2014_bukina

могут выступать естественные явления (вещи), имеющие аналогичную с объектом исследования природу (например, еще древнегреческий врач Гиппократ исследовал глаз быка, чтобы понять, как устроен глаз человека), или специально созданные предметы.

И в том и в другом случае между моделью и интересующим исследователя объектом должно существовать объективное соответствие. Это объективное соответствие нередко обнаруживается в природных объектах, в которых оно существует благодаря общности происхождения.

Любой естественный (природный) объект обладает набором свойств, многие из которых общи со свойствами других объектов. В силу этого данный объект, если он по каким-либо причинам становится более доступным человеку, может выступать и часто выступает как модель другого, менее доступного объекта. Разумеется, возможности моделирования возрастают по мере выбора более сходных объектов.

Вданном случае объективное соответствие модели и моделируемого явления заложено в самой структуре модели.

Вдругих случаях моделирование оказывается возможным благодаря сходству форм движения (электрический ток – поток воды). Еще один способ моделирования – когда соответствие появляется в результате построения модели по определенным правилам, которые позволяют воспроизвести в модели структуру или функцию изучаемого объекта (например, сохраняя подобие внешних форм, но уменьшая масштаб – макеты зданий, машин, кораблей). Из объективного соответствия модели объекту вытекают и другие свойства модели – способность замещать этот объект и давать информацию о нем.

Влюбом случае «модель – это способ абстрактной репрезентации или абстрактного представления некоторого объекта или состояния дел»10.

Проблема классификации моделей

Высокая эффективность метода моделирования привела к его экспансии буквально во все сферы науки и техники. Модели строят физики и биологи, искусствоведы и криминалисты, инженеры и культурологи. Чтобы разобраться в причинах такой универсальной применимости метода моделирования, необходимо подвергнуть анализу его теоретические, и в первую очередь гносеологические, предпосылки.

10 Вартофский М. Модели. Репрезентация и научное понимание. – М.:

Прогресс, 1988. – С. 31.

61

Выяснение гносеологической природы моделирования закономерно приводит к дифференциации тех или иных типов моделей. Классификации моделей, как известно, строятся по нескольким различным основаниям. Выделяют, например, модели материальные и идеальные11, математические и физические12, описательные и нормативные13, естественные и искусственные14. Содержание двух последних понятий в их применении к моделям и моделированию и является предметом нашего анализа.

Эти понятия часто употребляются при различении соответствующих типов моделей. Например, в приведенном определении моделирования указывается, что моделью может служить «некоторая вспомогательная искусственная или естественная система». Деление моделей на искусственные (созданные людьми) и естественные (созданные природой) встречается во многих работах, посвященных моделированию. Причем основания отнесения моделей к тому или иному типу считаются очевидными и, видимо, по этой причине не рассматриваются15. Между тем обсуждение этой проблемы в общекультурном контексте позволяет проанализировать важные особенности функционирования моделей в научном познании и конструировании.

Понятия естественного и искусственного широко используются в научной литературе. Их употребление имеет давнюю традицию в европейской культуре. Интересующее нас противопоставление значений возникло еще в классической латыни, в которой ars, artis как приобретенная способность, умение противопоставлялось природе (natura). Затем противопоставление перекочевало в другие европейские языки16. В наше время общеупотребительно применение эпитета «искусственный» к тому, что создано человеком, в отличие от «естественного»,

11ШтоффВ.А. Моделирование ифилософия. – М., Л.: Наука, 1966. – С. 23.

12Морозов К.Е. Математическое моделирование в научном познании. –

М.: Мысль, 1969. – С. 15.

13Модели в географии / Под ред. Р.Дж. Чорли, П. Хаггета. – М.: Прогресс, 1971. – С. 13.

14Новик И.Б., Уемов Д.И. Моделирование и аналогия // Материалистическая диалектики и методы естественных паук. – М.: Наука, 1968. – С. 257.

15Бирюков Б.В. Кибернетика и методология науки. – М.: Наука, 1974; Мостепаненко М.В. Философия и методы научного познания. – Л.: Лениздат,

1972; Штофф В.А. Моделирование и философия. – М., Л.: Наука, 1966.

16 Будагов Р.А. История слов в истории общества. – М.: Просвещение, 1971. – С. 13, 14.

