В статье автор исследует понятие мысленных экспериментов и логических ограничений, а также дает описание разработанного алгоритма проведения мысленных экспериментов и его апробации.
Ключевые слова: мысленные эксперименты, логика, алгоритм.
Мысленным экспериментом называется представление определенной ситуации или сценария, проигрывание в уме всех вариантов развития и предсказание возможных последствий, анализ полученных предположений и выводы. Мысленные эксперименты помогают исследовать новые идеи, размышлять над сложными вопросами без проведения реальных экспериментов.
Мысленные эксперименты используются в науке, философии, психологии, политике и в других сферах жизни, например, при выборе и реализации научных теорий, выдвижении и проверке различных гипотез, определении вариантов развития событий на политической арене и внутри государства и многих других направлениях.
1. Понятие мысленного эксперимента, история возникновения
Понятие мысленного эксперимента ввёл австрийский физик Эрнст Мах в начале ХХ века. Под мысленным экспериментом он подразумевал предварительное проигрывание в воображении реального эксперимента. Мах считал, что с помощью фантазии можно вводить любые условия опыта, вплоть до совершенно абсурдных, и это даёт возможность рассмотреть все варианты результата.
Одним из наиболее ранних мысленных экспериментов считается эксперимент древнеримского философа Лукреция. В своей философской поэме «О природе вещей» («De Rerum Natura») он пытался доказать, что пространство бесконечно. Если имеется граница Вселенной, то можно выстрелить в нее из лука. Если стрела пролетит насквозь, то границы не существует. Если же стрела отскочит, как от стены, то у этой стены должна быть обратная сторона и, значит, за этим предполагаемым краем пространства тоже что-то должно быть. В обоих случая граница Вселенной не достигается и, значит, пространство бесконечно [10, 11].
История развития науки знает множество мысленных экспериментов, которые вызывали дискуссии и споры среди лучших умов и меняли общепринятые взгляды на окружающий мир. Такие великие ученые как Галилео Галилей, Рене Декарт, Исаак Ньютон, Готфрид Лейбниц, Альберт Эйнштейн, Эрвин Шрёдингер и многие другие применяли мысленные эксперименты. Без использования мысленных экспериментов невозможно было бы создание квантовой механики и теории относительности.
Сейчас мысленные эксперименты используются не только в философии, но и в психологии и политологии, точных науках для изучения сложных состояний вещей, исследования окружающего мира, анализа различных сценариев и прогнозирования событий.
2. Структура мысленных экспериментов
На первый взгляд может показаться, что провести мысленный эксперимент довольно просто, ведь ничего не нужно делать и все происходит в твоем воображении. Однако мысленные эксперименты, как и любые практические эксперименты, должны соответствовать определенной структуре и проходить ключевые этапы [4, С.21].
- Постановка проблемы. На данном этапе необходимо максимально четко сформулировать рассматриваемую проблему и цель эксперимента.
- Создание идеализированной модели. На данном этапе необходимо определить важные характеристики объекта и условий проведения эксперимента, отбросить второстепенные, усложняющие факторы.
- Разработка сценария. На этом этапе продумывается ход эксперимента, определяются начальные условия и дальнейшие действия и возможные последствия.
- Проведение эксперимента. При непосредственном проведении эксперимента отслеживается каждый вариант развития событий, анализируется каждый этап и формулируются выводы. На этом этапе важно сохранять объективность своих рассуждений и не подгонять результаты под желаемый ответ.
- Анализ и интерпретация результатов, формулировка выводов. На данном этапе выводы соотносятся с поставленной проблемой и целью эксперимента.
Кроме того, при интерпретации результатов эксперимента и формулировке выводов необходимо соблюдать законы логики, которые будут рассмотрены далее.
3. Границы логики в мысленных экспериментах
Логика играет важную роль в проведении мысленных экспериментов. Она выявляет ошибки, помогает аргументировать и делать выводы, корректировать предположения и гипотезы для получения логически верных результатов.
Логика — наука о законах мышления, которая занимается изучением правил вывода, доказательства и обоснования истинности утверждений. Она позволяет строить правильные аргументации и делать логически верные рассуждения [8].
