steeeppin
.pdfпроцесса) позволяет в новом свете рассмотреть и природу теоретических схем. Каждая из них может быть сопоставлена с некоторым классом эмпирических схем (в примере с законом Био—Савара к этому классу относится не только схема опыта с прямолинейным проводом и магнитной стрелкой, но и схемы экспериментов с любыми формами проводников, по которым течет ток, и с любыми видами магнитов).
С этих позиций теоретическую схему можно рассматривать как инвариантное содержание эмпирических схем[27]. Учитывая, что последние выступают как изображение типовых черт экспериментально-измерительных ситуаций, в этом
аспекте правомерно рассмотреть и отношения абстрактных объектов теоретической схемы. Тогда они предстанут в форме особого идеализированного эксперимента,
выражающие наиболее общие и существенные черты реальной экспериментальной практики.
При анализе теоретических схем с этой точки зрения сразу обнаруживается их “операциональная” сторона. Схема осциллятора, например, выступает как модель,
которая выражает существенные черты экспериментов с колебанием реальных маятников, натянутой струны, с периодическим сжатием и распрямлением пружины и т. д.
Предметная сторона всех этих реальных экспериментов в теоретической схеме представлена в форме мысленного эксперимента с материальной точкой, которая
отклоняется от положения равновесия и вновь возвращается в исходное положение под действием квазиупругой силы. Фундаментальные схемы, лежащие в основании развитой теории, также можно истолковать как предельно идеализированное изображение типовых черт экспериментальных ситуаций, обобщаемых и предсказываемых в рамках этой теории. Так, максвелловская теоретическая схема может быть рассмотрена как мысленный эксперимент, аккумулирующий в себе существенные характеристики экспериментальных процедур, обобщенных в схемах амперовской электродинамики, кулоновской электростатики и магнитостатики, фарадеевской индукции и др.
Фундаментальная теоретическая схема ньютоновской механики, изображая
механическое движение как перемещение материальной точки по континууму пространственных и временных точек системы отсчета под действием сил, представляла собой своеобразный мысленный эксперимент, который содержал
самые общие исущественные черты опытов по изучению различных сторон механического движения. В нем были обобщены практические операции перемещения тел по наклонной плоскости, колебания маятника, соударения тел, операции перевода потенциальной энергии в кинетическую при работе машин и т. д.
На эту сторону теоретических схем часто не обращается внимание потому, что в
большинстве случаев сама форматеоретической модели как бы маскирует ее операциональную природу. Однако, если провести соответствующий анализ, эта природа сразу предстанет в отчетливой форме. Мы привыкли, например,
рассматривать томсоновскую и резерфордовскую модели атома только как изображение некоторых сторон структуры атома. Однако внимательный анализ показывает, что каждая из этих моделей вместе с изображением структуры атома неявно вводит предельно абстрактную схему экспериментальных ситуаций, в рамках которых был выделен и изучался атом как особый фрагмент природы.
В модели Томсона атом изображается в виде осциллятора (положительно заряженная сфера с погруженными в нее электронами, способными отклоняться от положения равновесия), который взаимодействует с падающим на него излучением и способен генерировать излучение. Все основные признаки абстрактных объектов
модели Томсона определены через их отношение к идеальному пробному излучению, которое репрезентирует на уровне теоретической модели реальные
пучки света, фиксируемые в экспериментах по изучению закономерностей взаимодействия света с веществом. Следовательно, модель Томсона может быть
представлена как абстрактное и схематизированное изображение существенных черт таких экспериментов[28].
С аналогичных позиций можно рассмотреть резерфордовскую планетарную модель атома. Она представляет собой теоретическую схему, образованную из следующих, связанных между собой абстрактных объектов: “центра потенциальных отталкивающих сил” (атомное ядро) и “элементарных отрицательных зарядов” (электронов). В этой модели абстрактный объект “атомное ядро” был определен по двум признакам: “нести положительный заряд” и “быть центром потенциальных отталкивающих сил”[29]. Принципиально важно, что последний признак имеет смысл лишь постольку, поскольку предполагается наличие пробного тела — идеальной α-частицы, рассеивающейся на “центре потенциальных отталкивающих сил”.