62

возникающего без его помощи. Особенно часто это определение прилагается к тем устройствам и предметам, которые повторяют, воспроизводят созданное природой, начиная от имитации продуктов жизнедеятельности животных, потребляемых человеком (искусственный мед, искусственный шелк), и кончая устройствами, выполняющими функции каких-либо органов живого организма (искусственное сердце, искусственная почка и т. п.). В таком или близком значении эти понятия используются иногда и при исследовании психологических и гносеологических проблем науки17, в том числе и для выделения соответствующих типов моделей.

Однако попытка применить указанный критерий к некоторым моделям вызывает очевидные затруднения. Например, в последние десятилетия для моделирования процессов, происходящих в биосфере, созданы «биолого-технические системы – своеобразные объединения организмов с автоматическими устройствами»18. Подобные же системы строятся и изучаются и как прототип будущих систем жизнеобеспечения космических кораблей, рассчитанных на длительный автономный полет19. Поскольку эти системы включают в себя как необходимые элементы (или подсистемы) и живые организмы, созданные природой, и приборы, построенные людьми, то их затруднительно отнести к какому-либо одному из рассматриваемых типов моделей (естественных или искусственных). Может быть, специфика данных моделей будет зафиксирована, если мы опишем их с помощью других понятий, например понятий материальных и идеальных моделей?

В литературе встречается утверждение, что идеальные (или мысленные) модели – это такие модели, которые «прежде чем воплотиться в действительность и стать благодаря практической деятельности материальными моделями, существуют первоначально в человеческой голове как образы этой деятельности, как некоторые теоретические схемы»20. Такая точка зрения представляется малопродуктивной. Ведь любое устройство, созданное человеком, как раз и отличается от природных объектов тем, что оно первоначально возникает в виде цели (схемы, образа предмета) в человеческой голове. Специфика моделей,

17Саймон Г. Науки об искусственном. – М.: Мир, 1973.

18Терсков И., Гительзои И. Как устроены часы Гулливера? // Правда. – 1974, 11 окт.

19Васильев М. «Союз-13»: звезды, Земля, невесомость // Известия. – 1974, 21 фев.

20Штофф В.А. Указ. соч. – С. 26.

63

о которых идет речь, таким подходом не улавливается. Ведь человек, прежде чем построить биолого-техническую систему в материале, конечно, «построил» ее в своей голове. Дело в том, что такого рода мысленные построения не следовало бы вообще называть моделями по той причине, что они не функционируют как модели, т. е. мы не получаем с их помощью новых знаний об объекте исследования. Такая возможность появляется лишь тогда, когда мы построим модель в материале и «запустим» ее.

Любая модель «имеет некоторое идеальное содержание, которое существует в человеческом мышлении»21. Это идеальное содержание, по-видимому, не связано жестко с той или иной формой реализации (материализации) модели. Если, например, географическая карта, моделирующая определенную местность, не будет изображением на бумаге, а скажем, будет реализована в виде механически соединенных реек или других предметов22, то означает ли это, что она превратится из идеальной (мысленной) в материальную (вещественную) модель? Согласно точке зрения, приведенный выше, – да. Однако по своим функциям обе эти модели (изображение на бумаге и устройство из реек) ничем не отличаются друг от друга и дают нам одинаковую информацию. Деление моделей на материальные и идеальные, как видно, применимо далеко не ко всем моделям (если подразумевать под моделью некоторый материальный объект, как это принимает большинство авторов, то тем самым мы признаем моделями лишь нечто существующее вне сознания, объективно, и вопрос об идеальных моделях снимается вообще) и, во всяком случае, явно неприменимо к реализованным в материале биолого-техническим системам.

Условные и безусловные моделирующие системы

Очевидные трудности, возникающие при попытках использовать предлагаемое деление моделей на материальные и идеальные, естественные и искусственные для анализа встречающихся на практике

21Чавчаиидзе В.В., Гельман О.Я. Моделирование в науке и технике. – М.:

Знание, 1966. – С. 19.

22Подобные карты-модели существовали в действительности. Жители островов в Тихом океане на каркасе из пальмовых листьев закрепляли лиана-

ми палочки и раковины. Палочки обозначали гребни волн, а раковины – острова. См.: Анучин Д.Н. Избранные географические работы. – М.: Географгиз, 1949. – С. 29.