Три основных закона логики были сформулированы Аристотелем:
- Закон тождества. У любой мысли в процессе рассуждения должно быть устойчивое содержание, один и тот же смысл. Также основным требованием является соблюдение в высказываемой мысли единства времени и отношения между предметами. Поскольку наша речь позволяет выражать одну и ту же мысль по-разному, несоблюдение этого закона может привести к подмене понятий и замене одной мысли другой.
Здесь необходимо упомянуть такое понятие как софизм — ложное высказывание, которое на первый взгляд кажется верным. Софизмы используются с целью запутать собеседника и преподнести ложное высказывание в качестве истинного. Примером софизма является высказывание «Полупустое есть то же, что и наполовину полное. Если равны половины, значит, равны и целые. Следовательно, пустое есть то же, что и полное».
- Закон противоречия. В одно время, в одном отношении истинными не могут быть два противоположных суждения о предмете, хотя бы одно из них должно быть ложным. Например, высказывания «Москва — столица» и «Москва — не столица» могут быть одновременно истинными только в том случае, когда высказывания относятся к разным временным отрезкам.
- Закон исключенного третьего. Два противоречащих суждения не могут быть одновременно ложными, одно из них обязательно истинно. Согласно этому закону, если в одном из двух выражений что-либо о предмете утверждается, а во втором отрицается — одно из них обязательно истинно.
Позже немецким ученым Готфридом Лейбницем был сформулирован четвертый закон логики:
- Закон достаточного основания. Выводы признают истинными, если у них есть достаточное основание. В повседневной жизни этот закон достаточно часто применяется, а также нарушается. Например, высказывание «Этот человек не болен, потому что у него нет кашля» является нарушением данного закона логики, так как отсутствие кашля не является достаточным основанием для вывода о состоянии здоровья.
Следует отметить, что мысленные эксперименты — это инструмент, позволяющий увидеть изучаемую проблему с разных сторон, сформулировать новые гипотезы и расширить свои знания, а также лучше понять самих себя. Как и физические эксперименты, мысленные эксперименты имеют определенную структуру и должны соответствовать логическим законам.
3. Разработка и апробация алгоритма мысленного эксперимента
Целью моей работы является разработка собственного алгоритма проведения мысленного эксперимента, доступного для понимания и применения в обычной жизни, а также апробация разработанного алгоритма на собственном опыте.
На основе изученного материала я разработала алгоритм проведения мысленного эксперимента, который представлен на рис. 1.
Алгоритм проведения мысленного эксперимента
Рис. 1. Алгоритм проведения мысленного эксперимента
Для простоты восприятия и понимания более подробные алгоритмы выбора важных характеристик объекта и условий эксперимента представлены отдельно на рис. 2 и рис. 3.
Выбор характеристик важных условий эксперимента: характеристики объекта
Рис. 2. Выбор характеристик важных условий эксперимента: характеристики объекта
Выбор характеристик важных условий эксперимента: характеристики эксперимента
Рис. 3. Выбор характеристик важных условий эксперимента: характеристики эксперимента
Разработанный алгоритм проведения мысленного эксперимента подробно описывает необходимые шаги и помогает правильно сформировать план действий и выполнить все необходимые условия для получения результата.
В целом, для разработанного алгоритма не имеет значения, в какой области будет мысленный эксперимент: физика, философия, биология, психология и т. д. Однако, для достоверного эксперимента, корректного описания объекта и определения всех начальных условий и действующих сил важно иметь знания в этой области и хорошо разбираться в смежных вопросах. Например, невозможно провести кулинарный мысленный эксперимент, не имея представления о свойствах продуктов, особенностях их обработки и взаимодействия, иначе можно получить фальшивые результаты и прийти к неправильному заключению. В настоящее время информация в сети интернет помогает получить нужные описание вещей и действующих сил, но все же полностью не заменяет необходимость иметь знания и опыт.
Апробация разработанного алгоритма проводилась в два этапа:
– проведение собственного мысленного эксперимента;
– организация открытого урока по проведению мысленных экспериментов в классе.
В первую очередь, на основе разработанного алгоритма я провела собственный мысленный эксперимент о выборе своей будущей профессии. Ход мысленного эксперимента и описание шагов разработанного алгоритма представлены ниже.