Таким образом, главная отличительная характеристика резерфордовской модели атома — представление об атомном ядре — вводилась через описание мысленного эксперимента по рассеянию на системе ядро-электроны идеальной α-частицы. Этот
эксперимент выражал существенные особенности реальных опытов по рассеянию на атоме тяжелых частиц, опытов, посредством которых были выявлены реальные особенности структуры атома.
Модель Резерфорда имплицитно содержала в себе идеализированную схему указанных опытов, и эта особенность модели прямо проявлялась в тех физических законах, которые можно было получить на ее основе. Главные уравнения, которые Резерфорд получил, опираясь на планетарную модель атома, и которые позволяли объяснять ипредсказывать результаты реальных экспериментов, были выражением законов рассеяния на атоме тяжелых заряженных частиц.
Таким образом, модели Томсона и Резерфорда можно представить в форме мысленных экспериментов с атомом как осциллятором и с атомом как системой, рассеивающей тяжелые частицы. Каждый из этих экспериментов аккумулирует в себе существенные черты реальной экспериментально-измерительной практики, в рамках которой выявились соответствующие стороны реального атома. Они были
объектом изучения в исследованиях Томсона и Резерфорда и представлены в соответствующих моделях атома.
В итоге мы пришли к важному выводу, согласно которому теоретические схемы имеют две неразрывно связанные между собой стороны: 1) они выступают как особая модель экспериментально-измерительной практики и 2) одновременно служат системным изображением предмета исследования, выражением сущностных связей исследуемой реальности.
Этот вывод проиллюстрирован только материалом физики. Тем не менее его формулировка в общей форме вполне оправданна, так как можно показать, что данное утверждение справедливо по отношению ко всем эмпирическим наукам. Правда, на первый взгляд может показаться, что содержание теоретических высказываний таких наук, как астрономия, не может быть истолковано как схема практики, поскольку здесь нет активного вмешательства субъекта в протекание природных процессов как необходимого условия практической деятельности. Однако при ближайшем анализе выясняется, что астрономические наблюдения, проводимые в целях проверки тех или иных теоретических схем, носят характер своеобразных квазиэкспериментальных процедур. В процессе таких наблюдений объекты природы применяются в функции квазиприборных устройств, в результате
чего создается характерная для экспериментально-измерительной деятельности приборная ситуация.
Чтобы лучше уяснить это обстоятельство, напомним, что любую
экспериментальную деятельность характеризует такое взаимодействие природных фрагментов, при котором они выступают как предметы-носители функционально выделенных свойств. В развитом физическом эксперименте такие предметы изготавливаются искусственно. Ими могут быть установки, приготовляющие пучки частиц с заданными параметрами (приготовляющая подсистема экспериментального устройства), мишени, бомбардируемые этими частицами (рабочая часть), приборы, регистрирующие результаты взаимодействия частиц с мишенью (регистрирующая часть экспериментального устройства).
Однако в функции средств экспериментальной деятельности могут применяться и естественные объекты природы, рассмотренные только со стороны их отдельных свойств. В разобранном выше примере с изучением процессов колебания в
экспериментах с маятником Земля как источник тяготения была использована в функции квазиприборной подсистемы, обеспечивающей появление квазиупругой (возвращающей) силы.
Похожая ситуация возникла в опытах Фарадея по электромагнитной индукции, когда обнаружилось свойство магнитного поля Земли порождать э.д.с. в проводниках, пересекающих его магнитные силовые линии. Здесь Земля также использовалась в качестве своеобразной квазиприборной установки. Она рассматривалась только как источник магнетизма, совмещая функции приготовляющей ирабочей части “приборной установки”. Само это свойство Земли было выявлено в предшествующих опытах с ориентацией магнитных стрелок. В
рассматриваемых опытах оно было функциональновыделено среди всех других многочисленных свойств Земли, благодаря чему стало возможным использовать нашу планету в функции особого фрагмента приборной ситуации.
