
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Глава 7
- •Глава 7
- •Глава 8
- •Глава 9
- •Глава 1. Общее понятие научной модели 5
- •Глава 2. Проблема моделей в философии и методологии науки
- •Глава 3. Модели как средство экспериментального исследования . . 80 Отношение основных типов моделей к реальному
- •1966 Г. Рисо ан ссср № 80-132в. Формат бумаги
Глава 8
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОБЛЕМА ИСТИНЫ
Г\ак было выяснено выше, модель является формой и средством отражения объективной действительности. Всякая модель выполняет так или иначе функцию отражения. Мысленные модели представляют собой по своему «строительному материалу» непосредственно чувственные образы-представления различной степени абстрактности. Что же касается вещественных моделей, то и они являются отображениями, образами, правда в несколько ином смысле: они являются материальным, вещественным выражением и воплощением тех образов оригинала, которые существуют или складываются в голове их конструктора. Эта функция отражения реализуется разными моделями в форме физического подобия, гомоморфизма или изоморфизма. Мы видели, что наличие в модели одной из этих форм сходства с оригиналом является необходимым условием построения любой модели и условием моделирования как способа поанания и объяснения.
Выше было также показано, что все виды моделей — не только мысленные, но также и материальные — являются выражением нашего знания об окружающем мире. По-видимому, это обстоятельство лежит в основе различного рода оценок мысленных и вещественных моделей как хороших или плохих, адекватных или неадекватных, истинных или ложных. В связи с этим и возникает вопрос, в какой мере оправдано применение этих атрибутов к различного рода моделям и вообще не является ли постановка вопроса об истинности (ложности) моделей незаконной экстраполяцией.
Не менее законен и интересен вопрос о том, какую роль играет само моделирование, т. е. построение моделей, их изучение и проверка, в процессе доказательства истинности и поисков истинного знания.
15*
227
Об истинности как свойстве моделей
Прежде чем говорить вообще об истинности моделей в целом и в деталях, необходимо вкратце уточнить содержание понятий «истина» и «истинность».
В гносеологической литературе существует точка зрения, что истинность есть свойство по меньшей мере суждений. Так, А. Шафф пишет: «Мы утверждаем В'След за крупнейшими мыслителями в истории философии, начиная с Аристотеля, что истинность есть свойство суждения».1 Это утверждение направлено не только против тех философов-идеалистов, которые вообще рассматривают истину как некое самостоятельное, ■идеальное, мысленное бытие (Платон, Гегель и т. п.), но и против тех гносеологов, которые истинность считают свойством также и других форм познания, в частности представлений и понятий. Что касается первого противопоставления, то оно естественно для материалистического понимания истины. Второе же вызывает некоторые возражения. Понимание истинности как свойства суждения ограничивает понятие истины лишь сферой логики и, следовательно, рационального познания. Но гносеологию интересует не только истинность суждений и других логических форм, а и проблема истинности других форм отражения — чувственных образов, а также знания в целом.
Кроме того, понимание истинности только как свойства суждения исключает возможность говорить об истинности или ложности «наших чувственных восприятий» (Энгельс) 2 или об отделении истинных образов от ложных (при этом под образами имеются в виду «восприятия и представления»3). Предвидя возражения и упреки в расхождении с классиками, Шафф прибегает к странному приему защиты. Он утверждает, будто бы в соответствующих высказываниях классиков термины «представления, несомненно, употреблены в смысле, равнозначном мысли».4 Очевидно, что подобная аргументация не является убедительной. Основоположники марксистской гносеологии, развивая теорию отражения, считали все формы познания образами (копиями, снимками, картинами т. п.), и всякие искусственные и произвольные толкования их высказываний на эту тему вызывают по меньшей мере удивление. А если та или иная конкретная форма познания является образом, то по отношению к ней уместно ста-
1 А. Шафф. Некоторые проблемы марксистско-ленинской теории истины. ИЛ, М., 1953, стр. 10.
2 См.: К. Мар.кс и Ф. Энгельс, Соч., изд. 2, т. 22, стр. 303.
3 См.: В. И. Ленин, Поли. собр. соч., т. 18, стр. 109—110. Ср. также: «Считать наши ощущения образами внешнего мира — признавать объек тивную истину — стоять на точке зрения материалистической теории по знания — это одно и то же» (там же, стр. 132).
4 А. Шафф, ук. соч., стр. 14.
228
вить вопрос и об истинности в смысле соответствия (степени отображения) образа и оригинала.
Трудность возникает при рассмотрении истинности понятий. Если рассматривать понятие как пропозициональную функцию р (х\, ..., х„), в которой Р обозначает содержание понятия, т. е. фиксируемое в понятии свойство, а переменные (х\, .. . хп) — его объем, т. е. множество (класс) неизвестных объектов, к которым может принадлежать это свойство, то действительно неприменимость истинностной оценки понятия не вызывает сомнения. В самом деле, пропозициональная функция есть лишь условие или форма, в которой может быть выражена истина или ложь. Истинной или ложной она становится в случае подстановки вместо переменных постоянных, обозначающих определенные объекты данной предметной области, или в случае связывания переменных кванторами существования или всеобщности. Но тогда пропозициональная функция из условия превращается в суждение, по отношению к которому истинностная оценка ни у кого не вызывает сомнения. Так решается проблема истинности или ложности понятий с точки зрения современной логики. Впрочем, это понимал еще Аристотель.
