Воображение

Помимо эвристической роли, которую успешно выполняют многие удачно подобранные или сконструированные мысленные модели, они удовлетворяют еще и внутренней психологической потребности человека в том, чтобы наглядная картина объекта познания постоянно находилась пред его мысленным взором. Наглядные модели расширяют и обогащают отвлеченную мысль, придавая ей силу конкретности, связывая ее с эмпирическим фундаментом знаний. Воображаемая модель - важная форма научно-исследовательского творческого мышления и эффективное средство получения новых знаний о мире. Вместе с другими формами мышления она обеспечивает наиболее адекватное отражение действительности.

Воображение и мысленный эксперимент

История развития науки свидетельствует о блестящих результатах применения мысленного эксперимента, а современные тенденции развития знания превращают его в одну из важнейших процедур познания. Мысленных эксперимент использовали Галилей и Ньютон, к нему постоянно обращались А.Эйнштейн, Н.Бор, Г.Гейзенберг. Однако отсутствует единая терминология мысленного эксперимента. Его называют умственным идеализированным, воображаемым, теоретическим.

Мысленный эксперимент и творческое воображение

Мысленный эксперимент - это познавательная деятельность, где важное место занимает научное воображение. Д.П.Горский называет мысленным экспериментом метод, “позволяющий прибегнуть к отвлечениям, в результате которых создается идеализированный объект (абстракция, идеализация)”. [5] Мысленный эксперимент определяется здесь как одна из форм умственной деятельности познающего субъекта. С другой стороны мысленный (воображаемый) эксперимент характеризуется как умственный процесс, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий его структуру. Это вид теоретического рассуждения, реализующий одну из основных присущих человеку функций - поиск новых знаний. Мысленный эксперимент является такой формой умственной деятельности человека, которая имеет широкое распространение в науке как эвристическое средство исследования.

Эксперимент, осуществляемый практически, есть вид материальной деятельности, имеющий своей целью исследование объекта, проверку полученных знаний и так далее. Всякий материальный эксперимент предполагает выбор определенного объекта исследования и определенного способа воздействия на него. Воздействие осуществляется в строго воспроизводимых условиях, что обеспечивает воспроизводимость результата эксперимента.

Мысленный эксперимент, в свою очередь, развивается из материального эксперимента. На каких-то этапах развития эксперимента субъект не отделяет осмысление его течения от объективного хода экспериментального процесса. Позднее появляется способность проделывать эксперимент как бы про себя, в уме, не воздействуя материально на сам ход эксперимента. Характерной особенностью сознательной человеческой жизнедеятельности является то, что прежде чем производить непосредственно, субъект мысленно решает различные практические и теоретические задачи, совершает сложные и разнообразные мысленные операции, предвосхищающие непосредственное действие.

Особенность мысленного эксперимента связана с тем, что это есть вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Это означает, что между мысленным и материальным экспериментом имеется определенная аналогия. Такая аналогия - существенная черта умственного эксперимента. “Мы не только можем создавать образы более или менее произвольно, мы их можем также видоизменять и затем выяснять, какие изменения могут вытекать в качестве результата тех или других особенностей. Мы можем осуществлять воображаемый эксперимент, вводя превращения в образы и затем, отмечая, какое дальнейшее содержание может получить образ с точки зрения этих изменений. Эта процедура во многом аналогична физическому эксперименту; образы поддаются манипулирования так же, как и физические объекты”. [19] “Человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие “экспериментальные” ситуации, - пишет А.П.Чернов, - в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почему-либо интересные особенности данного объекта”. [12] Исследователь мысленно вводит изучаемый объект во все новые и новые взаимодействия, ставит его в разнообразные условия, постоянно учитывая возникающие причинно-следственные отношения, пространственно-временные и другие изменения, которые должны при этом совершаться в объекте, и соотнося их с первоначальными условиями и связями. Изучаемое явление многократно повторяется в различном составе и порядке. При этом в нем обнаруживаются новые, ранее неизвестные свойства и стороны.