Аналогичное использование объектов природы в функции своеобразных приборных устройств можно обнаружить и во многих современных физических опытах. Так, в опытах по исследованию нейтрино, излучаемых Солнцем, последнее рассматривалось как генератор нейтрино (приготовляющая подсистема). Исследование свойств нейтрино предполагало, что их нужно выделить среди других составляющих космического излучения. Для этой цели приборы-регистраторы погружались в шахту, и тогда кора Земли использовалась как особый экран, который задерживал все частицы космического излучения кроме нейтрино.
Систематические наблюдения в астрономии основаны на том же принципе применения естественных фрагментов природы в функции приборных подсистем.
В целях иллюстрации сказанного рассмотрим конкретный пример — наблюдение за рентгеновским излучением Крабовидной туманности, осуществленное в 1964 г. с целью выяснить, каков источник этого излучения[30]. На
основе гипотезы о существовании нейтронных звезд было высказано предположение, что источником излучения может быть нейтронная звезда (практически точечный источник для земного наблюдателя), расположенная в Крабовидной туманности. Однако источником излучения мог быть и иной, протяженный источник, связанный с туманностью. Для выяснения характера
излучающего источника было использовано покрытие Крабовидной туманности диском Луны. В этот момент было измерено изменение интенсивности сигнала, идущего от рентгеновского источника (рентгеновские счетчики, поднятые на ракетах, регистрировали число γ-квантов за единицу времени). Эмпирическая зависимость, выявленная при статистической обработке данных наблюдений, показала, что интенсивность излучения уменьшалась не резко, а постепенно.
Нетрудно видеть, что в рамках рассмотренного исследования наблюдатель смог
получить информацию о характере излучения Крабовидной туманности лишь потому, что сконструировал из естественных процессов природы приборную ситуацию. Источник рентгеновского излучения, само это излучение и Луна, используемая в качестве своеобразного экрана, выступали в функции приготовляющей и рабочей подсистем “приборного устройства”. Регистрирующая часть была выражена прибором, искусственно созданным в практике. Вся система
— “источник рентгеновского излучения в Крабовидной туманности”, “Луна” и “регистрирующие устройства на Земле” — представляли собой своего рода гигантскую экспериментальную установку, функционирование которой позволяло отыскать исследуемую зависимость.
Создание приборной ситуации в процессе эмпирических исследований в астрономии может быть проиллюстрировано и на других фактах. Показательно в этом отношении, например, наблюдение за поляризацией света звезд, проводимое с целью изучения магнитного поля Галактики. Приборная ситуация, которая характеризовала этот опыт, была построена путем выделения в системе взаимодействий природы: а) магнитного поля Галактики иориентированных им частиц в облаках межзвездной пыли; б) света, излучаемого звездой и проходящего через межзвездную пыль; в) приборов, регистрирующих эффекты поляризации.
Отношения между совокупностями всех этих объектов можно рассматривать как гигантское квазиэкспериментальное устройство, “работа” которого позволяла выявить эмпирические зависимости, характеризующие магнитное поле Галактики (предмет исследования). В рамках данной ситуации эта “работа” заключалась в том,
чтовзаимодействие света и ориентированных частиц межзвездной пыли порождало поляризацию света, по степени которой оказалось возможным судить о напряженности магнитного поля Галактики.
Несколько сложнее установить, как конструировалась приборная ситуация в эмпирических исследованиях астрономии на ранних этапах ее развития. Однако и здесь все происходило аналогичным образом. Так, даже простое визуальное наблюдение за перемещением планеты на небесном своде предполагало, что наблюдатель должен был предварительно выделить линию горизонта и метки на небесном своде (например, звезды), на фоне которых наблюдается движение планеты. Сами по себе эти операции, по существу, представляли небесный свод в виде своеобразной проградуированной шкалы, на которой фиксируется движение планеты как светящейся точки. Причем по мере
проникновения в астрономическую науку математических методов градуировка небесного свода становится все более точной и удобной для проведения измерений. Уже к IV столетию возникает Зодиак, состоящий из 12 участков по 30 градусов, как стандартная шкала для описания движения Солнца и планет[31].