64

моделирующих систем, требуют дальнейшего исследования проблемы. Такое исследование должно быть направлено, в первую очередь, на поиски объективного основания классификации моделей. Один из возможных подходов к указанной проблеме связан с выдвижением в качестве такого основания законов функционирования той или иной модели. Каковы же в первом приближении характеристики этих законов?

На эмпирическом уровне можно выделить три ряда объектов, используемых в качестве моделей в научных исследованиях: 1) объекты, данные природой; 2) технические устройства, созданные людьми; 3) знаковые системы. Охарактеризуем кратко каждый из них.

Любой естественный (природный) объект обладает набором свойств, многие из которых общи со свойствами других объектов. В силу этого данный объект, если он по каким-либо причинам является более доступным человеку, может выступать и часто выступает как модель другого, менее доступного объекта. Разумеется, возможности моделирования возрастают по мере выбора более сходных объектов. Хорошо известна, например, роль дрозофилы – плодовой мушки, очень маленькой по размерам, дающей новое поколение через каждые десять дней – в изучении наследственности. «Опыты с дрозофилой, – пишет ученыйгенетик академик Н.П. Дубинин, – проводились во всех странах мира, она была главным объектом, на котором изучались общие законы наследственности»23.

Такую функцию дрозофила может выполнять вследствие того, что ее хромосомный аппарат построен по тому же принципу, что и у всех других живых существ. В данном случае объективное соответствие модели (хромосомы дрозофилы) и моделируемого явления (общие законы наследственности) заложено в самой структуре модели природой – дрозофила генетически связана со всеми другими видами животных. Поэтому полученные при экспериментах на дрозофиле данные можно было (с небольшими поправками) перенести на все живые организмы.

Для нашего обсуждения важно отметить то обстоятельство, что дрозофила в этих экспериментах ведет себя в соответствии с законами естественного отбора. Экспериментатор лишь изменяет условия и фиксирует проявления этих законов. Сами эти законы не зависят от экспериментатора, он не может по своему выбору изменить их. Подобным

23 Дубинин Н.П. Вечное движение. – М.: Политиздат, 1973. – С. 48. 65

же образом обстоит дело во всех случаях, когда в качестве моделей выступают объекты биологической природы.

Обратимся теперь к случаю, когда в качестве моделей используются технические устройства, каждое из которых представляет собой материальную систему, перерабатывающую в соответствии с физическими, химическими, термодинамическими и другими законами вещество, энергию или информацию. Как известно, при заданных условиях эти законы действуют однозначно. Следовательно, в случае использования

ибиологических (естественных) объектов, и технических (искусственных) устройств принцип функционирования таких моделирующих систем остается одним и тем же, «ибо то, что мы отнесли к разряду ис-

кусственного, остается частью природы. Искусственное не может игнорировать или нарушать законы природы»24.

Природные процессы, совершающиеся стихийно, и процессы в технических устройствах протекают по естественным законам и в этом смысле не отличаются друг от друга. Изменение давления газов, выбрасывающих раскаленные камни из жерла вулкана, и газов, толкающих поршень двигателя внутреннего сгорания, подчинено одним и тем же законам. Это создает возможность агрегирования в одном комплексе природных и искусственных систем (например, биологических и технических). Для тех и других систем (в том числе и объединенных в одном устройстве) характерен автоматизм действия. Природные системы, как известно, без вмешательств человека функционируют весьма устойчиво. Технические устройства также могут функционировать автоматически, и возможности здесь определяются лишь уровнем развития техники.

Из этого видно, что деление моделирующих систем на естественные и искусственные в описываемом случае охватывает лишь различие в происхождении объектов (создано природой – построено людьми) и не фиксирует закономерностей их функционирования. Существует, однако, обширный класс моделирующих систем, в котором обычно выделяют (по разным основаниям) особые группы математических, графических, символических и других моделей. Под моделью в таком случае понимается «... условный образ (изображение, схема, описание

ит. п.) какого-либо объекта (или системы объектов)»25. Попытаемся

24Саймон Г. Науки об искусственном. – М.: Мир, 1973. – С. 11.

