Библиографическое описание:

Семенова Э. Р. Роль визуализации научного знания в его трансляции в сферы практики и образования // Молодой ученый. — 2013. — №3. — С. 319-321.

Внедрение результатов научного исследования в образовательную и практическую сферу всегда была актуальной как для сообщества ученых, так и педагогов, инженеров, врачей, строителей и т. д. Острота этой проблемы стала особенно ощущаться в ХХ веке в связи с мощной теоретизацией научного знания, которая продолжается и поныне. Как в теоретической науке, так и в практике возник вопрос о механизме трансляции результатов теоретических исследований в сферы их возможного применения. В процессе изучения проблемы обнаружилось, что между научной теорией и практикой находится некий особый слой знания, напоминающий «третий мир» К. Поппера: мир объектов, синтезирующих в себе результаты рационального познания и чувственного отражения. Эти феномены возникают на пути движения теоретических идей в сферу практической деятельности человека. Однако в триаде «научная теория — ее трансформация — практика» слабее всего оказалось изученной среднее звено, без которого, оказывается, невозможна практическая реализация идеи. Исследованию этого звена препятствовало мнение, согласно которому трансформация научной идеи в чувственное представление является ее примитивизацией. Оно основывается на ложном тезисе, что чувственное познание отражает явление, а рациональное — сущность. Один из представителей этой точки зрения пишет: «Все, что связано с явлением — наглядно, а все связанное с сущностью — ненаглядно» [1, c. 13]. Подобное мнение встречается также в работах В. Гейзенберга, Э. Маха, М. Планка, Б. Рассела. «Для установления основополагающих принципов квантовой физики мы должны распрощаться с всякими наглядными изображениями того, что происходит в атоме», — писал Б. Рассел [2, c. 63]. В советской философии этой точки зрения придерживался В. П. Бранский [3]. Позиция, когда абстрактное мышление считают более высокой формой отражения мира, чем облаченную в образную форму информацию о нем, ставит такие формы творчества, как художественное мышление, компьютерное моделирование, инженерное проектирование в разряд низших форм проявления креативных способностей человека, что, думается, совершенно не оправдано.

Приверженцы очищения науки от визуализированных представлений отождествляют, к примеру, квантово-механические модели с визуальными образами классической механики. По этому поводу еще Д. Бомо писал, что речь должна идти о возможности выражения современного физического знания «с помощью качественных наглядных представлений, которые имеют совершенно иную природу, чем представления классической физики» [4, c. 9]. На наш взгляд, специфику визуализации в современной физике точно выразила Л. С. Коршунова: «Для современной физики характерен не классический путь от чувственно-наглядного к абстрактному математическому аппарату , а наоборот, путь от последних к модельно-наглядным представлениям» [5, c. 129].

Визуализированное представление отличается от обычного зрительного образа тем, что в его основе лежит абстрактно-логическое знание, выражающее некоторую идею, которую субъект познания считает главной, существенной, отражающей сущность. Вряд ли выражение формулы функциональной зависимости y = f (x) при помощи наглядной координатной сетки является примитивизацией данной формулы.

Под визуализацией мы понимаем способ трансформации информации в зрительно воспринимаемую форму: диаграмму, график, карту местности, рисунок, структурно-логическую схему, таблицу, онтологизированный образ и т. д. Современное состояние науки и образования показывает, что визуализация стала широко применяться для представления изначально незрительной информации (температуры, инфляции, динамики преступности, миграции, коррупции и т. д.). В связи с развитием компьютерной техники масштабы и возможности визуализации возросли во много раз. Главной целью визуализации является целенаправленно создаваемой конструкт, облаченный в чувственно воспринимаемую форму. По нашему убеждению, визуализированные представления нужны как раз для выражения сущности в ясной и легко воспринимаемой форме. Именно эта функция делает визуализацию необходимым компонентом в сфере как образования, так и производства. Существует достаточное количество примеров формального усвоения теоретических знаний студентами и школьниками. Это вызвано тем, что обучаемые, усваивая знаковые средства, не выделяют их репрезентативную функцию, не знают их значение. Между тем известные ученые всегда обращали внимание на эту сторону дела. Изучая работы Г. Фреге, выдающийся немецкий математик Д. Гильберт пришел к выводу, что абстрактная теория сама по себе не может быть ни истинной, ни ложной. Она приобретает эти качества и становится значимой только тогда, когда найдена ее интерпретация. Для обоснования нашей точки зрения приведем некоторые примеры из истории науки.

