“Первинний ідеальний об’єкт” і “ядро розділу науки”
Ще одна важлива зміна в структурі наукового знання відбувається у другій половині XIX ст. Для Галілея і Ньютона головним предметом пошуку був закон руху, об’єкт руху був очевидний. Ситуація змінюється в середині XIX ст. у зв’язку з появою електродинаміки і термодинаміки, де питання стояло вже і про самого змінюваному об’єкті. У результаті в теоретичній фізиці встановилося уявлення про явище як про процес зміни деякого фізичного об’єкта (фізичної системи A), описуваному як перехід системи з одного стану (SA (1)) в інше (SA (2)). Таки чином, в центрі уваги фізики тепер виявляється фізична система (об’єкт) і її стану, а “закон руху” (“закон природи”) перетворюється на характеристику фізичної системи, яка задає зв’язок між станами, що відображається рівнянням руху. Саме теоретична фізика, що включає в себе експеримент, стала адекватною формою побудови нових фізичних сутностей. Це подання, в рамках якого відбувається істотне ускладнення розглянутих фізичних систем, і становить суть нової теоретичної фізікі4, в якій формується теоретико-операциональная структура фізичного знання, що не знайшла достатньо адекватного опису в філософії та методології науки.
Ключем до розуміння структури фізики (а на неї часто орієнтуються і інші природничі науки) можна, мабуть, вважати геометрію Евкліда. З цієї класичної математичної теоретичної системи Галілеєм і Ньютоном було успадковано дуже багато чого.
По-перше, це ієрархічність, яка полягає в тому, що в геометрії Евкліда існують первинні (вихідні) поняття (об’єкти) – точка, пряма, площина, з яких будуються всі інші “вторинні” ідеальні об’єкти геометрії – геометричні фігури.
По-друге – використання для них двох типів визначення – “явного” і “неявного”. Явна визначення, прикладом якого може слугувати стаття тлумачного словника, виражає нове поняття (або об’єкт) через інші: A – це B… З… D… (три крапки позначає інші слова висловлювання-визначення).
Явна визначення останніх (B, C, D) зведе їх до третім і т. Д. (Наприклад: трикутник – це фігура, утворена перетином трьох прямих). Але цей процес повинен десь обриватися. Те, на чому він обривається, буде утворювати групу “первинних” понять (або об’єктів). Декарт і його послідовники пропонували як останніх інтуїтивно очевидні поняття (у згоді з цим поняття точки, прямої, … в геометрії довгий час розглядали як невизначені, але самоочевидні вихідні поняття). Але математика, фізика, хімія працювали з усе більш складними поняттями, і в другій половині XIX ст. багато з первинних понять вже важко було вважати очевидними. Так після появи в другій половині XIX ст. неевклідових геометрій з їх вельми неочевидним визначенням прямої виникла проблема суворого визначення підстав геометрії. Одне з найбільш відомих рішень цієї проблеми дав у кінці XIX ст. Д. Гільберт: вихідні (первинні) поняття геометрії – точку, пряму, відстань, площина – стали визначати неявним чином і спільно через систему аксіом геометрії (через будь-які дві точки можна провести пряму, причому тільки одну; дві прямі можуть перетинатися тільки в одній точці, і т. д.). Так був введений неявний тип завдання первинних понять, структуру якого можна представити у вигляді не одного, а безлічі тверджень типу {A… B…; C… B…; C… A…; …}, в кожному з яких міститься кілька визначених понять. При цьому неявний не означає нечіткий: якщо є достатнє число тверджень, то всі поняття задаються однозначно (прикладом чого є геометрія).
Аналогічну ситуацію ми маємо в класичній механіці та інших розділах фізики. Тут теж існують “первинні ідеальні об’єкти” (ПІО) – частинки, поля, … з яких будуються моделі різних явищ природи і глобальні картини світу. Динаміка Ньютона розглядає неймовірне безліч механічних систем, що збираються з різних тіл (частинок) і доданих до них сил. Частинки грають роль “первинних ідеальних об’єктів”, з яких збираються більш складні “вторинні ідеальні об’єкти”, що лежать в основі теоретичних моделей різних явищ природи. ПІО – найважливіші поняття кожного розділу фізики – є тими вихідними “цеглинками”, з яких будуються теоретичні моделі різних фізичних об’єктів, явищ і фізична “картина світу”. “Вторинні ідеальні об’єкти” (ВІМ) відрізняє те, що вони виражаються через ПІО явним чином. З визначенням ж ПІО справа йде так само як і в геометрії. У класичній механіці їх довгий час після Ньютона розглядали як невизначені, але самоочевидні вихідні поняття.
Але після появи в другій половині XIX ст. електродинаміки Максвелла ситуація змінилася. Реалізація антіньютоніанской програми Фарадея-Максвелла поставила під питання здавалися до того більшості фізиків досить очевидними ньютонівські визначення маси, сили, частинки і її характеристик. І тут фізика пішла тим самим шляхом, що і геометрія (хоча і менш усвідомлено), через використання для ПІО неявного типу визначення. Відповідну систему понять і постулатів (аналог системи аксіом геометрії) я буду називати “ядром розділу науки” – ЯРН (оскільки такою структурою володіє не тільки фізика). Поняття “первинного ідеального об’єкта” (ПІО) і “ядра розділу науки” (ЯРН) – основні поняття описуваного нижче модельного “теоретико-операціонального підходу” до науки.
