Текст книги "Физика? Нет ничего проще! Возвращение физики"

Литература к главе 3

1. Анохин, П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса [Текст] / П. К. Анохин. – М.: Медицина, 1968. – 546 с.

2. Бернштейн, Н. А. О построении движений [Текст] / Н. А. Бернштейн // Биомеханика и физиология движений / Под редакцией В. П. Зинченко. – 2-е изд. – Воронеж: НПО «МОДЭК», 2004. – С. 7—380.

3. Богоявленская, Д. Б. Психология творческих способностей: монография [Текст] / Д. Б. Богоявленская. – Самара: Издательский дом «Федоров», 2009. – 416 с.

4. Большой психологический словарь [Текст] / сост. и общ. ред. Б. Мещеряков, В. Зинченко. – СПб.: прайм-ЕВРОЗНАК, 2005. – 625 с.

5. Выготский, Л. С. Мышление и речь. Психологические исследования [Текст] / Л. С. Выготский. – М.: Лабиринт, 1996. – 416 с.

6. Лурия, А. Р. Лекции по общей психологии [Текст] / А. Р. Лурия. – СПб.: Питер, 2004. – 320 с.

7. Новоженов, Ю. И. Филетическая эволюция человека [Текст] / Ю. И. Новоженов. – Екатеринбург: Банк культурной информации, 2005. – 112 с.

8. Теплов, Б. М. Ум полководца [Текст] / Б. М. Теплов. – М.: Педагогика, 1990. – 208 с.

9. Фролов, А. А. Соотношение алгоритмизации и эвристики при формировании и трансляции научного знания [Текст] / А. А. Фролов, Ю. Н. Фролова // Образование и наука. – 2007. – №5 (47). – С. 11—21.

10. Фролов, А. А. Культура умственного труда [Текст]: учебное пособие / А. А. Фролов, И. А. Черняев. – Екатеринбург: УГМУ, 2014. – 140 с.

11. Фролов, А. А. Технология интеллектуального образования [Текст] / А. А. Фролов. – Екатеринбург: Раритет, 2014. – 180 с.

12. Фролов, А. А. Язык, закон, задача в курсе физики средней школы [Текст]: учебно-методическое пособие для учителей и учащихся старших классов / А. А. Фролов. – Екатеринбург: Банк культурной информации, 2003. – 96 с.

13. Холодная, М. А. Психология интеллекта: парадоксы исследования [Текст] / М. А. Холодная; 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Питер, 2002. – 271 с.

14. Эфроимсон, В. П. Генетика гениальности [Текст]: биосоциальные механизмы и факторы наивысшей интеллектуальной активности / В. П. Эфроимсон – М.: Тайдекс Ко. 2002. – 376 с.

Глава 4. Язык физики

В окружающем мире и внутреннем мире человека непрерывно что-то происходит. Происходят изменение или неизменение чего-либо. Эти процессы «со-бытуют», то есть сосуществуют, с нами. Значит, они являются событиями относительно нас, и мы эти события можем рассматривать. Или не рассматривать – это как нам будет угодно или насколько обстоятельства заставят нас это делать. Событием называется то, что сосуществует с познающим субъектом в пространстве и во времени. Изменение положения тела в пространстве – событие. Сам факт существования тела – тоже событие. Мы систематически занимаемся исследованием процессов, протекавших ранее (или ожидаемых позже) интервала реального времени, в котором мы эти процессы рассматриваем и обсуждаем. Для этого мы смещаем наше сознание в соответствующий интервал времени, в котором мы окажемся «со-бытующими» с рассматриваемыми процессами. А эти процессы и еще многие другие становятся для нас событиями. Но «многие другие» не представляют для нас интереса, они отсутствуют в зоне нашего внимания ввиду неприоритетности связанных с ними задач. Эти события неявны для нас. В то время как за приоритетными для нас событиями мы заинтересованно и внимательно следим. В русском языке такое слежение традиционно называется блюдением, или наблюдением. В результате наблюдения конкретные события становятся явью, явными для нас – то есть они являются нам, познающим субъектам, в наблюдении. Поэтому такие события мы называем явлениями.