Любое систематическое научное наблюдение независимо от того, осуществляется ли оно в процессе эксперимента или вне эксперимента, предполагает конструирование приборной ситуации. Систематические наблюдения можно рассматривать в этом плане как квазиэкспериментальную деятельность. Что же касается случайных наблюдений, то они не достаточны для научного исследования. Они могут стать начальным импульсом к новым исследованиям, но
при осуществлении таких исследований должны перерасти в систематические наблюдения. В случайных наблюдениях, как правило, регистрируется некоторый необычный эффект, но неизвестно, какие объекты участвуют во взаимодействии, порождающем данный эффект. Структура приборной ситуации здесь не определена, и неизвестен объект эмпирического исследования. Переход от случайного к
систематическим наблюдениям предполагает построение приборной ситуации и
четкую фиксацию объекта, изменение состояний которого изучается в опыте. Так, например, когда К.Янский в опытах по изучению грозовых помех на
межконтинентальные радиотелефонные передачи случайно натолкнулся на устойчивый радиошум, не связываемый ни с какими земными источниками, то это случайное наблюдение дало импульс серии систематических наблюдений, конечным итогом которых было открытие радиоизлучения области Млечного Пути.
Характерным моментом в осуществлении этих наблюдений было конструирование приборной ситуации.
Главная задача здесь состояла в том, чтобы определить источник устойчивого радиошума. После установления его внеземного происхождения решающим моментом явилось доказательство, что таким источником не являются Солнце, Луна и планеты. Наблюдения, позволившие сделать этот вывод, были основаны на применении двух типов приборной ситуации. Во-первых, использовалось вращение Земли, толща которой применялась в наблюдении в функции экрана, перекрывающего в определенное время суток Солнце, Луну и планеты (наблюдения показали, что в моменты такого перекрытия радиошум не исчезает). Во-вторых, в
наблюдении исследовалось поведение источника радиошума при перемещении Солнца, Луны и планет на небесном своде относительно линии горизонта и неподвижных звезд. Последние в этой ситуации были использованы в качестве реперных точек (средств наблюдения), по отношению к которым фиксировалось возможное перемещение источника радиошума. Вся эта серия опытов позволила в
конечном итоге идентифицировать положение источника с наблюдаемыми в каждый момент времени суток и года положениями на небосводе Млечного Пути.
Характерно, что в последнем шаге исследований К.Янского уже была четко обозначена предметная структура наблюдения, в рамках которой изучаемый эффект (радиошум) был представлен как радиоизлучение Млечного Пути. Было выделено начальное состояние объекта эмпирического знания — положение источника радиошума на небесном своде в момент T1, конечное состояние — положение источника в момент T2 и приборная ситуация (в качестве средств исследования фиксировались: небесный свод с выделенным на нем расположением звезд, линия горизонта, Земля, вращение которой обеспечивало изменение положений радиоисточника по отношению к наблюдателю, и наконец, приборы — регистраторы радиоизлучения). Наблюдения с жестко фиксированной структурой
названного типа позволили раскрыть природу случайно обнаруженного эффекта радиоизлучения Млечного Пути.
Таким образом, путь от случайной регистрации нового явления к выяснению
основных условий его возникновения и его природы проходит через серию наблюдений, которые отчетливо предстают в качестве квазиэкспериментальной деятельности.
Анализ ситуаций систематического наблюдения, осуществляемого вне эксперимента, позволяет унифицировать подход к эмпирическим основаниям теории и операциональной трактовке теоретических схем. Тогда и теоретические
модели астрономии вполне правомерно рассматривать не только как отражение исследуемого объекта, но и как обобщенную схему предметной стороны наблюдения, выступающей в функции экспериментально-измерительных ситуаций, в рамках которых выявлен данный объект.