Однако к вопросу об истинности или ложности понятий можно подойти и с другой, так сказать с гносеологической, стороны. Дело в том, что в гносеологии понятие рассматривается как мысль о действительности, как мысленный обобщенный и отвлеченный образ общих свойств, связей и отношений между явлениями действительности. При этом подразумевается, что этот образ, несмотря на свою абстрактность, достаточно конкретен и может быть описан в ряде суждений, которые выступают как определения, характеристики или описания этого образа. С этой точки зрения вопрос о соответствии или несоответствии такого понятийного образа действительности приобретает вполне определенный смысл, благодаря чему и становится возможным говорить об истинности или ложности понятий.5 Отсюда следует, что как только мы рассматриваем какую-либо форму познания как образ, немедленно возникает вопрос об истинности или ложности соответствующего образа.
Что же следует понимать под истинностью или ложностью модели? Определение истинности (и собственно ложности) модели не должно отличаться от общего и традиционного определения истинности в материалистической гносеологии. Если истинность вообще есть соответствие наших знаний объективной действительности, то истинность модели означает соответствие модели объекту, а ложность, модели — отсутствие такого соответствия.
5 См. об этом подробнее: Л. О. Резников. К вопросу об истинности понятий. Уч. зап. ЛГУ, 1960, № 285, стр. 42—65.
229
Такое определение истинности модели является хотя и необходимым с точки зрения материалистической теории отражения, но еще недостаточным. Его следует рассматривать лишь как исходное определение, требующее дальнейших уточнений. И эти уточнения — последующая конкретизация понятия истинности моделей — могут быть проведены, если принять во внимание те условия, на основе которых модель того или иного типа воспроизводит изучаемое явление. Очевидно, что для разного типа моделей эти условия различны. Для моделей, обладающих с натурой одной и той же физической природой, условия их сходства (подобия) разработаны в теории подобия и являются более конкретными, поскольку они учитывают сходство качественных особенностей моделей и натуры. К числу таких условий для моделей данного типа относится необходимость сохранения геометрического, кинематического, динамического, теплового и других элементов подобия, учитываемых в каждом конкретном случае. Это требование находит свое выражение в сохранении подобия сходственных величин модели и объекта. Кроме того, должно выполняться еще одно дополнительное условие, состоящее в том, чтобы у модели и у натурного объекта были одинаковые критерии подобия.6
Условия сходства модели и объекта в математическом моделировании, основанном на физических аналогиях, предполагающих при различии физической природы процессов в модели и объекте тождество математической формы, в которой выражаются их общие закономерности, являются более общими, более «абстрактными». «Для моделирования на основе аналогии, — подчеркивает Л. И. Гутенмахер, —необходимо отвлечься от качественных особенностей сравниваемых объектов (модели и образца) и перейти от именованных чисел к абстрактным. Только после получения результатов путем исследования явления в модели можно затем снова перейти к именованным числам».7
Наконец, в логических и кибернетических моделях условия сходства еще более абстрактны, ограничиваясь рамками изоморфизма или гомоморфизма систем.
Сказанное выше об условиях построения различного типа вещественных моделей mutatis mutandis относится и к мысленным моделям.
Все это свидетельствует о том, что вопрос об истинности или ложности моделей решается не в форме неопределенных и расплывчатых рассуждений о сходстве вообще, а на основе точно формулируемых в каждом отдельном случае условий физического подобия и аналогии, сводящихся к изоморфизму или го-
6 См. об этом выше, стр. 102—103.
7 Л. И. Гутенмахер. Электрические модели. М.—Л., 1949, стр. 16.
230
моморфизму. Истинность моделей состоит не просто в соответствии с оригиналом, а в наличии той конкретной и поддающейся формализации формы этого соответствия, которая предусматривается природой, типом моделей и целями применения модели в каждом отдельном случае.
Необходимо при этом иметь в виду, как это следует из сказанного, что при построении тех или иных моделей всегда сознательно отвлекаются от некоторых сторон, свойств и даже отношений, в силу чего заведомо допускается несохранение сходства между моделью и оригиналом по ряду параметров, которые вообще не входят в формулирование условий сходства. Так, например, мы не вправе считать ложной статистическую модель некоторой реальной системы только потому, что в такой модели вообще не отражена физическая природа этой системы. Кроме того, в ряде случаев сознательно допускаются и некоторые различия (в частности, в физической природе элементов) для параметров, фигурирующих в формулировании условий сходства. Так, в моделях-аналогах элементы одной физической природы репрезентируют элементы совершенно иной физической природы, например в электрической модели теплового процесса мартеновской печи элементы теплоемкости газа, воздуха и кирпичной кладки моделируются электроемкостями различных конденсаторов, теплопроводность кладки и коэффициенты теплопередачи моделируются различными сопротивлениями, движение газа и воздуха представлено перемещением цепочек, моделирующих газ, температура — напряжением и т. д. Отсюда ясно, что было бы нелепостью требовать, чтобы модели считались истинными при условии совпадения, -согласия, соответствия всех отношений и элементов с оригиналом. Истинность или неистинность, ложность модели следует определять в зависимости от того, насколько точно, полно, адекватно выполняются условия изоморфизма структуры модели и структуры оригинала, т. е. насколько тождественны, насколько совпадают те связи и отношения, которые образуют сопоставляемые структуры. Истинная модель — это такая модель, структура которой в рамках условий изоморфизма или гомоморфизма, тождественна, совпадает со структурой оригинала, взятой в отвлечении от других свойств, отношений и элементов. Тогда соответственно модель, в которой отсутствует тождество, совпадение ее структуры со структурой оригинала, будет ложной моделью. Так, планетарная модель атома Э. Резерфорда оказалась истинной в рамках (и только в этих рамках) исследования электронно-ядерной структуры атома, а модель Дж. Дж. Томсона оказалась ложной, ибо ее структура не совпадала с электронно-ядерной структурой. Ложной оказалась та часть модели молекулы бензола по Кекуле, которая утверждает наличие локализованных и чередующихся Двойных связей, так как эта структура не соответствует действи-
231
тельному распределению электронной плотности в молекуле НбСб.