25Гастев Ю. Модель // Философская энциклопедия. – М., 1964. – Т. 3. –

С481.

66

выяснить, отличаются ли законы функционирования такого рода моделей от описанных выше? И если отличаются, то в чем заключается это отличие?

Любой условный образ представляет собой знак, обозначение другого объекта. Поэтому такие модели могут быть отнесены к знаковым. Их функционирование имеет принципиальные отличия от технических устройств в отношении автоматизма действия. Когда мы имеем дело со знаковыми системами, ни о каком автоматизме действия не может быть и речи. Знаковые системы «действуют» лишь в общении людей, «ибо вне деятельности человека, интерпретирующего знаки, приписывающего им значения, невозможна никакая знаковая система»26. Но «приписывание» значений не является полностью произвольным. Практически оно всегда происходит в рамках определенной культуры по сложившимся в ней правилам и к тому же в конкретном историкокультурном контексте. Если же правила оперирования со знаковой системой неизвестны, она просто не функционирует. Например, текст, написанный на неизвестном языке, может быть воспринят в таком случае лишь как материальный предмет, но не как сообщение, имеющее смысл.

Наиболее существенное отличие знаковых систем от природных и технических состоит поэтому не в том, что они созданы людьми (это относится и к технике в целом), а в том, по каким законам они функционируют. Закономерности знаковых систем определяются социаль- но-культурными факторами, связями и отношениями людей в обществе, прежде всего коммуникативными. Правила оперирования знаковыми системами в известной степени произвольны и определяются соглашением людей, использующих данную знаковую систему, поэтому они могут меняться. Например, известно, что менялись некоторые правила шахматной игры, некоторые правила орфографии, правила (и соответствующие знаки) уличного движения и т. д. На разных этапах исторического развития и в разных культурах для одних и тех же целей нередко используются различные знаковые системы, скажем, многообразные системы денежных единиц, алфавитов, систем счисления, картографических знаков и т. п. Конкретные условия применения детерминируют выбор той или иной из них.

Вывод, который может быть сделан из нашего изложения, таков. В методологическом плане различие в принципах функционирования

26 Штофф В.А. Знаковая модель как особый вид знаковой системы // Проблемы знака и значения. – М.: Изд-во МГУ, 1969. – С. 123.

67

«естественных» и некоторых «искусственных» моделирующих систем (технических устройств) менее существенно, чем различие между ними и знаковыми моделями. Это последнее различие полнее фиксируется при ином членении моделей: на системы, связи которых определяются физическими, химическими и другими естественными законами, и системы, в которых эти связи заданы правилами, установленными людьми, находящимися в определенных социальных отношениях и живущими в исторически сложившейся культуре. Первые можно назвать безусловно реальными (это могут быть и существующие в природе системы, и системы, построенные людьми), вторые – условнознаковыми.

Употребление таких терминов находит дополнительное обоснование в содержательной аналогии с понятиями условного и безусловного рефлексов. Как известно, безусловный рефлекс – жестко запрограммированная в генетическом коде реакция организма на жизненно важные изменения среды. Характер его проявления определяется фундаментальными биологическими закономерностями, однозначность реакции напоминает действие причинно-следственных связей в неорганической природе. Условный рефлекс – это более гибкая, допускающая множество вариантов реакция организма на такие изменения внешней среды, которые не являются непосредственно жизненно значимыми, но в то же время ситуационно связаны с последними. Точно так же и условнознаковые моделирующие системы обладают существенно большей гибкостью и вариативностью, имеют более широкий спектр возможных преобразований по сравнению с безусловно реальными системами. Относительная легкость этих преобразований, позволяющая применить их для изучения объектов самой различной природы, делает их мощнейшим орудием научного исследования.

Изобразительная модель в научном исследовании

Одним из наиболее часто используемых в научном и техническом творчестве видов моделей является изобразительная модель, относящаяся по предложенной классификации к разряду условно-знаковых. В наше время происходит явно фиксируемая эскалация визуальных средств в научное и техническое творчество. Это обстоятельство следует расценивать как один из результатов общекультурной тенденции к доминированию изобразительных, воспринимаемых визуально компонентов культуры. В свою очередь, такая тенденция обусловлена широким распространением фотографии, кино и особенно телевидения.