На шаге № 1 зарождается идея мысленного эксперимента. Чем ярче представить себе идею и детальнее её описать, тем более качественным будет построен эксперимент и точнее получится результат его проведения. Идея моего эксперимента — оценить привлекательность нескольких профессий, увидеть себя в них и выбрать наиболее подходящую для себя.
На следующем шаге № 2 на основании идеи необходимо определить цель эксперимента. Это должен быть ответ на вопрос: «Что я хочу получить (подтвердить / опровергнуть / предположить) в конце эксперимента?». Моя цель — выбрать наиболее подходящую для себя профессию.
На шаге № 3, если это возможно, цель нужно разбить на отдельные простые задачи, выполнение которых должно помочь достигнуть цели. В моем эксперименте требуется ответить на несколько вопросов:
- Какие знания и навыки я буду иметь в своей профессии?
- Какими будут мои обязанности?
- Как будет проходить мой день?
- Кто будет меня окружать?
- Как я буду себя чувствовать?
На шаге № 4 необходимо определить объект исследования и описать только значимые для задуманного эксперимента. Объект моего эксперимента — я в будущем. Мои важные для эксперимента характеристики: основные психологические потребности, характер, эмоциональное состояние, круг интересов. При определении модели объекта в моем эксперименте не учитывается внешний вид и физические параметры.
На шаге № 5 выбираются условия проведения эксперимента, определяются место действия и все важные для эксперимента объекты и их характеристики. В моем эксперименте я существую в идеальном мире, в котором отсутствует воздействие на меня политических, экономических, климатических условий. Для проведения эксперимента важно: работа, отдых, достижения, общение с людьми.
На шаге № 6 необходимо выбрать несколько моделей проведения эксперимента. В моем эксперименте это модели моей будущей профессии. Я рассматривала два направления деятельности: программирование и реклама и медиа-коммуникации.
На шаге № 7 проводится непосредственно мысленный эксперимент: оценивается ситуация, отбрасываются абсурдные и неприемлемые варианты, фиксируются ответы и проводится проверка на софизмы. В алгоритме эти действия представлены в виде цикла, в котором изменяются рассматриваемые ситуации. Ход моего эксперимент наглядно представлен в виде таблицы, в которой даются ответы на поставленные в самом начале вопросы (Таблица 1).
Таблица 1
Ход собственного мысленного эксперимента «Моя будущая профессия»
|
Поставленные вопросы |
Направление: Программирование |
Направление: Реклама и медиа-коммуникации |
|
– современные языки программирования; – навыки дизайна; – работа с базами данных; – навыки тестирования; – интернет-программирование; – настройка компьютерных систем; – навыки работы с искусственным интеллектом. |
– психология зрителя и потребителя; – маркетинг и реклама; – разработка сценариев и режиссура; – организация и проведение мероприятий; – создание видео-контента; – мода и дизайн; – владение современными социальными сетями. |
|
– создание интерфейса сайтов; – разработка алгоритмов; – создание программного обеспечения; – разработка сайтов; – устранение ошибок; – настройка работы на разных устройствах. |
– составление сценариев и режиссура рекламных продуктов, проведение рекламных кампаний и мероприятий; – маркетинговый анализ потребности аудитории; – оценка эффективности рекламного продукта; – составление актуального контента и привлечение аудитории. |
|
У меня дистанционная работа, я работаю дома, ложусь спать поздно ночью, просыпаясь к обеду. Иногда я могу провести весь день в кафе за ноутбуком и в наушниках. Я мало двигаюсь, мало бываю на свежем воздухе. У меня много друзей среди программистов по всему миру, со многими из них я никогда не встречалась лично. Я могу работать в путешествии, в самолете или поезде, так как рабочее место у меня всегда с собой. Я редко выхожу в свет, у меня мало времени на развлечения, потому что моя работа требует много времени и сосредоточенности. |
Мой график работы подвижный, мое рабочее место часто меняется, я много встречаюсь и общаюсь с разными людьми и часто хожу на различные мероприятия. Я могу работать в местах, которые меня вдохновляют. Моя работа творческая, разнообразная и непредсказуемая. У меня много интересных проектов, в реализацию которых необходимо погружаться. Я работаю в команде с единомышленниками, мы вместе создаем интересные продукты и реализуем смелые идеи. У меня много друзей по всему миру, с которыми часто общаемся на расстоянии. |
|
У меня есть семья, мой муж тоже программист, мы работаем вместе и помогаем друг другу. У нас двое детей, кот Паскаль и рыбка по имени Четыреста четыре. Наши друзья живут далеко, поэтому мы иногда общаемся и даже ужинаем по видеосвязи. С детьми и животными нам помогают наши родители. |
У меня есть семья, муж и двое детей. Из-за частых поездок дети учатся дистанционно. Мы часто живем в отелях и редко видимся с родителями. У меня много друзей, с которыми я познакомилась по работе. Мы часто созваниваемся. Мы с семьей посещаем много новых интересных мест. |
|
Я довольна своей работой и своей жизнью, но мне не хватает живого общения с разными людьми. Мне не хватает физической активности и возможности просто отдохнуть и провести время без компьютера. |
Я довольна своей работой, я постоянно нахожусь в движении, в окружении людей и в центре внимания. Однако мне не хватает возможности побыть в одиночестве, чтобы привести свои эмоции и мысли в равновесие. |
На шаге № 8 делаются выводы о проведенном мысленном эксперименте. В моем эксперименте были подведены итоги оценки профессий. Я думаю, что моему темпераменту больше соответствует профессия, связанная с рекламой и медиа-коммуникациями: общение с интересными креативными людьми, воплощение идей, посещение новых мест, получение новых впечатлений.
Следующим шагом апробации моего алгоритма было проведение урока для одноклассников. На уроке было рассказано о сути мысленных экспериментов, их возможностях при решении задач в обычной жизни, а также представлен алгоритм проведения мысленных экспериментов.
В ходе урока было предложено провести небольшие мысленные эксперименты на следующие темы на выбор:
– Какое направление деятельности выбрать?
– Кем я вижу себя через 20–30 лет?
– Каким я вижу своего друга/подругу в будущем?
– Если бы обо мне сняли фильм, каким бы он был?
Как показал урок, одноклассники проявили живой интерес к данной теме. Проведение экспериментов вызвало бурные обсуждения. Самый большой интерес вызвала тема о себе как о герое фильма.
Таким образом, мысленные эксперименты могут проводиться не только в научных и общественных целях, но и для решения сложных вопросов и при принятии решений любым человеком.
Литература:
- Даниелян, Н. В. Мысленный эксперимент в науке как конструктивная практика / Н. В. Даниелян // Экономические и социально-гуманитарные исследования, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Москва, УДК 165.12, DOI: 10.24151/2409–1073–2019–3–91–96. — 2019. — № 3 (23) — С. 12–18.
- Микешина, Л. А. Мысленный эксперимент, его роль в исторической науке / Л. А. Микешина // Диалог со временем, Российское Общество интеллектуальной истории. — 2018. — № 65 — С. 35–47. https://roii.ru/r/1/65.3
- Ахутин, А. В. История принципов физического эксперимента от античности до XVII в. / А. В. Ахутин. — М: Наука, 1976. — 214 с.
- Кинг, П. Учитесь думать с помощью мысленных экспериментов. Как расширить горизонты мышления, понять смысл метапознания, активно проявлять любознательность и думать как истинный философ / П. Кинг. — Библос, 2020. — https://www.litres.ru/book/patrik-king/uchites-dumat-s-pomoschu-myslennyh-eksperimentov-kak-rasshirit-68732505/
- Чернов, А. П. Мысленный эксперимент. Опыт психологического исследования / А. П. Чернов. — 1979 — https://knigogid.ru/books/463152-myslennyy-eksperiment-opyt-psihologicheskogo-issledovaniya
- Щетников, А. И. Мысленный эксперимент и рациональная наука / А. И. Щетников. — М.: Аспект-пресс, 1994. — 327 с.
- https://plato.stanford.edu/archIves/spr2010/entries/thought-experiment/
- 4 закона логики | Блог 4brain
- https://psyera.ru/myslennyy-eksperiment_7449.htm?ysclid=m4irta8wkv240108789
- https://monographies.ru/en/book/section?id=11011