Здесь мы сталкиваемся с неточным словоупотреблением, размывающим сущность физического мышления, препятствующим пониманию физики как отрасли науки и блокирующим осознанную научно-познавательную деятельность, структура которой определяется алгоритмом, приведенным в предыдущей главе на рис. 3.1. Традиционно в учебной литературе физической направленности под «явлениями» понимаются исключительно процессы, связанные с изменениями способа существования объектов исследования во времени. Движение тел, распространение звука, изменение нагретости, испускание и поглощение света… Сам же факт наблюдения объектов, участвующих в процессах, описывается как наличие «предметов» («вещей») – отдельных частей материальной действительности, обладающих относительной независимостью и устойчивостью существования. Это заблуждение приводит к подсознательному раздвоению не только массива объектов, но и методологии исследования. В то же время достаточно очевидно, что исследование объекта вне взаимодействия его с другими объектами просто невозможно. А наблюдаемая неизменность во времени того или иного объекта или совокупности объектов, вне всякого сомнения, тоже процесс. Поэтому в сущностном и психологическом отношениях единственно корректным подходом следует считать отнесение любых наблюдаемых объектов к «явлениям».

4.1. Понятийность научного мышления

Вернемся к алгоритму научно-познавательной деятельности, то есть к алгоритму научного продуктивного мышления. В чем состоит сущность выделения явления из мира? Прежде всего, тем или иным способом в процессе наблюдения познающим субъектом ощущается определенное явление, вызвавшее интерес. Человеческое сознание способно единовременно воспринимать весьма ограниченный объем информации. Поэтому в процессе мышления представление исследуемой системы огрубляется путем учета только определенных граней явления, наиболее важных для субъекта познавательной деятельности в данный момент времени. Мышление носит принципиально модельный характер, то есть оно оперирует не явлениями, а их моделями, создаваемыми сознанием в соответствии с индивидуальными особенностями восприятия нами этих явлений. Модель может быть определена как упрощенное, идеализированное представление о наиболее существенных для субъекта наблюдения сторонах явления [3]. Под «упрощением», впрочем, как и «идеализацией», в данной ссылке следует понимать уже упомянутое огрубление представления явления. Такое огрубление может быть вынужденным ввиду недостаточности информации, а может быть и осознанно целенаправленным. Область адекватности при этом в любом случае сужается, однако появляется возможность выделения для изучения наиболее существенных, с точки зрения субъекта наблюдения, сторон явления, что повышает уровень обобщения.

Таким образом, то, что запечатлело наше сознание в результате наблюдения явления, в любом случае есть его модель, которую разумно назвать обыденной. Чаще всего изначально она слишком сложна для физической модели как частного случая научной модели, потому что содержит элементы восприятия, несущественные и потому избыточные относительно физической сущности рассматриваемого явления. Оборот «физическая сущность» здесь – не что иное, как акцентирование внимания на определенном аспекте перехода от обыденной модели к научной. До создания физической модели еще далеко, однако то, что мы уже имеем дело с моделью какой-то грани действительности, необходимо осознавать.

Формирование модели в сознании происходит в результате игнорирования частных особенностей явления, несущественных для субъекта процедуры наблюдения. Из этого следует, что:

а) особенности наблюдаемого явления необходимо классифицировать, разделяя их по уровню существенности для проводимого рассмотрения;

б) формирование модели, то есть огрубление представления о явлении, есть обобщение ряда представлений о группе родственных по существенным классификационным признакам явлений.

Форма мышления, соответствующая модельному обобщению, называется понятием. Мышление в понятиях является высшей формой интеллектуальной деятельности [1, С. 52]. Такое мышление дает понимание действительности, понимание других и понимание себя [1, С. 67]. Наука, по определению, предполагает доступность принадлежащих ей результатов для всех людей и возможность передачи содержания мышления как любого другого продукта деятельности от человека к человеку. Ранее мы определили соответствующий этому тип мышления как продуктивный. И отличили от него практическое мышление как направленное непосредственно на реализацию практической деятельности вне связи с осознанием процесса и содержания мышления.