Творческое воображение дает возможность предварять многие действия. Мысленно человек может создавать разнообразные связи и тут же их тормозить, если они не дают необходимого эффекта. Он мысленно проверяет многие варианты предварительных гипотез, прежде чем положить их в основу эксперимента. В зависимости от успеха или неудачи тех или иных пробных действий появляется возможность исключать некоторые области поиска, значительно ограничивать его вероятный район.

Мысленный эксперимент как самостоятельная форма познания

Выделение мысленного эксперимента в относительно самостоятельную форму познания выражает этап в развитии познания. “Представляется неправильным сведение мысленного эксперимента к обдумыванию планируемого результата эксперимента, - считает А.О.Вальт. - Мысленный эксперимент является относительно самостоятельной познавательной операцией. Если обдумывается и планируется реальный эксперимент, то исследователь строит свои калькуляции исходя из наличной ситуации, стараясь охватить ее наиболее полным образом. Результаты такого рассуждения проверяются проведением самого реального эксперимента. В случае же мысленного эксперимента как прибор, так и “экспериментальная” ситуация являются предметно “искаженными”, идеализированными и полученные выводы проверяются опосредованно в ходе восхождения к конкретному. Мысленный эксперимент отличается от дискурсивного, чисто логического умозаключения тем, что он не протекает в одних только понятиях. Тут в познавательном процессе участвует конкретный чувственный образ - модель, идеальный объект, абсолютно твердое тело, идеальные газы и жидкости, абсолютно черное тело и так далее”. [3]

Значение и ценность мысленного эксперимента заключается в том, что в нем в ряде случаев осуществляются познание и проверка истинности знаний, не прибегая каждый раз к реальному экспериментированию. Кроме того, умственный эксперимент позволяет исследовать ситуации, не осуществимые практически, хотя и возможные принципиально.

Как материальный, так и мысленный эксперимент, будучи особой формой деятельности человека, направлены непосредственно на обнаружение того, что интересует исследователя, на познание качественного своеобразия явления. Другими словами, в эксперименте можно функционально выделить ту или иную связь по отношению к целям познания и тем самым фиксировать ее в качестве предмета исследования. Но это не означает отвлечение от некоторых не существенных в данной ситуации связей и отношений. Не имея возможности охватить все богатство характеристик интересующего объекта, приходится “обеднять” и схематизировать его. В конечном счете (такова диалектика познания) использование научных абстракций ведет к углублению и обогащению знания об изучаемых объектах.

Материальный эксперимент, в ходе которого реализуется “активное освоение” объекта исследования, позволяет получать адекватные характеристики этого объекта. Субъект же в мысленном эксперименте приходит к знанию законов движения объекта исследования потому, что мысленно воспроизводит эту деятельность по “освоению” объекта. Мысленный эксперимент - это эксперимент по структуре, а не по “внешней форме”. Система связей и отношений объектов материальной действительности, которая приводится во взаимодействие в материальном эксперименте, в мысленном эксперименте оказывается представленной в “снятом” схематизированном виде.

Логическая структура мысленного эксперимента

Мысленный эксперимент строится на основе чувственно-наглядного материала, создания образных картин, но логическое обобщение предшествующего опыта субъекта включается в эксперимент в качестве организующего начала. С его помощью происходит упорядочение чувственного материала, его осмысление и необходимый отбор. Мысленный эксперимент дает соответствующим образом переработанный наглядный, чувственный материал.

Мысленный эксперимент является мыслительным процессом, в котором чувственные и рациональные элементы находятся в диалектическом единстве и взаимопроникновении. Именно единство чувственного и логического, наглядного образа и научной абстракции составляет то необходимое условие, благодаря которому на основе мысленного эксперимента нередко совершаются важные научные открытия.