Аналогично решается вопрос и об истинности функциональных моделей. Если функции модели изоморфны функциям оригинала, или, пользуясь другим выражением, отношение модели к оригиналу характеризуется изофункционализмом, т. е. сходством функций при отсутствии сходства структур, то можно говорить об истинности подобных моделей в рамках указанного отношения. Истинная функциональная модель — это такая модель, которая хорошо имитирует поведение, функции оригинала.
Такой подход к вопросу об истинности моделей дает возможность удовлетворительно решить этот вопрос и применительно к материальным, вещественным моделям, хотя на первый взгляд кажется, что говорить об истинности материальных моделей не приходится вследствие именно их материальности.
Мы ведь исходим из того, что истина есть свойство знаний, а не вещей или явлений, не свойство объективного мира. Вещи и явления объективного мира ни истинны, ни ложны, они просто существуют. Истинность есть характеристика наших знаний, точнее, объективного содержания этих знаний объективной действительности. Можно ли говорить об истинности или ложности вещественных моделей, если они суть вещи, существующие объективно, материально? Какая разница в этом отношении между, скажем, солнечной системой и ее моделью в виде планетария? Ведь последний существует объективно и множество людей может наблюдать в нем движение планет?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, следует указать на его связь с вопросом, который возникал уже раньше, а именно: на каком основании можно считать материальные модели гносеологическими образами? Решив этот вопрос, мы тем самым можем обосновать (или отвергнуть) право применить категории истинности или ложности к вещественным моделям.
Как было показано выше, правомерность рассмотрения материальных моделей не только как отражений в математическом или физическом смысле, но и как гносеологических (но не психологических) образов состоит в том, что эти модели построены человеком (познающим субъектом) и притом не стихийно, а сознательно, с целью реализовать в них некоторые знания (в том числе гипотезы) о структуре, свойствах, поведении и т. д. моделируемого объекта, и при помощи определенных теоретических средств — логических рассуждений, математических расчетов, физических и тому подобных соображений. Другими словами, в модели реализованы двоякого рода знания: во-первых, знание самой модели (ее структуры, процессов, функций и т. п.) как системы, созданной специально с целью воспроизведения некоторого объекта (его структуры, процессов и т. п.), и, во-вторых, теоретические знания, посредством которых модель была по-
232
строена. Так, например, некоторая механическая упругая система, состоящая из определенного числа элементов упругости, инерции, воспроизводится так, что каждому элементу системы сопоставляется в силу определенных теоретических соображений определенный элемент электрической модели (индуктивность, сопротивление и т. п.).
Имея в виду именно теоретические соображения и методы, лежащие в основе построения модели, можно ставить вопросы о том, насколько верно данная модель отражает объект и насколько полно она его отражает, а эти вопросы лежат в сфере общей проблемы истинности.
Истинность или ложность присущи материальным моделям только в силу их связи с определенными представлениями и понятиями, суждениями, гипотезами, теориями, короче — со знаниями человека. И в силу этой связи предикат истинный (или соответственно ложный) применим к вещественным моделям, в то время как мы не вправе это делать в отношении естественных вещей.
С другой стороны, это не значит, что любая искусственно созданная вещь — машина, постройка, корабль, самолет — может рассматриваться с точки зрения истинности или ложности. Очевидна абсурдность даже постановки вопроса об истинности или ложности, скажем, парусных или паровых судов, винтовых или реактивных самолетов. Вопрос об их истинности или ложности, хотя они и созданы человеком и воплощают определенный уровень знаний, так же бессмыслен, как вопрос об истинности или ложности самих по себе планет, атомов, растений или животных.
Вопрос об истинности или ложности какого-нибудь искусственного построения может приобрести некоторый смысл только при условии сравнения его с соответствующим естественным предметом. Но и этого мало. Это условие необходимое, но недостаточное. Не всякое сравнение искусственно созданного человеком предмета, сооружения и т. п. с аналогичными естественными вещами, например сравнение самолета с птицей, приводит к вопросу об истинности (ложности) данного предмета или сооружения. Сравнение может привести к вопросам о преимуществах или недостатках подобных искусственных систем по сравнению с естественными и т. п. Вопрос же об их истинности возникает тогда, когда подобные системы создаются со специальной целью изобразить, скопировать, воспроизвести определенные черты (структуру, функцию и т. п.) естественного предмета. В этом случае сравнение приводит к вопросу об их истинности.
Поэтому истинность (или ложность) присуща материальной модели, во-первых, в силу ее связи с определенными знаниями, во-вторых, в силу наличия (или отсутствия) изоморфизма ее структуры со структурой моделируемого процесса или явления и, 'Наконец, в силу ее отношения к моделируемому объекту, которое
233
делает ее частью познавательного процесса и позволяет решать определенные познавательные задачи. И в этом отношении материальная модель является гносеологически вторичной,8 выступает как элемент гносеологического отражения.
Таким образом, как в общей теории познания, так и здесь проблема истины сводится к вопросу об отношении между двумя системами, из которых одна является своеобразным эталоном, образцом, другая — ее копией, воспроизведением, отражением.