Наявність “первинних” і “вторинних” ідеальних об’єктів вимагає ввести ще одне дуже важливе розрізнення – фіксацію двох фаз у розвитку науки: фази створення (С) нових первинних ідеальних об’єктів і фази їх використання (І) для побудови моделей явищ природи або картини світу. Це розрізнення фіксується в запропонованому Т. Куном діленні на “нормальну” і “аномальну” фази науки і в ейнштейнівська розрізненні “конструктивних” і “фундаментальних” (“принципових”) теорій. В історії фізики (і природної науки взагалі) наявність зазначених двох фаз розвитку науки відбивається в суперечці про те, в чому полягає завдання фізики: “пояснювати” або “описувати” (але союз “або” тут є невірним, оскільки мова йде про двох наступних фазах ).
Творці нових розділів фізики – класичної механіки (Галілей, Ньютон з його знаменитим тезою “гіпотез з створюю”), електродинаміки (Максвелл, Герц), спеціальної теорії відносності (Мах, ранній Ейнштейн, який перебував під сильним впливом Маха) – у своїй діяльності дотримуються не “пояснювальної”, а “описової” установки. Це обумовлено тим, що проходження “описової” установці “розв’язувало руки” для створення нового “будівельного матеріалу” – “первинних ідеальних об’єктів” і осяжний їх “ядра розділу науки”, які, як ми побачимо, часто народжуються не через пояснення, а через конструктивне перетворення парадоксу.
Нас цікавить фаза створення нового “ядра розділу науки”, в ході якого створюються нові “первинні ідеальні об’єкти”. У центрі цього процесу – теоретична робота по створенню нових “первинних ідеальних об’єктів” (ПІО). Досліди ж, як вони розуміються в емпіричної традиції, яка від Ф. Бекона, дають якийсь вихідний емпіричний матеріал у вигляді “емпіричних фактів” і “емпіричних закономірностей. З цього матеріалу за допомогою головним чином описаної трохи нижче теоретичної роботи галилеевского типу створюються природничо-наукові “первинні ідеальні об’єкти” (ідеальне рух ньютонівського тіла в порожнечі, ідеальний газ, електромагнітне поле та ін.). Цей же “емпіричний хаос” (у давньогрецькому сенсі слова “хаос”) часто служить постачальником тих “явищ природи”, моделі яких створюються з вже готових первинних ідеальних об’єктів (у фазі їх використання).
Зразок роботи С-типу по створенню нового ПІО (“порожнечі”) ми знаходимо у Г. Галілея (1564-1642) в текстах його “Бесід…”, де він, вирішуючи дісталася йому в спадок від Аристотеля (і вважалася дуже важливою все це час) задачу про опис падіння тіла, закладає основу природної науки Нового часу. Тут проступає фактично схема, протилежна беконовской. Свою теорію падіння тіла він виводить не з ретельного емпіричного дослідження (вимірювання часу падіння тіл з Пізанської вежі, мабуть, міф [Койре]). В якості вихідного пункту його побудов можна прийняти теоретичне твердження, що природа “прагне застосувати у всяких своїх пристосуваннях найпростіші і легкі кошти… Тому, коли я помічаю, – говорить Г. Галілей у своїх” Бесідах… “, – що камінь, виведений з стану спокою і падаючий зі значної висоти, набуває все нове і нове збільшення швидкості, не повинен я думати, що подібне прирощення відбувається в самій простій і ясній для всякого формі? Якщо ми уважно вдивимося у справу, то знайдемо, що немає приросту простішого, ніж відбувається завжди рівномірно… “[Галілей, с. 238]. Схема роботи Галілея, яскраво продемонстрована в задачі про кинутий тілі (“4-й день” “Бесід…”), така: 1) задається закон руху (тіла падають помірковано – прискорено); 2) в результаті уявних фізичних експериментів відбувається створення елементів фізичної моделі ідеального руху тіла в порожнечі і заважає цьому ідеальному руху середовища. На цьому етапі, фактично “за визначенням”, вводиться взаємообумовлених пара понять: “порожнеча” як така сукупність умов, в якій галілеївсько ідеальне падіння тіла і реальне збігаються, і “середовище” – те, що відхиляє реальне падіння від ідеального. Перетворення цієї ще натурфілософською моделі в естественнонаучную відбувається завдяки третьому кроці: 3) до створеного таким шляхом теоретичної побудови – фізичної моделі падіння тіла в порожнечі – Галілей підходить як інженер до проекту, втілюючи його в матеріал шляхом створення “гладких похилих площин” та інших “конструктивних елементів “інженерної конструкції. Ця схема проглядається і в інших розділах фізики.
По суті Г. Галілей створив багатошарову структуру ядра розділу науки. До неї входить двошарова теоретична частина (яка відбувається з математизированной натурфілософії): 1) “модельний” (Мод) слой5 складається з таких елементів, як “тіло”, “порожнеча”, “середовище” 6. 2) в математичному шарі (матем) мовою пропорції v1: v2 = t1: t2 зафіксований закон рівномірно-прискореного падіння тіла. Цей двошаровий теоретичний блок (Т) доповнюється нетеоретичним операційним блоком (О), що містить дві частини: “підготовчого” частину <П |, що включає необхідні для приготування самої системи та її вихідного стану “конструктивні елементи” типу похилій площині і кульки (з їх допомогою в матеріалі створюється система і її початковий стан); “Вимірювальну” частину | І>, що включає операції вимірювання та еталони для вимірних величин, що фігурують в шарі “фізичних моделей” (схема 2.1).
(1 votes, average: 5.00 out of 5)