1.3.2. Метод аналогий в науке

Рис. 1.5. Демонстрация объектас дробной размерностью

 

Кроме обучения и удобного представления полученных результатов метод аналогий может успешно применяться и для непосредственного получения знаний, хотя в научной среде существует мнение, что аналогии применяют лишь в том случае, когда нет прямых доказательств. Необходимо определить, что же мы будем считать аналогией. Согласно Большому энциклопедическому словарю [18] "... аналогия - сходство предметов (явлений, объектов) в каких-либо свойствах. Умозаключение по аналогии - [ситуация, когда] знание, полученное из рассмотрения какого-либо объекта, переносится на менее изученный, сходный по существенным свойствам, качествам объект; такие умозаключения - один из источников научных гипотез".

Если принять, что в природе действует ограниченное число фундаментальных законов, то сходство какого-либо свойства у двух объектов наводит на мысль о сходстве причины, породившей это свойство. Таким образом, эти объекты могут обладать генетической общностью. Такая общность может позволить описывать их при помощи одного и того же математического аппарата и пользоваться одними терминами. Иными словами, умозаключение по аналогии может привести нас в исходную точку, из которой взяли начало внешне различные объекты или явления. Наличие таких точек является объективной реальностью. Они изображены в виде узловых точек на рис. 1.1.

Итак, аналогия является одним из возможных методов научного познания. Действительно, в физике существует значительное количество примеров успешного использования метода аналогий. Автор классической теории электромагнетизма Дж. Максвелл [19] сопоставил ее с гидродинамикой несжимаемых жидкостей и подчеркнул значение такого подхода в науке: "Для составления физических представлений следует освоиться с существованием физических аналогий. Под физической аналогией я понимаю то частное сходство между законами двух каких-нибудь областей науки, благодаря которому одна из них является иллюстрацией для другой ".

Часто наука сталкивается с фактами, которые не укладываются в рамки существующих представлений, либо с совершенно новыми явлениями. В этом случае необходимо пересматривать существующие и выдвигать новые научные гипотезы. Удачно подобранная аналогия может ускорить построение новой языковой модели действительности и направить ход мыслей исследователя в плодотворном русле.

Например, Герман Хакен из Штутгартского университета с конца 60-х годов направлял свою деятельность на создание “синергетики”. Являясь одним из основателей теории лазеров, он обнаружил, что образование внутренних структур в лазере происходит в соответствии с законами, очень напоминающими конкуренцию молекулярных видов, которую описал Манфред Эйген (Институт Макса Планка в Геттингене) в своих исследованиях ранней эволюции жизни.

Адекватно поставленный эксперимент, несомненно, является основным критерием истинности того или иного предположения. Однако, ряд научных гипотез, имеющих характер приближения к пределу человеческого знания, на данный момент не поддаются непосредственной экспериментальной проверке и не могут быть ни доказаны, ни опровергнуты (вопросы конечности Вселенной, существования внеземного разума, конечности делимости материи и др.). Применение метода аналогий может приблизить нас к решению некоторых из них.

Авторы [20] при помощи аналогии топологического характера положительно отвечают на фундаментальный вопрос о возможности существования в природе магнитных монополей (полюсов магнита, существующих отдельно друг от друга, или, иными словами, магнитных зарядов). Исключительная важность данного вопроса заключается в том, что обнаружение (или доказательство невозможности существования) монополей позволило бы ответить на многие принципиальные вопросы естествознания. В частности, обнаружение магнитных зарядов было бы первым серьезным подтверждением теорий Великого объединения, единым образом описывающих электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия [21]. Суть аналогии состоит в создании в слоистых жидких кристаллах нематического и холестерического типов определенной топологии распределения векторов, описывающих ориентацию составляющих кристалл молекул. Данная топология аналогична топологии распределения векторов магнитного поля вокруг гипотетического монополя Дирака. Таким образом, распределение векторов ориентации молекул в жидких кристаллах можно визуально наблюдать в поляризационный микроскоп. Это позволяет по особенностям поведения жидких кристаллов выдвигать предположения о возможном поведении магнитных монополей и принципиальных методах их экспериментального обнаружения.