Что же касается мысленных моделей, то, поскольку они являются образами не только в общем гносеологическом смысле, но и в прямом психологическом, как определенные формы сознания, применение к ним предиката истинности или ложности не связано ни с какими особыми трудностями. Понятие истинности как соответствия с объективной действительностью имеет место и в данном случае. Так как при построении моделей условия соответствия обычно строго фиксируются в рамках того или иного вида гомоморфизма, то всегда можно указать более или менее точно, в какой степени данная модель является истинной, если только, разумеется, в эти условия не вкралась по тем или иным причинам какая-нибудь ошибка.
Отметим еще одно обстоятельство, выясняющее единство подхода к понятию истинности моделей с общим учением об истине в марксистско-ленинской теории познания. Последняя говорит о том, что истинность выводного знания в гносеологическом плане не должна отождествляться с формальной правильностью (выводимостью), т. е. истинностью в смысле согласия с общими законами и правилами мышления, формулируемыми в формальной логике. Иными словами, необходимо различать два условия истинности выводного знания: 1) соответствие его исходных положений с действительностью и 2) соблюдение законов и правил логического мышления, формулируемых в той или иной системе формальной логики. Разумеется, что, с материалистической точки зрения, сами эти законы и правила логики не являются произвольными установлениями или соглашениями, как утверждают позитивисты, а представляют собой обобщенное отражение объективно существующих связей и отношений между вещами и явлениями действительности.
В отношении моделей также правомерно рассматривать вопрос об их истинности не только с точки зрения результата, т. е. соответствия полученной структуры модели объекту, но и с точки зрения согласия с теми или иными правилами построения моделей. В связи с этим следует различать подход к моде-
8 В то время как, например, в производственном процессе модоль первична по отношению ко всей продукции, которая выпускается по ее образцу. Выходя здесь из области гносеологии, мы, естественно, теряем право пользоваться для обозначения этих отношений гносеологическими категориями, в том числе понятием об истинности.
234
лям теории подобия и теории моделирования. Если теория подобия ставит и решает вопросы о том, существует ли подобие между моделью и моделируемым явлением9 и в чем это подобие состоит, то теория моделирования ставит и решает вопрос о том, по каким правилам необходимо строить модели, чтобы они были подобными изучаемым объектам и в этом смысле были истинными. И здесь, как и в случае логических правил, правила моделирования не являются произвольными или конвенциональными. Они, как было показано выше, отвечают полностью законам природы, законам объективного мира разной степени общности.
Истинность моделей в свете учения об объективной, абсолютной и относительной истине
Если истинность модели состоит в соответствии ее структуры, в вышеуказанных рамках, с изучаемым объектом, то вполне законно ввести и рассмотреть понятие объективной истинности моделей. Это понятие имеет особое значение для класса мысленных моделей, поскольку и они представляют собой в качестве образов субъективные образы объективного мира. Поэтому важно наметить путь не только отделения истинных образов от ложных, но и различения субъективного и объективного в моделях.
Важность такой постановки вопроса в значительной степени определяется для философского анализа тем, что многочисленные авторы, пишущие по философским вопросам моделирования с идеалистических позиций, приходят к отрицанию объективного значения и объективной истинности моделей. (В этой связи речь будет идти преимущественно о мысленных моделях). Выше мы видели, что собственно к этому в конечном счете сводится общая гносеологическая оценка моделей, даваемая гносеологами различных школ и направлений идеалистической философии. И это естественно, ибо враждебность к теории отражения, только с позиций которой можно дать правильное решение вопроса об объективной истинности моделей, одинаково присуща и позитивистам, и томистам, и кантианцам, и другим идеалистам. Среди этих направлений существует одно, которое паразитирует особенно сильно на наличии определенных элементов условности, произвольности, субъективности, присущих нашему знанию, используя это обстоятельство для полного отказа от объективности знания, от объективной истинности любой его формы. Речь идет о фикционализме, философии «als ob» Г. Файхингера, возникшей еще в конце XIX в.
9 Вообще говоря, теория подобия рассматривает условия подобия между любыми физическими явлениями и процессами. Но поскольку мы здесь рассматриваем модель, и притом с гносеологической точки зрения, то ограничиваемся частным случаем подобия — подобием между моделью и оригиналом.
235
Развивая свою философскую концепцию, отправляясь от Канта и освобождая философию последнего от элементов материализма, Файхингер пытался фактически в своей концепции дать синтез идей кантианства (дуализм чувственного и рассудочного) , прагматизма (инструментальное понимание истины) и позитивизма. С этих позиций он специально подчеркивает свою вражду к теории отражения. «Весь мир представлений в целом не предназначен быть отражением действительности — это совершенно невозможная задача — а является инструментом для более легкой ориентировки в нем».10 Не желая признать, что успешная ориентировка в окружающей среде возможна только на основе ее правильного отражения, Файхингер отрицает возможность отражения не только для чувственного познания, но и для теоретического мышления. Гарантии того, что мышление выполняет свою цель, даются, по его словам, «не согласием с воспринятым „объективным бытием", которое нам ведь никогда непосредственно не бывает доступным, и, следовательно, не теоретическим отражением внешнего мира в зеркале сознания и, стало быть, также не теоретическим сравнением логических результатов с объективными вещами», *а возможностью практически использовать результаты расчетов «и целесообразно осуществить наши волевые мотивы согласно директивам логических форм».11 Толкуя критерий практики в субъективном, прагматическом смысле, Файхингер использует этот критерий против теории отражения, отрицая объективную истину.