Эвристическая ценность мысленного эксперимента заключается в том, что при анализе чувственно-наглядного образа объекта исследования можно вскрыть в нем такие стороны и свойства, такое содержание, которое еще не зафиксировано в понятийном аппарате науки. С помощью наглядных образов можно совершать в голове идеальные операции с предметами, не прибегая к действиям с самими предметами: делить их, соединять между собой, выделять отдельные свойства, включать их в новые связи и так далее.

Наглядные образы всегда неполно, приближенно отражают действительность. Эта ограниченность ставит пределы познавательному значению оперирования этими образами и обусловливает вероятностный характер выводов из мысленных экспериментов. Но пределы эти, свою очередь, детерминируются уровнем теоретического и практического освоения человеком исследуемой предметной области. Теория и практика обогащают смысловое, семантическое содержание исходных образов, уточняют их.

В мысленном эксперименте необходимо в ряде случаев достигнуть максимальной изоляции его элементов. Для чувственно-наглядных образов это почти не возможно вследствие некоторой их неопределенности и расплывчатости. Поэтому логическая структура эксперимента, словно сетка, накладывается на чувственные элементы, как бы придавая им более четкие очертания. Логическая структура мысленного эксперимента может и не осознаваться исследователем. Но она, несомненно, является тем фактором, который синтезирует все элементы мысли в цельный творческий процесс.

Экспериментальный метод основан на единстве индукции и дедукции. Каждый отдельный эксперимент - это единичный факт, некоторый материальный процесс, осуществляющийся всегда в конкретной форме. Результаты всей серии приведенных экспериментов используются как посылки индуктивного умозаключения. Последнее обобщает все единичные факты, экстраполирует данные этого обобщения на весь класс однородных с ними явлений и дает возможность сформулировать некоторую обобщающую закономерность. В то же время индукция обычно постоянно дополняется дедукцией. Результаты серии экспериментов постоянно интерпретируются в ходе исследования на основе уже установленных общих принципов теории. Сложность логической структуры реального эксперимента состоит в том, что индукция и дедукция здесь переплетаются между собой. Однако преобладающее значение имеет индукция.

Мысленный эксперимент по своей логической структуре представляет собой гипотетико-дедуктивное построение, так как наряду с основными посылками, истинность которых установлена экспериментально или теоретически, в ходе исследования вводятся гипотетические посылки. Последние находят большее или меньшее подтверждение в процессе завершения всех звеньев преобразования исходного материала, причем в этом процессе принимают участие чувственно-наглядные, оценочные и тому подобные компоненты. В отличие от обычного дедуктивного рассуждения в этом творческом акте происходит не вычленение информации, в скрытом, не явном виде содержащейся в посылках, а получается новое знание, которое не содержалось в исходных положениях, использованных в мысленном эксперименте. Именно гипотетико-дедуктивный характер построения, т.е. введение в него гипотетических посылок с целью заполнения “белых пятен”, стимулирует открытие новых свойств, сторон и отношений исследуемых объектов.

В структуре мысленного эксперимента можно выделить три основных элемента:

а) активную мысленную деятельность экспериментатора как познающего субъекта;

б) образ объекта исследования;

в) образ экспериментальных средств, с помощью которых реализуется связь воображаемого субъекта познания с образом объекта исследования.

Степень схематизации системы связей и отношений объектов материальной действительности в мысленном эксперименте такова, что субъект познания в нем оказывается представленным неявно, а на первом плане остаются лишь образы объекта исследования и экспериментальных средств.

Образ объекта исследования, формирующийся в процессе мысленного эксперимента, выступает результатом не только непосредственного чувственного отражения, но и абстрактного мышления. Благодаря этому характеристики объекта в мысленном образе взаимосвязаны, что создает возможность замены конкретного объекта познания его образом, а материального оперирования объектами и экспериментальными средствами - мысленным оперированием их образами. Благодаря цельности, конкретности и относительной самостоятельности образа его можно соотносить и с такими объектами, чьим непосредственным аналогом он не является. Оперируя таким самостоятельным образом - представлением, можно вскрыть некоторые общие свойства изучаемых предметов, то есть при помощи одного получить знание о других объектах.