Обмен участников научно-познавательного процесса продуктами мыслительной деятельности требует соответствующего – продуктивного – мышления. Утверждение, что продуктивное мышление может быть только понятийным, отражает необходимость возможности однозначной и неискаженной передачи понятий. Указанное требование может быть обеспечено только средствами языка, то есть знаковой системы, подчиняющейся определенным законам.

Модель и понятие находятся в неразрывном единстве: понятие – это частный случай модели. Возникающие в обыденном мышлении представления о синонимичности понятия и модели обусловлены, по-видимому, естественным для этого уровня мышления непониманием сущности модели. Корректной, то есть допускающей осмысление, является только такая модель, для которой четко заданы границы упрощения, пределы пренебрежения несущественными деталями. Поэтому необходимо уметь вводить эти пределы, определивать, определять понятия и по мере необходимости представлять их в языковой, более того – именно в словесной (вербальной) форме. В таком случае «определить понятие» – это значит выразить в словах сущность (смысл) того, о чём мы говорим. Если основные понятия в рамках обсуждаемой темы не определены, то понять, о чем идет речь, принципиально невозможно. Это относится, в первую очередь, к познавательной, особенно – научно-познавательной деятельности. В том числе, к физике – и как к отрасли науки, и как к предмету образовательных программ. Проявляющееся порой в обыденном сознании отрицание физики вплоть до отвращения к ней принципиально обусловлено полным непониманием того, о чем вообще идет речь. В первую очередь – непониманием языка, на котором мы говорим между собой о природе, языка наших моделей проявлений природы. В том числе – языка физических моделей.

Чрезвычайно важно то, что понятие нельзя усвоить, как на это часто указывается в педагогической и психологической литературе. Обыденные модели, а точнее – модели в обыденном мышлении, имеют слишком размытые границы. Это делает такие модели в области границ настолько индивидуально-личностными, что достаточно адекватная трансляция обыденных моделей и являющихся их следствиями понятий становится принципиально невозможной. Поэтому понятие как таковое можно только сформировать все на том же индивидуально-личностном уровне. Отсюда – столь распространенное в обыденной речи «это для каждого свое». В научно-познавательной деятельности, то есть в научно-исследовательском и образовательном (соответствующим понятийному периоду развития личности) процессах, речь идет о формировании научной модели и соответствующего ей понятия. В таком случае сформировать понятие – означает ввести его определение. Иллюстрацией соотношения понятия и его определения может служить образ типичного для праздников и дискотек шара, покрытого зеркальными гранями. Понятие, отражающее обыденную модель как обобщение во всем своем многообразии, соответствует шару в целом с достаточной неопределенностью границ составляющих его поверхность зеркальных осколков. В то же время определению на уровне научной модели подлежит только отчищенная от нечеткости границ конкретная грань этого понятия (шара). То есть введением научного определения понятия мы отражаем конкретную грань понятия, являющегося следствием обыденной модели. Передать понятие, связанное с обыденной моделью, одновременно во всем его многообразии невозможно. Однако не только возможно, но и необходимо однозначное научное определение его грани, представляющей для субъекта научно-познавательной деятельности интерес в данной ситуации.

Всё сказанное категорически опровергает два чрезвычайно вредных заблуждения.

1. На уровне обыденного сознания распространено мнение, что не всякое явление может быть понятийно оформлено и, тем более, понятийно определено. Это не так: модельное представление любого явления автоматически оформляется понятийно (поскольку мыслим мы модельно, а модель неразрывно связана с соответствующим понятием). Следовательно, в дальнейшем развитии познавательного процесса любое явление может быть осознано в виде научного модельного представления – вербального, образного или аналитического. Тогда понятийно оформленное в определении такое представление пригодно для трансляции субъектом мыслительной и, в частности, научной, деятельности другим людям.

2. На уровне обыденного сознания часто абсолютизируется тезис о том, что введение определения понятия обедняет сущность явления, делая его рассмотрение «плоским», фрагментарным. Заблуждение состоит в том, что фрагментарность имеет место не в пространстве событий в целом (соответствующем ментальному пространству человека), а во времени. Она неизбежна, так как единовременно в принципе возможно осознанное рассмотрение только одной грани явления, на которой потребностно сфокусирован интерес познающего субъекта. Объемность же представлений о явлении в пространстве событий достигается последовательным во времени накоплением однозначных определений его граней.

Для понимания физики принципиально важно избежать этих заблуждений. Более того – важно все время противостоять им как в процессе собственной индивидуально-личностной научно-познавательной деятельности, так и в процессе трансляции этой деятельности и ее результатов.

Литературные источники заполнены (настолько, что нет смысла приводить ссылки) указаниями на возможность введения определений понятий с использованием в качестве основы этой деятельности родо-видовых отношений. Этот совершенно очевидный терминологический анахронизм настораживает. Во-первых, двухуровневой примитивностью классификации, лежащей в основе такого определения понятий. Во-вторых, неопределенностью терминов «род» и «вид» и их несоответствием сегодняшнему научному понятийному наполнению. Оказывается, что родо-видовые представления исходят от… Аристотеля. По Аристотелю: «видом называю то в каждом, что оно (собственно) есть и первая сущность». Род же есть «существенно всеобщее в отдельных вещах». Таким образом, род понимается как общая философская характеристика группы явлений с общими существенными свойствами, несущественные свойства которых отличаются друг от друга. Положительным в таком «родо-видовом подходе к определению понятий» является понимание того, что в основе определения в принципе лежит система классификации явлений. Отрицательным, вплоть до подозрения наших современников в необразованности, оказывается то обстоятельство, что данная система была предложена более двух тысяч лет назад. С тех пор наука не стояла на месте, и, опираясь на фундамент, заложенный великим Аристотелем (в частности, в рамках принципа соответствия теории познания) продвинулась довольно далеко вперед. Почему-то никому не приходит в голову трактовать восьмеричный путь Гелл-Манна или таблицу Менделеева с позиций Аристотеля. А вводить определения понятий по Аристотелю – приходит многим нашим современникам. С соответствующими результатами.

Как уже говорилось, наряду с биологической эволюцией в привычном для всех представлении – масштабной, сопровождающейся видообразованием и вымиранием видов, постоянно и непрерывно идет процесс филетической эволюции [2]. Такая эволюция происходит под действием движущего отбора и не приводит к обособлению дочерних видов. Применительно к человеку, в результате филетической эволюции происходят генетически транслируемые частные изменения в организмах людей. Преобразуются, вовсе исчезают или появляются, например, отдельные соединительнотканные образования. Иными становятся на статистически значимом уровне черты лиц, фигуры. Однако, как уже было отмечено в предыдущей главе, филетическая эволюция проявляется не только на органическом уровне, но и в мышлении. Так, форма головы и число пальцев остаются прежними, а процессуальная структура мышления (как следствие – его содержание и результаты) со временем изменяется в результате воздействия социальных факторов и, прежде всего, образования. В основном это касается познавательно ориентированного мышления, ответственного за выживание вида в ходе прогрессивных и регрессивных изменений условий его существования в процессе развития. В конечном счете эволюционно формируются особенности научно-познавательного мышления. Такое мышление неразрывно связано с понятийностью, а понятийность в высшем научном проявлении на уровне определений понятий – прежде всего с классификационными возможностями разума. Поэтому филетическая эволюция мышления включает в себя как часть процесса развитие и совершенствование системы классификации. Ну а эта система, в порядке положительной обратной связи, содействует развитию и совершенствованию мышления. Здесь следует отметить необходимость единственности и универсальности классификационной системы, удовлетворяющей требованиям принципа соответствия на каждом этапе ее развития, поскольку она лежит в основе научного мышления в целом. Именно поэтому на уровне коллективного бессознательного ее преподавание было введено в систему общего образования. Это реализуется в рамках образовательного предмета «Биология» – прежде всего в силу принципа историзма. Ну и на бытовом уровне люди традиционно чаще сталкиваются с классификацией живого, нежели с классификацией минералов, транспорта или манеры живописи.

Послеаристотелевский этап развития классификационной системы связывают обычно с именем Карла Линнея. Его заслуги несомненны, но современный вид этой системы достаточно далек от линнеевского. Схематически современная классификационная система на примере классификации живого представлена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Схематическое представление современной классификационной системы на примере классификации живого

«Верхняя», крупноблочная, часть классификационной системы указывает на происхождение явления. То есть отвечает на вопрос: «Откуда это явление произошло?» Блок «таксон» (обозначенный пунктиром) определяет явление, отвечая на вопрос: «Что это такое?». «Определить явление» – означает «ввести определение понятия, соответствующее явлению в его модельном представлении». Поэтому в приведённом примере: «Щеглом сибирским называется птица отряда Воробьинообразные, семейства Вьюрковые, рода Щеглы». Однозначно: спутать с любым другим животным невозможно.

Любая развитая классификация неизбежно содержит в себе таксон как единицу классификации. Согласно «Лингвистическому энциклопедическому словарю», лингвистика, в сущности, состоит из двух крупных разделов: математической лингвистики и таксономической лингвистики. Мы живём, мыслим и действуем в условиях, описание которых определяется таксономической лингвистикой. Следовательно, согласно её назначению и требованиям, именно таксон является классификационной основой определения понятия, связанного с тем или иным явлением. Здесь совершенно отчетливо видно, что таксон не сводится к роду и виду. Эти два классификационных уровня таксона в современном их понимании настолько близки, что не могут быть основой классификации.

На основе структуры таксона можно построить универсальный алгоритм введения определения понятия [4].

«Вид» – это то, что мы видим, что подлежит определению. «Видовой» принадлежности любого явления соответствует его название. Называя явление, денотат (от латинского denotatum – «подлежащее называнию»), следует позаботиться о соответствии названия сущности явления. Если явление уже имеет название, полезно узнать и понять происхождение этого названия, то есть провести его этимологический анализ. Цель такого анализа – возможность учета опыта человечества, проявившегося в назывании данного явления, при распределении его признаков по сложившимся на сегодняшний день уровням классификации.

Аристотелевское «существенно всеобщее в отдельных вещах» в рамках представления о таксоне соответствует классу явлений, к которому мы относим конкретное рассматриваемое явление. Класс явления есть словесное выражение главных, сущностных черт простейшей, наиболее грубой модели этого явления. Определение класса явления, выявление его сущности – как правило, самая трудная часть введения определения понятия.

«Отряд», «подотряд» и «семейство» приведенного на рис. 4.1 примера классификации характеризуют разного уровня общие характерные признаки рассматриваемого явления, независимо от их направленности. Поэтому в формируемом «понятийном таксоне» «отряд», «подотряд» и «семейство» можно рассматривать как один объединённый шаг алгоритма введения определения понятия – шаг «определение общих характерных признаков явления».

Далее следуют отличительные признаки явления: в современном понимании они являются как видовыми, так и родовыми. Поэтому столь близкие уровни таксона «род» и «вид» в определении понятия объединяются как отличительные признаки явления в «понятийном таксоне».

В итоге алгоритмическую структуру таксона как единицы классификационной системы можно представить в виде алгоритма введения определения понятий.

Рис. 4.2. Иллюстрация перехода от структуры таксона к алгоритму введения определений понятий [4]

Рис. 4.3. Схематическое (фреймовое) представление алгоритма введения определения понятия [4]

Здесь цифрами в скобках обозначены номера шагов алгоритма, то есть технологический порядок действий, направленных на введение определения понятия.

Таким образом, можно предложить множество определений понятия, соответствующего одному и тому же слову, с учётом любого направления интереса к явлению. Понимание всех друг другом обеспечивает построенная таким образом процессуальная структура определения понятия. Необходимо понимать и помнить, что эти определения должны вводить заинтересованные люди (адресанты) для формирования речевых высказываний, имеющих целью совместное с другими людьми (адресатами) понимание предмета обсуждения.

Введение определений понятий представляет собой пошаговое исполнение полученного выше из таксономических соображений алгоритма введения определения понятия. Технологические детали такого исполнения и соответствующие примеры рассмотрены в специальных работах [4, 5]. Здесь же мы рассмотрим принципы и примеры введения физических и других понятий, необходимых для понимания физики как отрасли науки.