Все структуры, которые создаются в сознании в виде совокупностей представлений (Vorstellungsgebilde) или логических построений представляют собой не образы, а фикции. Эти фикции, которыми оперирует мышление для достижения определенных практических целей, представляют собой образования, «которые не только противоречат действительности, но противоречивы сами по себе».12 Фикциями оказываются не только создания религиозной фантазии, не только произведения искусства, но и продукты научного мышления — математические понятия точки, прямой, физические понятия атома, биологические, экономические, юридические и другие научные понятия. К числу подобных фикций Файхингер относит схематические фикции — простые модели, которые, по его словам, содержат существенное, взятое из действительности, но в значительно более простой и чистой форме.
Нужно сказать, что его рассуждения о схемах и моделях не лишены интереса и значительности, особенно когда он подчеркивает, что в схемах и моделях сохраняется «остов, так сказать,
1 0 Н. V a i h i n g e r. Die Philosophie des Als ok Leipzig, 1922, SS. 14—15.
11 Там же, стр. 4.
12 Там же, стр. 15.
236
один лишь скелет определенного комплекса и мысленное решение проводится на этом голом образе, с которого совлечены одеяния действительности (der vollen Wirklichkeit entkleideten Bilde)».13 Вызывает только немалое удивление то обстоятельство, что Файхингер говорит об образах и действительности и в то же время отрицает материальный мир и возможность его отражения в познании. Но было бы неправильным видеть здесь уступку материализму. «Действительность» и «образ» — это слова, в которые Файхингер вкладывает совсем иной смысл. «Действительность» в его словаре — это данное, а «образ» — фикция. Поэтому в образе-схеме, модели нет никакой объективности, в нем все субъективно. «Здесь формируется абстрактно субъективная структура представлений, чтобы на ней вместо очень сложной и запутанной действительности произвести теоретические расчеты».14 Файхингер не хочет понять, что предпосылкой успешности и даже возможности этой процедуры расчета сложной ситуации на ее простой модели является допущение, признание того, что в модели отражается объективная структура предмета исследования, что между моделью и предметом имеется хотя бы частичный изоморфизм. У Файхингера же, с одной стороны, хаос ощущений (данное), с другой — различного рода фикции, которые целиком субъективны.
В этой связи необходимо заметить, что часто употребляемое при мысленном моделировании выражение «как будто» (als ob) имеет чаще всего не тот смысл, который использует Файхингер для проповеди фиктивности моделей и других познавательных образов или форм. Когда, пользуясь моделью, мы говорим «как будто» или «как если бы», мы имеем в виду сходство модели и оригинала, доступность и понятность модели и возможность путем сопоставления оригинала с его моделью сделать тем самым понятными процессы, происходящие в оригинале, или теорию, формально описывающую эти процессы. Здесь выражение «als ob» теряет свой агностический смысл, придаваемый ему Файхин-гером.
Конечно, в познании вообще и в особенности при построении мысленных моделей существует и относительный произвол, состоящий в некоторой свободе оперирования образами; возможно даже допущение несвойственных природе в таком точно виде, как в модели, ситуаций (например, идея о виртуальных переходах, виртуальных частицах в физике и т. п.), но на основе принципа отражения. Наука знает ряд условных приемов, состоящих в некотором отходе от действительности с целью ее более глубокого и полного познания в конечном счете, в целом. Поэтому критика фикционализма в философии не означает запрета ис-
13 Там же,, стр. 24.
14 Там же.
237
пользовать в известных границах фиктивные образы в научном познании.
Критикуя фикционализм, необходимо показать, что гносеологическим источником отрицания объективной истинности научных знаний вообще и мысленных моделей в частности является раздувание, преувеличение элементов условности, произвольности, элементов фикции, имеющихся в процессе познания и при построении моделей. Однако это совсем не означает, что наличие в нашем знании известных элементов субъективности, произвольности, условности и даже иногда и фиктивности тем самым уже исключает всякое объективное содержание и, следовательно, объективную истинность такого знания. Напротив, часто эти элементы произвольности, условности, фиктивности являются вспомогательными средствами и способами выражения и достижения объективной истины. Это справедливо и по отношению к моделям, и история физики полна примеров, подтверждающих это положение.
После того, как Ампер объяснил природу магнетизма круговыми токами, образующими магнитное поле, и эти абстрактные круговые токи были обнаружены реально в виде движения электронов в атомах, молекулах, атомных группах, полностью отпала гипотеза Кулона о существовании элементарных магнитных зарядов, воплощенная в соответствующей модели. Согласно модели Кулона, намагниченный кусок железа состоит из упорядоченных элементарных магнитиков. И хотя эта модель оказалась неудовлетворительной, так как она не согласовывалась с явлениями диамагнетизма, и даже попросту неверной, так как реально существуют не магнитные заряды, а магнитные свойства круговых токов в атомах и молекулах, тем не менее иногда для облегчения расчетов бывает удобно заменить систему электрических токов фиктивными, воображаемыми магнитными полюсами, взаимодействующими по закону Кулона. Такое использование фиктивных образов возможно потому, что даже в них содержится элемент сходства с действительностью (например, сходство «элементарного магнитика» с магнитным полем атома), что и дает право в ограниченных, в частности в расчетных, целях пользоваться и некоторыми фиктивными образами и моделями, изображая, например, спин в виде вращающегося вокруг оси заряда и т. п. Наличие элемента сходства фиктивной модели с действительностью придает даже таким моделям объективное значение.
Все это говорит о том, что применительно к моделям вполне оправдана постановка вопроса об объективной истине.
По В. И. Ленину,15 существование объективной истины равносильно наличию в соответствующих человеческих представле-
1 5 См.: В. И. Ленин, Поли. собр. соч., т. 18, стр. 123.
