципам научного, т.е. диалектико-материалнетического, мировоззрения. <...> Оно не гарантирует истинности отобранной гипотезы, но исключает из науки безусловно несостоятельные гипотезы, ложные идеи. Выполнение этого требования является практическим выражением одной из методологических функций диалектического материализма.

Очень важным условием научного характера выдвигаемой гипотезы является ее доступность опытно-экспериментальной или вообще практической проверке. При этом следует различать 1) принципиальную и 2) технически и исторически осуществимую проверку истинности гипотезы. Принципиальная проверяемость гипотезы возможна тогда, когда она сформулирована без нарушения законов природы (2, с. 199-201).

Данный текст является ознакомительным фрагментом.