Как и в любой познавательной деятельности, здесь проявляется фундаментальный принцип, согласно которому объект познания определен лишь относительно некоторой системы деятельности. Познающему субъекту предмет исследования всегда дан в форме практики, и поэтому у него нет иного способа видения действительности, кроме как сквозь призму этой практики. Поэтому во всех
слоях научного знания содержится схематизированное и идеализированное
изображение существенных черт практики, которое вместе с тем (а вернее, в силу этого) служит изображением исследуемой действительности. Это изображение на каждом из уровней исследования предстает в особой форме. Так, в реальном
эксперименте предмет исследования представлен через корреляции взаимодействующих в эксперименте объектов. Например, магнитное действие тока, изучаемое в опытах Био и Савара, задано через отношение реального провода к реальной магнитной стрелке, которая приобретает вращательный момент в период прохождения тока по проводу.
На следующем уровне исследований, в слое эмпирических схем, изучаемый предмет репрезентирован через корреляции эмпирических конструктов, образующих эмпирическую схему. Так, магнитное действие тока в эмпирических схемах Био и Савара было изображено посредством таких конструктов, как прямолинейный провод с током и пробная магнитная стрелка, с указанием их отношений как смысла соответствующей эмпирической формулы. Затем в слое
частных теоретических схем исследуемый объект вводится через корреляции абстрактных объектов. В нашем примере это будут абстрактные объекты — “усредненное по некоторому объему магнитное поле” и “порождающая его плотность заряда-тока” (отношения этих объектов составляют смысл закона Био— Савара). Наконец, на уровне фундаментальной теоретической схемы, лежащей в основании развитой теории, предмет исследования представлен через корреляции абстрактных объектов данной схемы (например, магнитное действие тока на уровне максвелловской теории репрезентировано через отношение “вектора плотности тока в точке” к “вектору магнитного поля в точке”, связи которых образуют смысл второй пары уравнений Максвелла).
Каждый из отмеченных уровней репрезентации объекта исследования представляет собой особый слой языка науки, где идеальные схемы предметной стороны экспериментально-измерительной практики выступают как содержательная плоскость, выраженная в соответствующей знаковой форме (рис. 2). Любой из этих
слоев языка имеет свои нормы построения и живет своей относительно самостоятельной жизнью, где за счет внутренних законов оперирования со знаками может возникать новое содержание (примером тому может служить хотя бы
введение новых абстрактных объектов за счет операций в рамках математического формализма теории).
Связь отмеченных уровней языка науки позволяет вводить соответственно новому содержанию каждого верхнего уровня объекты нижележащих уровней, благодаря чему оказывается возможным прогнозировать практику, предсказывая результаты будущих экспериментов. В сложившейся теории связь между различными уровнями языка достигается за счет особых языковых выражений, которые также входят в состав теории. Посредством этих выражений описывается способ редукции теоретических объектов к объектам нижележащих уровней. Выражения такого типа суть правила соответствия (операциональные определения).
Если учесть, что объекты схем каждого верхнего уровня выступают как инвариантное содержание корреляции объектов нижележащего слоя, описание
признаков соответствующих объектов в терминах таких корреляций и составляет суть операциональных определений.
Рис. 2. ЭЗ – эмпирическая зависимость (1,2 – ассимилированная теорией; N – неассимилированная теорией); ЭС – эмпирическая схема; Н1-n – наблюдения (1-n – условное число наблюдений); ПС – приборная
ситуация; |
– предсказуемый теоретический закон и соответствующая Т. схема; |
– предсказуемая |
эмпирическая зависимость, эмпирическая схема, наблюдения и приборная ситуация. |
|
|
На эту сторонуобычно не обращают достаточного внимания, потому что при анализе связей теории и эмпирии в лучшем случае выделяют лишь два уровня — эмпирический итеоретический, но сами эти уровни уже рассматриваются недифференцированно.
Между тем вне дифференциации каждого из уровней знания нельзя понять структуру правил соответствия, которые обеспечивают связь теоретических терминов с опытом. Анализ этой связи всегда был в центре внимания как философов и методологов, так и физиков.
Хорошо известно, что основоположник философии операционализма, известный американский физик П. Бриджмен, в свое время развивал концепцию, согласно
которой правила соответствия представляют собой определения физических величин в терминах реальных измерений и должны быть тождественны описанию измерительных ситуаций, проводимых с определенным типом реальных экспериментальных устройств. На этой основе возник главный тезис операционализма: “Понятие есть синоним соответствующей совокупности операций”[32].
Концепция операционализма была подвергнута критическому анализу как с философских, так и с логико-методологических позиций[33]. Было выявлено главное противоречие, к которому приводит указанная концепция. Это противоречие заключается в следующем. Одна и та же физическая величина может быть измерена различными способами, и если ее определять через описание реальной экспериментально-измерительной процедуры, то появляется множество различных определений величины и нужно специально доказать, что это — определения одной и той же величины. Например, рецепт измерения расстояний путем использования жесткой линейки и радиолокационным способом различен, но физическая величина, обозначающая расстояние, в обоих случаях одна и та же.
Всамом же указании на определение физических величин через реальные процедуры измерения не содержится правил отождествления таких измерений. Поэтому, если принять концепцию операционализма, то нужно считать, что одна и та же величина, измеренная разными способами, суть две разные и неотождествимые величины.
Вдобавление к сказанному отметим, что определение величин по рецепту, первоначально предложенному Бриджменом, может определить лишь смысл этих величин внутри эмпирического слоя исследований. Но этот рецепт не позволяет решить главную задачу: перейти от эмпирического уровня к теоретическому и наоборот.
Вразвитой науке, сформировавшей теоретический уровень исследований, величины, которые фигурируют в теории и связаны с опытом, имеют два смысла — эмпирический и теоретический. Их теоретический смысл соответствует признакам и корреляциям абстрактных объектов теории, а их эмпирический смысл — корреляциям эмпирических объектов, отображенных на реальные предметы экспериментально-измерительных ситуаций. Например, в теории Максвелла величина Н, обозначающая напряженность магнитного поля в точке, получает определения через отношения к векторам Е(напряженность электрического поля), J(плотность заряда-тока), В (магнитная индукция) и D (электрическая индукция). На эмпирическом уровне величина магнитного поля в точке определяется иначе. Она может быть задана, например, через поворот магнитной стрелки в опыте Био—
Савара или через отдачу катушки Гельмгольца при измерениях величины
магнитного поля в других аналогичных опытах. Чтобы связать эти два смысла физической величины, нужно уметь переходить от абстрактных объектов теории к объектам, которыми оперирует экспериментатор. Одним только описанием операций реального измерения такие переходы не обеспечиваются. Характерно, что Бриджмен вынужден был признать, что значение теоретических терминов не может быть сведено к описанию измерений, проводимых в реальном эксперименте[34].Тогда он расширил понимание операциональных определений и включил в их состав так называемые “бумажно-карандашные” операции (вычисления, производимые в рамках мысленного эксперимента и необходимые для перехода от величин теоретического уровня к результатам опыта). Но при этом само понимание операциональных определений стало расплывчатым, и их структура осталась невыясненной. Недостатки бриджменовской концепции породили
настороженное отношение некоторых философов и логиков к самому понятию “операциональные определения”. Высказывалось даже мнение, что операциональных определений вообще не существует в научной теории. Такую концепцию развивал, например, М. Бунге. Правильно отмечая ограниченность
бриджменовского подхода к анализу правил соответствия и критикуя философию операционализма, Бунге заключил, что “человек и его операции... не имеют места при отображении физической реальности в понятиях” и что операциональные определения “вообще никогда не существовали” в теории[35].Столь “радикальная критика” бриджменовской концепции операциональных определений полагает, что в ней вообще не имеется рациональных моментов. На наш взгляд, такая оценка является односторонней. Из факта несводимости теоретических понятий к операциям измерениям еще не следует, что понятия вообще не содержат никакой
операциональной компоненты и что теория может обойтись без операциональных определений.
Отбрасывая термин “операциональные определения”, М. Бунге говорит о правилах отображения теории на объекты опыта, о согласовании теории как целого с опытными данными. Но тогда возникает вопрос: в чем заключаются такие правила и как обеспечивается связь теории с опытом?
Дело не в том, чтобы заменить термин “операциональные определения” другим термином, который характеризует рецептуру связи тех или иных теоретических понятий с опытом, а в том, чтобы проанализировать структуру операциональных определений, раскрыть природу правил соответствия, связывающих теорию с опытом.
Бунге, по существу, ушел от решения этих вопросов и во многом потому, что сама “философия реализма”, которую он отстаивает и развивает, наряду с ее положительным содержанием (признание объективной реальности и ее отражения в понятиях) страдает рядом ограниченностей. Одним из них является игнорирование практически- деятельностной основы теоретического освоения объектов, того, что объект всегда дан познающему субъекту в форме практики. Этим и продиктован вывод Бунге, что
отражение физической реальности в понятиях не имеет отношения к операциям человеческой деятельности. В свою очередь, такая установка закрывала путь к анализу структуры правил соответствия.
Недостаточно детальный анализ структуры правил соответствия теоретических величин и наблюдений часто приводит к неточностям методологического характера даже в весьма известных и квалифицированных работах. Так, Л.И. Мандельштам в
своих интересных и насыщенных глубокими философскими размышлениями лекциях по квантовой механике справедливо указывал, что всякая физическая теория включает не только математический аппарат, но и рецепты связи физических
величин с опытом. Однако в самой характеристике таких рецептов он допустил определенную неточность. Интуиция физика подсказывала ему, что связь теории с
опытом не может быть осуществлена вне учета специфики реальной экспериментально-измерительной деятельности. Поэтому Мандельштам определил рецепты связи с опытом величин, которые представлены в уравнениях теории, как “конкретные операции с конкретными вещами”, когда выбираются “конкретные вещи в качестве эталонов” и применяются “конкретные измерительные процессы — определение координаты, времени и т. д. при помощи твердых масштабов, часов и т. д.”[36]. Такое определение допустимо только как указание на необходимость учесть в теории особенности реального опыта, но без дальнейших уточнений оно становится тождественным определению, которое было дано в ранних работах Бриджмена. Реальные измерительные процедуры действительно предполагаются рецептами связи физических величин с опытом, но такие рецепты не сводятся к указанным процедурам. Правда, если внимательно ознакомиться с конкретными примерами указанных рецептов, которые приводит Мандельштам для разъяснения высказанного им тезиса, то обнаруживается чрезвычайно интересный и важный момент. Оказывается, рецепты связи физических величин теории с опытом — это описание не реальных, а идеализированных измерительных ситуаций, которые соответствуют реальным ситуациям эксперимента и измерения.
В этом заключается одна из важных особенностей правил соответствия. Именно
за счет таких мысленных экспериментов и идеализаций устанавливается связь между реальными измерениями и теоретическими объектами.
Ключ к расшифровке правил соответствия и смысла операциональных определений состоит в учете основных уровней схематизации эксперимента в языке науки и в понимании того факта, что объект каждого верхнего уровня выступает в качестве характеристики корреляций объектов соответствующего ему “нижнего” слоя языка. Причем переход от эмпирического уровня к теоретическому всегда
предполагает идеализацию и замещение реальной схемы эксперимента идеализированной схемой. Идеализация позволяет отделить существенные
характеристики изучаемых в эксперименте взаимодействий от случайных и заменяющих факторов, благодаря чему операционально определяемые термины
теории предстают как выражение существенных признаков и отношений указанных взаимодействий. Следы всех этих достаточно сложных операций можно обнаружить
при анализе смысла конкретных операциональных определений физических величин. Так, операциональное определение напряженности электрического поля
как термина уравнений Максвелла дается не через описание измерений с применением реального прибора, например электрометра (как это часто считают), а через описание отношений электрического поля в точке к пробному заряду. В свою очередь, “электрическое поле в точке” и “пробный заряд” — это конструкты, типичные для частных теоретических схем теории Максвелла, в которых характеризуются отношения зарядов и электрического поля. Что же касаетсяопределений данных конструктов (таких, как пробныйзаряд), то эти
определения выступают уже в качестве характеристики особых корреляций эмпирических объектов. Например, пробный заряд — “это такое воздействие одного массивного заряженного тела на другое, при котором в силу малости обратного воздействия второго тела на первое можно пренебречь этим воздействием” (идеализация реального опыта). Только определение эмпирических объектов можно дать через описание устройства реальных приборов иреальных процедур измерения.
Операциональные определения физических величин включают в себя всю эту иерархию определений в сжатом виде. Благодаря этому они характеризуют способ
отображения абстрактных объектов теории на реальные отношения объектов эксперимента и измерения.
Итак, если подвести итог сказанному, то мы вправе рассматривать теоретические схемы науки как своеобразные модели практических ситуаций, на объяснение и предсказание которых они претендуют. Но теоретические схемы имеют не только операциональный статус. Они всегда воспринимаются исследователем, принявшим ту или иную теорию, в качестве представления исследуемой предметной области, как образ его сущностных связей. И тогда возникает особая проблема объективации теоретических схем.
При анализе этой проблемы (отношений между теоретическими знаниями и исследуемой действительностью) важно учитывать факт существования двух уровней организации теоретических знаний. Один из них образует развитая теория. Второй — теоретические знания, представленные частными теоретическими схемами и связанными с ними законами. Как показывает история науки, они могут
генетически предшествовать развитой теории и выступать в качестве самостоятельных образований, фиксируемых в соответствующем теоретическом языке. Так, схема силового взаимодействия тока была введена Ампером задолго до создания максвелловской электродинамики, а модель простого колебания построена Гюйгенсом задолго до механики Ньютона. Аналогичным образом до создания
квантовой механики различные аспекты квантовомеханических процессов описывались и объяснялись с помощью таких теоретических схем, как боровская модель атома, модели фотоэффекта, комптон-эффекта, излучения абсолютно черного тела и т. д. При построения развитой теории предшествующие ей частные
теоретические схемы трансформируются и включаются в состав теории в качестве компонентов ее содержания.
Принимая во внимание двухуровневую организацию теоретических знаний и наличие генетических связей между уровнями, рассмотрим, как относятся теоретические схемы к исследуемой действительности.
Важнейшая особенность теоретических схем состоит в том, что они являются идеализированной моделью изучаемых в теории взаимодействий. Благодаря
теоретической схеме в науке складывается особое видение изучаемой действительности. Последняя представлена в теории в форме идеализированного предмета, обладающего строго определенной структурой. В методологических и
философских исследованиях эта сторона теоретического освоения действительности описана достаточно подробно.
Установлено, что в основании теории всегда лежит модель изучаемой реальности, наделенная “небольшим числом свойств и простой структурой”. Основная функция данной модели — служить идеализированным представлением объекта исследования и быть средством получения о нем теоретических знаний[37].
Вычленение теоретических схем как системного изображения исследуемой в теории реальности продолжает уже существующую философско-методологическую традицию. Новым моментом анализа является не само обнаружение указанной схемы, а попытка более конкретно рассмотреть ее внутреннюю структуру.
Именно эта структура, т. е. отношение абстрактных объектов теоретической схемы, представляет в рамках теории изучаемую в ней объективную реальность. Поэтому, когда исследователь характеризует предмет той или иной теории, он
описывает его в терминах абстрактных объектов соответствующей теоретической схемы. Если, например, спросить у физика, что он понимает под
электромагнитными процессами как предметом исследования классической электродинамики, то ответ будет сводиться примерно к следующему: это —
взаимодействия электрического и магнитного полей между собой и электрическими зарядами (дифференциально-малыми токами). При дальнейшем уточнении этого определения взаимодействие электрического, магнитного полей и зарядов будет
охарактеризовано как изменения во времени векторов электрической и магнитной