238
ниях такого содержания, которое не зависит от субъекта, не зависит ни от человека, ни от человечества. Имеется ли в научных моделях такое содержание, несмотря на наличие в них относительного произвола, условности, фиктивности, фантазии и других элементов субъективности? Безусловно. Несмотря на то что модели создаются людьми, несмотря на то что в процессе их построения используются различные виды психической деятельности и психические способности познающего субъекта (анализ и синтез, отвлечение, идеализация, творческое воображение, фантазия и т. п.) и несмотря на то, наконец, что мысленные модели существуют лишь как психические образы в сознании отдельных индивидов, тем не менее в них имеется такое содержание, которое не зависит от человека. И это содержание, являясь объективной истиной, определяет научный познавательный характер моделей в противоположность ненаучным, грубо фантастическим образам религиозного сознания.
Признание объективной истинности научных моделей является необходимым условием, предпосылкой научного исследования. Отрицание объективной истинности моделей несовместимо с наукой и превращает построение моделей в забаву праздного ума. Это очень хорошо выразил М. Борн в своей полемике с операционалистом Г. Динглем и позитивистом Г. Маргенау, отрицающими объективную истинность любой формы человеческих знаний. «В действительности дело обстоит совсем иначе. Все великие открытия в экспериментальной физике обязаны интуиции людей, откровенно использовавших модели, которые для них были не продуктами их фантазии, а представителями реальных вещей. Как бы мог работать экспериментатор и как бы мог он общаться со своими сотрудниками и современниками, если бы он не использовал модели, которые составляются из частиц (электронов, фотонов, нуклонов, нейтронов), полей и волн — понятий, которые теперь осуждаются как несущественные и бесполезные?».16
Установить объективную истинность моделей, которыми оперирует наука, а значит разобрать все ее конкретные модели под углом зрения наличия в них содержания, не зависящего от их творцов, — задача явно невыполнимая. Мы поэтому ограничимся примерами, имеющими значение типических случаев.
Моделирование молекулярного движения в газах в образах упругих шариков, движущихся в разных направлениях, сталкивающихся друг с другом и со стенками сосуда и т. д., при всей механистичности, условности и идеализированности такой картины содержало объективную истину, состоявшую в том, что беспорядочное движение, моделируемое подобным образом, объективно
М . Борн. Физика в жизни моего поколения. ИЛ, М., 1963, стр. 269.
239
существует и обнаруживается в эксперименте и наблюдении (брауновское движение, диффузия и т. д.).
Волновая модель электрона при всей условности этого образа содержит объективную истину, поскольку отображает свойства, существующие независимо от наблюдателя и обнаруживаемые в эксперименте (опыты с дифракцией и интерференцией электронов).
Корпускулярная модель электрона также является объективной истиной, поскольку отражает другие свойства электронов, их дискретность, существующую независимо от наблюдателя и обнаруживаемую также в эксперименте.
Из последних двух примеров следует, между прочим, что может быть несколько объективно истинных моделей, относящихся к одному и тому же объекту и противоречащих друг другу, потому что соответствующие свойства объективно противоречат друг другу. Так как модель, взятая из области макроскопических явлений, не дает возможности естественным образом совместить в ней эти противоположные свойства, то приходится при их модельном представлении пользоваться дополнительными моделями.
Возможность и необходимость построения противоречащих друг другу макроскопических моделей, например волновой и корпускулярной моделей микрообъекта, является не признаком ложности этих моделей, а скорее выражением диалектического характера микрообъекта. Каждая из таких взаимоисключающих и дополняющих друг друга моделей является объективно истинной, отражая независимо от сознания наблюдателя проявляющиеся свойства микрообъектов, объективно фиксируемые в различных экспериментах.
Вслед за положительным ответом на вопрос об объективной истинности моделей возникает сразу же вопрос о том, могут ли модели, выражающие объективную истину, выразить ее сразу целиком, безусловно, абсолютно или же только приблизительно, относительно? Этот вопрос представляет собой конкретизацию применительно к моделям общей постановки вопроса В. И. Ленина о соотношении истины абсолютной и относительной. Ответ на этот вопрос в принципе, в общем виде, определяется диалектическим характером процесса познания в целом, диалектическим единством абсолютного и относительного в познании, и он достаточно хорошо известен. Однако в случае моделей этот общий ответ приобретает некоторую специфику.
Эта специфика проистекает прежде всего из того обстоятельства, что имеется существенная разница в отношении возможностей отображения действительности между познанием в целом и каждым отдельным средством или способом познания. Так, если мы утверждаем, что в целом наше познание неограниченно, абсолютно, «суверенно», то этого нельзя сказать заранее о той или
240
иной его форме, а следовательно, и о такой форме, как модель, без специального рассмотрения.
При таком же рассмотрении оказывается, что ни одна модель как таковая не может претендовать в целом на то, чтобы считаться выражением абсолютной истины. Это вытекает из следующих соображений. Создание абсолютной модели означало бы осуществление в модели полного изоморфизма, изоморфизма на всех уровнях между моделью и объектом, что невозможно вследствие бесконечности материи «вглубь». Кроме того, это противоречит одной из основных функций модели — быть средством идеализации, упрощения сложного объекта. Абсолютно истинная модель, т. е. модель с полным изоморфизмом, практически означала бы воспроизведение объекта во всех деталях, построение второго экземпляра этого объекта. Но это было бы уже не процессом моделирования, не формой или способом полученного познания, а производством соответствующих предметов. Хотя познание и производство связаны друг с другом, это все же разные вещи.
Невозможность построения абсолютно истинной модели связана и с тем обстоятельством, что, как правило, модели являются макроскопическими образованиями, не позволяющими в силу качественных отличий закономерностей макромира и «негеоцентрических» миров (в частности, микромира) воспроизводить неограниченно точно специфику явлений, происходящих в этих мирах.
Следовательно, ни одну, даже самую совершенную и адекватную модель нельзя рассматривать как выражение абсолютной истины даже в рамках познания некоторой ограниченной области. Но вместе с тем такая модель не является выражением только относительной истины. Как и в более общем случае, адекватная модель есть выражение истины и относительной, и абсолютной, и условной, и безусловной в диалектическом единстве этих противоположных моментов.
Модель является выражением относительной истины потому, что: 1) каждая модель является временной, преходящей, отражающей лишь исторически определенную ступень проникновения познания в объективную структуру и закономерности развития мира; 2) каждая модель неизбежно является односторонней, частичной в силу тех отвлечений и упрощений, которые при ее помощи реализуются; 3) многие модели относятся к объекту на основе аналогии, предполагающей различие в «физической природе» элементов модели и объекта; 4) вследствие последнего обстоятельства и в особенности в связи с использованием знаков и символов во многих моделях значителен элемент условности, и, наконец, 5) в некоторых моделях допускаются элементы отхода от действительности, элементы научной фантазии, а следовательно, некоторые элементы фиктивности.
Модель может быть выражением абсолютной истины потому, что в определенных границах ее соответствие « оригиналом мо-
16 В. А. Штофф 241
жет быть настолько полным, что соответствующие ее характеристики или элементы сохраняются без изменений во всех других более развитых, более точных, еще более адекватных моделях.
Невозможность построения абсолютно истинной модели и необходимость ограничиваться всегда лишь относительно истинными моделями не означают, что в моделях не могут содержаться, несмотря на их' временный, преходящий, условный и даже иногда фантастический или фиктивный характер, зерна абсолютной истины, элементы безусловного сходства с объектом. Так, во всех атомных моделях, несмотря на колоссальные изменения, которые внесены были в модель атома за время существования атомизма, сохранилось как момент абсолютной истины представление о дискретности, прерывности в строении материи. И хотя современные атомные модели, а также модели элементарных частиц отличаются учетом непрерывных (волновых, полевых) свойств материи, существующий в них момент прерывности, «квантован-ности» есть элемент их абсолютной истинности.
Диалектическое единство абсолютного и относительного в модели выражается не только на каждой отдельной ступени познания и в каждой отдельной модели, рассматриваемой статически как данная или существующая в определенный момент структура. Это единство обнаруживается достаточно ясно, если взглянуть на процесс развития моделей, их выдвижения, изучения, экспериментальной проверки, последующего уточнения или изменения и, наконец, смены одной модели другой.
На первый взгляд может показаться, что история научного знания сопровождается постоянным выдвижением одних моделей и последующей заменой другими, причем ни одна из них не оказывается в силу этого истинной. Действительно, каждый новый шаг в познании приводит к выяснению неадекватности старых моделей и замене их новыми, а иногда даже к полному отказу от старых моделей. Пожалуй, наиболее яркими примерами такого полного крушения старых моделей является судьба геоцентрической модели Птолемея и классических моделей эфира. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что даже в подобных случаях некоторые моменты или идеи, воплощенные в старых моделях, не исчезают безвозвратно вместе с гибелью в целом отарой системы, а находят свое место и получают новую жизнь в моделях более совершенных, более адекватных, выражающих новую, более высокую ступень познания. Но это происходит тогда, когда в старых моделях при их общей неадекватности отдельные элементы или части более или менее верно воспроизводят соответствующие стороны объекта. Так, например, хотя Коперник отбросил как ложную планетарную модель Птолемея, в которой планеты описывали крайне сложные движения по ди-ферентам и эпициклам, однако общая идея объяснения регулярности видимого положения планет на основе представления
242
0 движении по круговым (точнее, эллиптическим) орбитам сохранилась и в гелиоцентрической модели, хотя на совершенно другой основе.
Нечто подобное можно заметить в судьбе моделей эфира. Хотя многочисленные механические модели эфира, разрабатывавшиеся для различных случаев Максвеллом, В. Томсоном, Мак Кэллахом, Гельмгольцем, Кирхгофом, Фицджеральдом и др.,17 оказались ложными прежде всего потому, что в действительности реального эфира не оказалось, тем не менее некоторые идеи, воплощенные в этих моделях, были правильными и соответствующие модельные представления были применены в более подходящих случаях: например, модельные представления о связи вращательного движения с магнитным полем.
Модельный эксперимент как критерий истинности теории
В заключение остановимся еще на одном важном аспекте проблемы, освещающем роль моделирования в установлении истинности той или иной формы теоретического знания (аксиоматической теории, гипотезы и т. д.). Отчасти эта сторона вопроса уже затрагивалась нами в связи с рассмотрением модели как средства интерпретации теории, ведущего к выяснению возможности существования в объективном мире отношений или закономерностей, сформулированных в исходной теории.
Здесь мы рассмотрим роль модели не только как орудия поисков возможных реализаций теории, но и как орудия проверки того, действительно ли существуют такие связи, отношения, структуры, закономерности, которые формулируются в данной теории и выполняются в мысленной модели. Но в такой роли выступает уже не мысленная, а вещественная, материальная модель.
В отличие от воображаемой, идеальной модели материальная модель существует объективно и, будучи действующей, работает по объективным законам природы с присущей им необходимостью. Поэтому, если модель построена так, что в ней выполняются все требования, условия, теоремы проверяемой теории или гипотезы, то ее успешная работа есть практическое доказательство истинности теории, и не только формальной, но и в известных границах содержательной истинности. И если мысленные модели, в которых выполняются аксиомы и теоремы теории, являются средством установления логической непротиворечивости, полноты и независимости аксиом теории, то работа модели, в которой воплощены принципы теории, есть уже часть экспериментального доказательства истинности этой теории по содержа-
. 17 См.: Е. Whittaker. A history of the theories of aether and electricity. London, 1951, pp. 240-303.