68

Очевидное возрастание роли изображения в наши дни, хотя и проявляется в проникновении телевидения во все сферы жизни современного общества, не сводится только к этому явлению. В нем лишь наиболее наглядно выступает эта общая тенденция, в основе которой лежат, повидимому, более глубокие социально-культурные процессы, порождаемые научно-техническим прогрессом. Развитие науки и техники, расширение масштабов производства технически сложных изделий, формирование крупных человеко-машинных систем (социо-технических систем), бурное развитие средств массой коммуникации приводят к взрывному росту передаваемой и перерабатываемой человеком информации. Характеризующаяся линейной последовательностью продуцируемых дискретных единиц звуковая речь и другие, воспринимаемые с помощью слуха способы передачи информации оказываются в этих условиях гораздо менее эффективными, чем системы передачи изобразительной информации, обеспечивающие синхронное генерирование и прием гораздо большего количества единиц информации.

Решающее воздействие на этот процесс оказывает, конечно, разработка и применение ЭВМ с графическим представлением и преобразованием информации. Появление таких ЭВМ расценивается как очень серьезное продвижение в создании информационных технологий не только в сфере материального, но и в сфере духовного производства.

Возникающие при анализе кратко очерченных процессов проблемы требуют выяснения некоторых методологических (гносеологических) вопросов, в частности, о природе изображения и изобразительной деятельности.

Изображение – созданный человеком с помощью ручных орудий труда или более сложных технических средств предмет, отображающий в зрительно воспринимаемой форме пространственное расположение вещественных компонентов объекта (внешнюю форму или внутреннее строение) либо структуру (схему) функциональных или иных связей элементов объекта, либо динамику протекания процессов (скорость, характер, направление), либо иные характеристики объекта. По своим средствам изобразительная деятельность распадается на два принципиально различных вида. В первом случае используются орудия, непосредственно формирующие изображение, – карандаш худож- ника-графика или инженера-конструктора, рейсфедер чертежника или кисть живописца, игла гравера или резец скульптора. Изображение здесь объективирует мыслительный образ, возникший в сознании человека, который всегда абстрактен в смысле закрепления в изображе-

69

нии лишь тех сторон и свойств объекта, которые выделены абстрагирующим человеком.

В другом случае используются, как правило, более сложные технические средства – фото-, кино-, телеаппаратура и некоторые другие технические средства. В этом случае изображение формируется без непосредственного участия деятельности человеческого мышления, по естественным законам физики (оптики), химии, электродинамики. Такие технические средства не формируют непосредственно изображение, а воспроизводят то, что находится перед объективом камеры. Поэтому здесь мыслительная деятельность человека может проявиться в характере изображения путем перестройки, самого изображаемого объекта (как это, например, делается при съемках художественных кинофильмов) и путем модификации параметров аппаратуры. Широко используется также монтаж уже зафиксированных на киноили видеоленте изображений. Тогда вместо преобразования объекта преобразуют его изображения, полученные по законам оптики, т. е., представляющие в буквальном смысле его копии, а не объективацию абстрагированных человеком свойств. Упомянутые уже графопостроители расширяют возможности дисплеев именно в этом последнем отношении.

Итак, в развитии науки, искусства, средств массовой коммуникации происходит «эскалация изображений», все более проявляет себя тенденция (имевшаяся и в прошлом) к возрастанию роли графических, изобразительных средств коммуникации и познания.

Графические средства, как известно, широко применяются в конструкторской и исследовательской деятельности. Для специалиста, работающего в области конструирования техники, характерен такой специфический вид деятельности, которую обычно называют, с известной долей условности, инженерным мышлением. Этот достаточно нечеткий термин скорее указывает лишь общую направленность деятельности технического специалиста. Одним из приемов, позволяющих более четко зафиксировать эту направленность, служит различение научного исследования и инженерного конструирования, деятельности ученого и инженера по определенным параметрам.

Модель как опредмеченное знание

Любое научное исследование и процесс познания вообще приводят к новому знанию только в том случае, если нам удается зафиксировать в определенном языке, в объективной форме его ход и результаты. Точнее, сам процесс познания как раз и совершается с помощью

70