Отметим вторичность математического слоя, в том числе, что в реальной работе физика, как правило, уравнения пристраиваются к модели физической системы, а не наоборот. На это указывает и характерное для физики использование разных “математических представлений” (т.е. математических образов физической системы и ее состояний) для решения одной и той же задачи (Ньютона, Лагранжа, Гамильтона — в классической механике, Шредингера, Гейзенберга, взаимодействия и др. — в квантовой механике). Последнее является причиной “головной боли” у философов, которые сводят теоретическую часть к математическим уравнениям.
Весьма ярко модельный слой проявляется в “методе затравочной классической модели” [8], широко используемом в физике XX в. [7]. Суть последнего состоит в следующей процедуре: берется “затравочная” модель физической системы из классического раздела физики (классической механики и электродинамики), затем берется классический математический образ этой системы (в виде соответствующего гамильтониана или лагранжиана), после чего вводятся определенные процедуры преобразования классического математического образа в неклассический. В результате “затравочной” классической модели (ЗКМ) сопоставляют новое математическое представление, в результате чего “классическая модель” приобретает “неклассические” свойства. В квантовой механике так ставятся все задачи (поищите, откуда берется гамильтониан той или иной квантовомеханической задачи, и вы найдете лежащую в ее основании “затравочную” классическую модель). Этот метод используется и при создании теории относительности и статистической физики [7].
Отметим, что, по сравнению с введенным в [9] понятием “затравочного абстрактного объекта” (ЗАО), наш метод ЗКМ является чрезвычайно конкретным. Метод ЗКМ является конкретным элементом исследовательской работы внутри раздела физики, используемым учеными при постановке физических задач. В весьма интересной работе [9] речь идет о логическом анализе процесса формирования теории. Вопрос о том, можно ли рассматривать ЗКМ как частный случай реализации выявленной в [9] логической процедуры, требует дополнительного анализа.
Наша структура близка структуре В.С.Степина, у которого “теория включает: 1) уравнения (математические выражения законов); 2) теоретическую схему, для объектов которой справедливы уравнения; 3) сложные и опосредованные отображения объектов, составляющих схему, на эмпирический материал” [10, с. 97]. Здесь обозначены все введенные нами слои. У В.С.Степина есть и аналоги наших ПИО и ЯРН — “теоретические объекты” и “фундаментальные теоретические схемы” [10, с. 24, 30]. Но у В.С.Степина нет введенной нами весьма конкретной единой для всех разделов физики структуры (в центре которой переход SA(to) SA(t1)). В отличие от “системы основных положений”, состоящих из аксиом, допущений, общих законов и принципов теории [11, с. 265], наше “ядро раздела науки” обладает четкой и конкретной структурой составляющих его математического, модельного и эмпирического слоев [7,8].
Такой взгляд на физику имеет много общего с “общей структурой фундаментальных физических теорий” Г.Я.Мякишева [12]. Последний выделяет понятие состояния физической системы как центральное и утверждает, что общая структура классической механики остается и в других разделах физики. Но у него, как и у перечисленных выше авторов, в основе лежит двухслойная модель естественной науки, в которой теоретическая часть представлена лишь математическим слоем: “Общими структурными элементами механики Ньютона (и все другие “фундаментальные физические теории”, как он указывает чуть ниже — А.Л.), — пишет Г.Я.Мякишев, — можно считать три элемента: совокупность физических величин (наблюдаемых), с помощью которых описываются объекты данной теории; характеристика состояний системы; уравнения движения, описывающие “эволюцию состояния” [12, с. 423].
Аналогичны отношения нашей структуры и от “костяка” (структуры) физической теории И.В.Кузнецова. У него мы находим похожие на наши ПИО “идеализированные объекты” (абстрактные модели [6, 30]), которые “по своему назначению в высокоорганизованной теоретической системе фактически играют роль фундаментальной идеи” и служат “посредствующим мостом” при “переходе от эмпирического базиса к совокупности новых понятий”. При этом, как и у нас (если под “теориями” понимать разделы физики, у В.И.Кузнецова не выделены указанные выше два типа теорий), “теории… прежде всего отличаются положенными в их основу идеализированным объектами” [6, с. 31, 30]. Главное отличие между нашими ПИО и “идеализированными объектами” В.И.Кузнецова состоит в примате математики в его представлении теории (по сути его модель, как указывалось выше, двухслойна, она состоит из математико-теоретического и эмпирического слоев), вследствие чего “идеализированный объект с самого начала строится с помощью образов и средств математики” и его примерами являются -функция в квантовой механике и “абстрактное псевдоевклидово 4-мерное множество координат и мгновений времени” в СТО, а не квантовая и релятивистская частицы (формируемые в первую очередь в модельном слое), как у нас [7; 8].
То, что в приведенных выше и у И.В.Кузнецова взглядах на науку превалирует противоположная по сравнению с нашей субординация между модельным и математическим слоями, связано, по-видимому, с тем, что в рамках эмпиристской идеологии привыкли строить последовательность: эмпирические факты — эмпирические законы — теоретические законы (2). В ходе преодоления “гносеологического кризиса” в физике границы XIX—XX вв., сопровождавшего становление “неклассической физики” (теории относительности и квантовой механики) и связанной с ним комбинации позитивизма Маха, Пуанкаре и “Венского” и “Берлинского” кружков, теоретический слой в рамках философской рефлексии для очень многих философов и философствующих физиков редуцировался к математическим уравнениям.
Следует отметить, что для традиции советской философии науки 1960—80 гг., где сильный акцент делался не на формальной, а на содержательной стороне познавательного процесса [11, с. 266]), в отличие от западной, характерно непосредственное обращение к “абстрактным объектам” и “мысленным экспериментам”, не ограничиваясь характерным для западной философии науки лишь “оперированием высказываниями” [11, с. 272]. В ее рамках в теорию, наряду с математическим, вводят еще и модельный слой. Наиболее известными образцами такого модельного слоя являются “ненаблюдаемые” “типы содержания физического знания” И.С.Алексеева [13, с. 49-57] и упомянутые выше “теоретические схемы” В.С.Степина [10].
Новизна предлагаемого нами подхода [7;8] состоит в следующих моментах.
1) Как указывается в [11, с. 264, 286], в отечественных и зарубежных исследованиях в качестве различных единиц анализа, встречаются: теории, суждения, умозаключения, научные дисциплины, парадигмы, исследовательские программы и др. Здесь выбрана другая единица анализа — раздел физики (РФ) (классическая и квантовая механика, электродинамика, гидродинамика и т.д.).
2) Известный американский философ Б. ван Фраассен считает, что именно “эмпиризм всегда был главным философским ориентиром в изучении природы” [14, p. 3]. И действительно, в той или иной степени из Фр. Бэкона исходят как западный позитивизм, неопозитивизм и даже постпозитивизм, так и отечественные направления философии науки, восходящие к Марксу, Гегелю и Канту. Предлагаемые же автором поход, названный “конструктивным рационализмом”, является продолжением идущей параллельно вышеназванным линиям — линии Галилея и Ньютона, которые опирались на геометрию Евклида как образец теории [15; 7].
3) Как и в последней, где можно выделить исходные понятия — точка, прямая, плоскость и все прочие строимые из первых “идеальные объекты второго уровня” — геометрические фигуры, в физике тоже можно выделить “первичные идеальные объекты” (ПИО) — частицы, силы, поля, …, из которых (как дом из кирпичиков) строятся модели различных явлений природы и глобальные картины мира.
4) Как и в геометрии Евклида в физике к концу XIX в. перешли к системно-неявному типу определения исходных понятий — ПИО задаются не явно, а в рамках некоторой структуры (аналог системы аксиом геометрии), которую мы называем “ядром раздела науки” — ЯРН (отметим, что оно имеет существенно другой смысл, чем “ядро физической теории” И.В.Кузнецова). Для физики это очень конкретная целостная структура, включающая как теоретические, так и нетеоретические элементы [7, 8].
5) Из указанной иерархичности следует существование теорий двух типов, двух уровней: теорий, отвечающих созданию новых разделов физики (новых ПИО и ЯРН), и теорий различных явлений природы, описываемых (объясняемых, предсказываемых) в рамках уже существующих разделов науки (и соответствующих ПИО).
Это различение не ново, оно фиксируется в предложенном Т.Куном делении на “нормальную” и “аномальную” фазы науки, в эйнштейновском различении на “конструктивные” и “фундаментальные” теории, “фундаментальные” и “частные” “теоретические схемы” в работах В.С.Степина, “фундаментальные физические теории” у Г.Я.Мякишева [12]. Но при анализе структуры теорий это различение по сути не учитывается, в то время как для нас здесь имеются существенные различия: в первом случае мы имеем дело с цепочкой “известные первичные идеальные объекты — конструирование — модель явления”, а во втором — с цепочкой “проблема — конструирование — новые первичные идеальные объекты”. Мы, в основном, обсуждаем последнее.
6) Существенным моментом является то, что мы рассматриваем измерение как принципиально нетеоретический элемент структуры раздела науки (физики), как процедуру сравнения с эталоном, а не как взаимодействие с измеряемым объектом. В этом вопросе мы солидарны с предложенной Фоком при рассмотрении квантовой механики (в полемике с Бором) [16] трехчастной моделью, выделяющей приготовление исходного состояния, теоретическую область и измерение конечного состояния. Существенным усложнением вводимым в эту схему, превращаемую нами в схему ЯРН, является введение конкретной двухслойной структуры теоретической части.