16* 243
г
нию в той мере, в какой это содержание является сходным в теории и модели.
Эту роль материальных моделей, успешное функционирование которых может рассматриваться в известной мере как объективный критерий истины («в известной мере» потому, что модельный эксперимент полностью не заменяет, конечно, прямого эксперимента и производства), превосходно очертил проф. Н. А. Бернштейн в своем предисловии к русскому изданию работ симпозиума по моделям и аналогиям в биологии.
Он обращает внимание на то, что, пока знания не выходят за пределы качественного описания явлений, часто отсутствует умение найти способ количественной проверки, будет ли данная качественная модель, придуманная тем или иным автором, функционировать так же, как и отображаемый ее прототип. В этой связи Н. А. Бернштейн приводит чрезвычайно поучительный пример подобной непростительной для крупного ученого ошибки, которую допустил Гельмгольц в своей резонансной теории слуха, не рассчитав количественно и не проверив возможность резонанса в органах слуха. .(Нужно заметить, — то, что у Гельмгольца являлось отдельным промахом, было типичным для целого периода развития науки, когда в силу неразработанности количественных методов экспериментальное моделирование было невозможным и дело ограничивалось главным образом построением качественных моделей).
■«Во всех подобных случаях, — отмечает Н. А. Бернштейн, — математически безукоризненная концептуальная модель, а еще более наглядно вещественный аналог сразу изобличает недодуманную до конца концепцию. В мышлении человека всегда существует известный неосознанный произвол, при наличии которого горячая внутренняя убежденность автора способна побудить его принять желаемое за действительное. Но уж модель, оформленная как программа для цифровой машины или как электронный аналог, не поддается никаким попыткам уговорить или переубедить ее в чем-либо таком, что несогласно с ее структурой. Модель неукоснительно работает по объективным законам природы или столь же прочно установленным законам математических отношений и поэтому служит требовательным и непреоборимым критерием того, может ли данная предполагаемая концепция правильно отобразить прототип или нет».18
В практику, служащую в общем критерием истинности наших знаний в целом, нужно включить построение вещественных моделей и экспериментальное изучение их работы как важное средство (конечно, не заменяющее полностью и не исключающее
18 Моделирование в биологии. Под ред. и с предисловием чл.-корр. АМН СССР проф. Н. А. Бернштейна. ИЛ, М., 1963, стр. 8—9.
244
других видов практики) практической проверки истинности мысленных моделей.
Этот тезис требует разъяснения. Тот факт, что исследование мысленных моделей является особой формой эксперимента, был уже установлен выше. Было выяснено также и существенное отличие модельного эксперимента от обычного, прямого эксперимента, состоящее в том, что в модельном эксперименте исследование имеет дело не непосредственно с объектом изучения, а с его заместителем, что накладывает определенный отпечаток на познавательное значение и ценность результатов такого эксперимента. В связи с проблемой истины возникает вопрос о том, в какой мере можно считать результаты модельного эксперимента критерием истины. Истинность чего может подтвердить или доказать модельный эксперимент?
Разумеется, вопрос касается истинности не тех теорий, которые были использованы при построении самой модели, а тех гипотез или теорий, которые относятся к сущности натурного объекта изучения, находящегося с моделью в определенных отношениях соответствия. Что же касается первых, то по отношению к ним успешное функционирование модели является их прямым экспериментальным подтверждением. Так, например, успешная работа таких моделей-автоматов, как «мышь» К. Шеннона, «черепаха» Г. Уолтера и других, более сложных кибернетических устройств, явилась практическим подтверждением принципов самой кибернетики, теории информации, теории автоматического регулирования и ряда логических, математических и физических теорий. Но вместе с тем поведение подобных автоматов является в какой-то степени подтверждением физиологической теории условных рефлексов, относящейся не к деятельности модели, а к высшей нервной деятельности живых организмов. Говоря о том, что модельные эксперименты могут в известной мере рассматриваться как критерии истинности, мы имеем в виду ситуацию, характерную для последнего случая, а не для первого. Следовательно, необходимо ясное понимание и четкое выражение того факта, что специфика модельного эксперимента как критерия истины заключается в косвенной (опосредованной моделью) проверке теории, относящейся уже не к самой модели, а к сущности натурного объекта. Отсюда можно заключить (учитывая характер выводов, получаемых из изучения материальных моделей), что модельный эксперимент является критерием не столько достоверности теории, сколько вероятности того, что данная теория истинна применительно к моделируемому объекту.
Следовательно, успех эксперимента с моделью есть косвенное, вероятностное доказательство теории применительно к объекту. Это, конечно, заставляет предпочесть в качестве критерия истинности теории прямой эксперимент модельному. Действительно,
245
эксперимент, состоящий в практическом построении объекта согласно принципам теории, дал бы, насколько возможно, прямое доказательство истинности данной теории. Однако такого рода синтетические прямые эксперименты не везде и не всегда практически возможны и технически осуществимы. До сих пор еще не удается не только построить настоящий живой организм, но и синтезировать белок, обладающий всеми свойствами живого. А экспериментальное изучение таких объектов, как галактики, туманности и другие космические тела, пока вообще лежит за пределами практических возможностей человека. Поэтому моделирование в подобных условиях является весьма важным способом практической проверки, испытания и косвенного доказательства истинности соответствующих теорий ж гипотез.