Следовательно, в мысленном эксперименте непосредственный образ объекта может одновременно стать опосредованным образом других объектов, а его исследование дает новую информацию. В этом случае образ является идеальной моделью объекта, а мысленный эксперимент - модельным.

Мысленный эксперимент есть целесообразная деятельность субъекта познания, а целеполагание и воображение связаны между собой, первое с необходимостью предполагает второе. Определить цель - значит мысленно предвосхитить результат деятельности, что невозможно без предвосхищения и самой этой деятельности. Это значит, что субъект способен фиксировать не только настоящее и прошлое объекта, но и отражать его в процессе изменения. Эта особенность целеполагания является одновременно и особенностью воображения, используемой в мысленном эксперименте. О том, что образ - модель объекта исследования в мысленном эксперименте является образом воображения, свидетельствует так же и то, что в мысленном эксперименте имеющийся опыт оказывается преобразованным в соответствии с целями исследования. Источником воображения в мысленном эксперименте являются объекты материального мира; образ объекта исследования (образ воображения) возникает не мгновенно, он формируется под влиянием изменяющейся экспериментальной ситуации. Образ-модель как образ воображения всегда нагляден, но объект отражается не непосредственно: происходит отрыв от “ситуационной связанности”.

Иными словами, в мысленном эксперименте обеспечивается модельная наглядность образа исследования. Это значит, что последний является своеобразным сплавом чувственности и мышления. Чувственность в данном случае играет роль материала, из которого при ведущей роли мышления строятся образы.

Роль воображения в ходе мысленного эксперимента велика. Но мысленный эксперимент включает в себя и чисто логические формы познания, которые выходят за пределы воображения. Функции воображения определяются той ролью, которую оно играет в процессе преобразования наглядной ситуации. Само это “преобразование наглядной ситуации в ходе мысленного эксперимента, - считает В.А.Штофф, - включает в себя следующие операции: 1) построение по определенным правилам мысленной модели подлинного объекта изучения; 2) построение по таким же правилам идеализированных условий, воздействующих на модель, включая создание идеализированных “приборов”, “инструментов”; 3) сознательное и планомерное изменение и относительно свободное комбинирование условий и их воздействия на модель; 4) сознательное и точное применение на всех стадиях мысленного эксперимента объективных законов и использование фактов, установленных в науке, благодаря чему исключается абсолютный произвол, необузданная и необоснованная фантазия”. [19]

Мысленный эксперимент и наглядное моделирование

Мысленный эксперимент обязательно связан с созданием наглядных моделей некоторых объектов и процессов изменения этих объектов. Воображение в ходе данной формы познания протекает своеобразно, что обусловлено особым содержанием процедур наглядного моделирования.

Достаточно часто воображаемая модель реального объекта выступает как модель явления, подвергаемого влиянию со стороны субъекта. В ходе реального эксперимента субъект ставит объект исследования в искусственные условия. Реальный эксперимент предполагает изменения, происходящие в зависимости от действий субъекта. Эта черта реального эксперимента находит свое отражение и в мысленном эксперименте, где изменения модели как бы воплощают влияние на них субъекта. При этом познавательное значение сохраняют такие модели, где изменения в них соответствуют объективным законам. В том случае, если эти изменения принципиально не согласуются с объективными законами, наглядные преобразования теряют черты объективных моделей.

Воображаемый эксперимент воспроизводит не те изменения, которые с явлением произошли бы, будь оно включено в определенную ситуацию, где действуют определенные законы. Воображаемое моделирование в мысленном эксперименте прямо или скрыто предполагает наличие субъекта. Это относится ко всем формам мысленного эксперимента. Психологически это выражается в том, что исследователь как бы примысливает себя в качестве компонента тех преобразований, которые происходят с мысленной моделью.

Необходимым компонентом мысленного эксперимента выступает наглядное представление идеализированных приборов и различного рода инструментов. В реальном эксперименте наличие приборов является абсолютно необходимым условием. Всякий эксперимент проводится лишь тогда, когда его результат можно зафиксировать. Если этого сделать нельзя, человек откажется от проведения эксперимента. Поэтому воображаемое включение идеализированных приборов в структуру мысленного эксперимента отображает единство эксперимента с наглядной наблюдаемостью объекта.

Мысленный эксперимент как объективный метод исследования

Реальный эксперимент обычно имеет ограниченную сферу применения. Иногда он не осуществим по экономическим соображениям или в связи с его сложностью. Часто материальный эксперимент не дает желаемого результата, поскольку его возможности ограничены уровнем развития знания и техники. Только мысленный эксперимент, в котором логическое мышление и творческое воображение исследователя сочетаются с экспериментальным и теоретическим материалом, позволяет оттолкнуться от реальной действительности и пойти дальше - понять и исследовать то, что раньше казалось неразрешимой загадкой. Во всех тех случаях, когда для познания наиболее глубоких сущностей нужен эксперимент при высокой степени абстракции от реальных условий, исследователь обращается именно к мысленному эксперименту.

Мысленные эксперименты не придумываются совершенно произвольно, а представляют собой мыслительные операции, удовлетворяющие определенным требованиям и принципам проверенной научной теории. Как и в любом другом теоретическом построении, в мысленном эксперименте все операции должны подчиняться некоторым правила, вытекающим из знания объективных законов науки. Соблюдение этого условия служит гарантией высокой степени достоверности знаний, полученных в ходе исследования.

Мысленный эксперимент - это эксперимент в сфере сознания, в котором ведущая роль принадлежит мышлению. Этим определяется его субъективная сторона. Однако тот факт, что мысленный эксперимент реализуется целиком и полностью на уровне сознания, говорит о том, что его содержание объективно.

Оценивая мысленный эксперимент, нельзя к нему относиться как к готовому знанию; в этом случае он играет роль простой иллюстрации. Также нельзя сводить его содержание только к обдумыванию, планированию материального эксперимента (хотя он всегда предшествует материальному эксперименту). Мысленный эксперимент является скорее продолжением и обобщением, схематизацией последнего, нежели наоборот.

Ценность мысленного эксперимента, во-первых, состоит в том, что он позволяет исследовать ситуации, неосуществимые практически, хотя и возможные принципиально. Во-вторых, он позволяет в ряде случаев осуществлять познание и проверку истинности знаний, не прибегая к материальному экспериментированию. Однако, поскольку мысленный эксперимент является одновременно прямым и модельным, опосредованность связи субъекта с объектом исследования в конечном итоге требует практической проверки полученных результатов. Если в материальном эксперименте уже сам ход его служит подтверждением истинности “посылок”, то этого нельзя сказать об эксперименте мысленном: свою окончательную оценку мысленный эксперимент может получить только в процессе проверки его результатов на практике.

Подводя итог, можно охарактеризовать мысленный эксперимент как эвристическую операцию следующими особенностями: 1) это познавательный процесс, принимающий структуру реального эксперимента; 2) вся цепь рассуждений ведется в нем на базе наглядных образов; 3) мысленное экспериментирование связано с процессом идеализации; 4) по своей логической структуре оно представляет собой гипотетико-дедуктивное построение; 5) механизм мысленного эксперимента не автоматизирован, а связан с процессом решения возникшей в ходе исследования задачей; 6) мысленное экспериментирование осуществляется на основе выработки программы, плана-схемы мыслительных действий по переработке исходной информации; 7) мысленный эксперимент сочетает в себе силу формального вывода с экспериментальной достоверностью.

Таким образом, мысленный эксперимент - форма мышления, объективно возникшая как результат активного воздействия человека на природу. Специфика этой формы состоит в том, что абстрактное и конкретное, рационально-понятийное и чувственно-наглядное составляют в ней диалектическое единство. Мысленный эксперимент есть эффективное средство получения новых знаний о мире.

Заключение