В XVIII веке математик и логик Л. Эйлер для визуального изображения отношений между понятиями вводит в логику круговые схемы («круги Эйлера»), которые и ныне успешно применяются не только в учении о понятии, но и в других разделах формальной логики. Эти геометрические, зрительные иллюстрации позволяют в концентрированном и доступном для понимания виде отобразить суть отношений между объемами понятий. В исчислении высказываний (математическая логика), при определении истинности высказывания применяют матрицы истинности, позволяющие в наглядной форме выразить закономерности, характеризующие высказывания. Достаточно открыть любой современный учебник по формальной логике, чтобы убедиться, что даже такая абстрактная наука, как логика, использует визуализацию для выражения сути логических закономерностей.

Гильберт считал визуализацию необходимым компонентом развития науки и образования. В написанной совместно с С. Фон-Коссеном работе он пишет: «В математике, как и вообще в научных исследованиях, встречаются две тенденции: тенденция к абстрактности — которая пытается выработать логическую точку зрения на основе различного материала и привести весь материал в систематическую связь. И тенденция к наглядности, которая в противоположность этому стремится к живому пониманию объектов и их отношений» [6, с. 6].

Английский физик Дж. Томсон, изучая работы Дж. Максвелла, обнаружил у него удивительные способности к визуализации даже самых сложных физических идей. К примеру, электромагнитные процессы Максвелл излагал при помощи образов шестеренок, вихрей, геометрических фигур. Томсон пишет, что первоначальное знакомство с подобным изложением абстрактного знания вызывает желание, «не колеблясь выбросить этот труд в мусорную корзину» [7, c. 29]. Сам Томсон замечает, что исследователю важно «увидеть» предмет исследования. При этом он опирается на знакомые образы из повседневного опыта. Так, объясняя сущность давления, Томсон пользуется образом наполненного сосуда, в котором молекулы газа, словно маленькие упругие мячики, хаотично двигаясь, сталкиваются со стенками сосуда. Совокупность этих ударов ииесть давление, поясняет он [7, c. 18]. В основной своей работе по теории электромагнетизма Дж. Максвелл отмечает, что его теория родилась благодаря использованию им гидродинамических образов, прежде всего, образа волны, образованной жидкостью [8, c. 12]. Историки науки приводят и другие примеры успешной визуализации теоретических знаний Дж. Максвеллом, М. Фарадеем, Г. Галилеем, И. Ньютоном и другими известными учеными. Согласимся, что «образы призваны давать теоретическим моделям предметное истолкование. Последнее может быть охарактеризовано как семантическая интерпретация» [9, c. 41].

Визуализация научного знания важна, по крайней мере, по двум причинам: а) она помогает пониманию сути научно-теоретического знания, что всегда актуально в сфере образования; б) ее результаты, образуя промежуточное звено на пути движения теории в сторону практики, способны подсказывать способы материализации абстрактного знания.

Поскольку конечной целью научной теории является реализация ее результатов на практике, она должна быть трансформирована в удобный для практического применения вид. Так как между теоретической мыслью и практикой лежит обыденный слой сознания, то теория, двигаясь в сторону практики, облачается в чувственную оболочку. Первой ступенью трансформации теоретической модели является графическая наглядность. Как правило, это происходит в виде интерпретации теории при помощи чертежей, структурно-логических схем, диаграмм и т. п. Иногда на этом эволюция научной теории завершается. Как правило, это происходит в сфере образования, когда необходимо донести до обучаемых смысл научной теории. Но графическая наглядность не позволяет полностью уяснить значение теории, которое, на наш взгляд, проясняется лишь при представлении ее места в сфере человеческой деятельности. В этом отношении мы поддерживаем концепцию значения американского прагматизма, которая основывается на «принципе Пирса»: «значение есть применение». Поэтому дальнейшая эволюция теории связана с трансформацией графической наглядности в образ, который переживается человеком в виде элемента объективной реальности. Для характеристики данного феномена Р. Ю. Рахматуллин применяет термин «онтологизированный образ»: «Онтологизированный образ — это совершенно особый образ: несмотря на искусственный характер своего происхождения, он обладает «бытийственными» (онтичными) характеристиками» [10, c. 52]. Если визуализированный образ, приобретает мировоззренческий статус, он включается в содержание научной картины мира, как предметной стороны научного мировоззрения. Это дает основание, как справедливо замечают Р. Ю. Рахматуллин и Д. З. Хамзина, называть подобный образ мировоззренческим [11]. В другой работе Д. З. Хамзина пишет, что «картина мира строится из образов значимых предметов. В философии ими занимается онтология, поэтому научную картину мира ряд авторов называют научной онтологией, а частнонаучные картины мира — дисциплинарными онтологиями. В таком случае понятия «мировоззренческий образ» и «образ картины мира» являются синонимами, обладают одинаковым содержанием» [12, c. 247].

На наш взгляд, эволюция научно-теоретического знания на пути к его практической реализации проходит следующие этапы:

  • формирование абстрактных объектов, репрезентирующих отдельные фрагменты исследуемого пространства;

  • образование теоретической модели, представляющей собой систему абстрактных объектов. При этом структура теоретической модели, как правило, представляет собой закон или закономерность;

  • трансформация теоретической модели в графическую наглядность (чертёж, структурно-логическую схему, эскиз и т. п.);

  • синтез графической схемы с модальностями чувственного слоя сознания;

  • формирование онтологизированного образа, переживаемого вне рефлексии, в качестве реально существующего предмета или процесса;

  • материализация образа в объект (лекарство, удобрение, пластмассу, прибор, избирательную компанию и т. п.).

Последний этап предполагает разработку технологии материализации образа, но сама новая технология подчиняется тем же закономерностям восхождения абстрактного к конкретному.


Литература:

  1. Ланг А. П. О понятии наглядности и ее роли в процессе познания и обучения. Таллин, 1967.

  2. Рассел Б. Человеческое познание. Его сферы и границы. М., 1957.

  3. Бранский В. П. Философское значение «проблемы наглядности» в современной физике. Л., 1962.

  4. Бом Д. Квантовая теория. М., 1965.

  5. Коршунова Л. С. Воображение и его роль в познании. М., 1979.

  6. Гильберт Д., Кон-Фоссен С. Наглядная геометрия. М., 1981.

  7. Томсон Дж. Дух науки. М., 1970.

  8. Максвелл Дж. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. М., 1952.

  9. Рахматуллин Р. Ю., Рахматуллин Т. Р., Сафронова Л. В. Образы и образцы в научной и педагогической деятельности: монография. Уфа, 2009.

  10. Рахматуллин Р. Ю. Онтологизированные образы в научном познании: генезис и функции: дисс. … д. филос. н. Уфа, 2000.

  11. Рахматуллин Р. Ю., Хамзина Д. З. Соотношение понятий «мировоззрение», «картина мира», онтология» // Исторические, философские, политические и юридические науки, культурология и искусствоведение. Вопросы теории и практики. 2013. № 1. Ч. II.

  12. Хамзина Д. З. Гносеологическая характеристика мировоззренческого образа // Молодой ученый. 2012. № 11.


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle