Реальный эксперимент обычно имеет ограниченную сферу применения. Иногда он не осуществим по экономическим соображениям или в связи с его сложностью. Часто материальный эксперимент не дает желаемого результата, поскольку его возможности ограничены уровнем развития знания и техники. Только мысленный эксперимент, в котором логическое мышление и творческое воображение исследователя сочетаются с экспериментальным и теоретическим материалом, позволяет оттолкнуться от реальной действительности и пойти дальше - понять и исследовать то, что раньше казалось неразрешимой загадкой. Во всех тех случаях, когда для познания наиболее глубоких сущностей нужен эксперимент при высокой степени абстракции от реальных условий, исследователь обращается именно к мысленному эксперименту.

Мысленные эксперименты не придумываются совершенно произвольно, а представляют собой мыслительные операции, удовлетворяющие определенным требованиям и принципам проверенной научной теории. Как и в любом другом теоретическом построении, в мысленном эксперименте все операции должны подчиняться некоторым правила, вытекающим из знания объективных законов науки. Соблюдение этого условия служит гарантией высокой степени достоверности знаний, полученных в ходе исследования.

Мысленный эксперимент - это эксперимент в сфере сознания, в котором ведущая роль принадлежит мышлению. Этим определяется его субъективная сторона. Однако тот факт, что мысленный эксперимент реализуется целиком и полностью на уровне сознания, говорит о том, что его содержание объективно.

Оценивая мысленный эксперимент, нельзя к нему относиться как к готовому знанию; в этом случае он играет роль простой иллюстрации. Также нельзя сводить его содержание только к обдумыванию, планированию материального эксперимента (хотя он всегда предшествует материальному эксперименту). Мысленный эксперимент является скорее продолжением и обобщением, схематизацией последнего, нежели наоборот.

Ценность мысленного эксперимента, во-первых, состоит в том, что он позволяет исследовать ситуации, неосуществимые практически, хотя и возможные принципиально. Во-вторых, он позволяет в ряде случаев осуществлять познание и проверку истинности знаний, не прибегая к материальному экспериментированию. Однако, поскольку мысленный эксперимент является одновременно прямым и модельным, опосредованность связи субъекта с объектом исследования в конечном итоге требует практической проверки полученных результатов. Если в материальном эксперименте уже сам ход его служит подтверждением истинности “посылок”, то этого нельзя сказать об эксперименте мысленном: свою окончательную оценку мысленный эксперимент может получить только в процессе проверки его результатов на практике.

Подводя итог, можно охарактеризовать мысленный эксперимент как эвристическую операцию следующими особенностями: 1) это познавательный процесс, принимающий структуру реального эксперимента; 2) вся цепь рассуждений ведется в нем на базе наглядных образов; 3) мысленное экспериментирование связано с процессом идеализации; 4) по своей логической структуре оно представляет собой гипотетико-дедуктивное построение; 5) механизм мысленного эксперимента не автоматизирован, а связан с процессом решения возникшей в ходе исследования задачей; 6) мысленное экспериментирование осуществляется на основе выработки программы, плана-схемы мыслительных действий по переработке исходной информации; 7) мысленный эксперимент сочетает в себе силу формального вывода с экспериментальной достоверностью.

Таким образом, мысленный эксперимент - форма мышления, объективно возникшая как результат активного воздействия человека на природу. Специфика этой формы состоит в том, что абстрактное и конкретное, рационально-понятийное и чувственно-наглядное составляют в ней диалектическое единство. Мысленный эксперимент есть эффективное средство получения новых знаний о мире.

Воображение и мысленный эксперимент

История развития науки свидетельствует о блестящих результатах применения мысленного эксперимента, а современные тенденции развития знания превращают его в одну из важнейших процедур познания. Мысленных эксперимент использовали Галилей и Ньютон, к нему постоянно обращались А.Эйнштейн, Н.Бор, Г.Гейзенберг. Однако отсутствует единая терминология мысленного эксперимента. Его называют умственным идеализированным, воображаемым, теоретическим.

Мысленный эксперимент и творческое воображение

Мысленный эксперимент это познавательная деятельность, где важное место занимает научное воображение. Д.П.Горский называет мысленным экспериментом метод, "позволяющий прибегнуть к отвлечениям, в результате которых создается идеализированный объект (абстракция, идеализация) ". Мысленный эксперимент определяется здесь как одна из форм умственной деятельности познающего субъекта. С другой стороны мысленный (воображаемый) эксперимент характеризуется как умственный процесс, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий его структуру. Это вид теоретического рассуждения, реализующий одну из основных присущих человеку функций поиск новых знаний. Мысленный эксперимент является такой формой умственной деятельности человека, которая имеет широкое распространение в науке как эвристическое средство исследования.

Эксперимент, осуществляемый практически, есть вид материальной деятельности, имеющий своей целью исследование объекта, проверку полученных знаний и так далее. Всякий материальный эксперимент предполагает выбор определенного объекта исследования и определенного способа воздействия на него. Воздействие осуществляется в строго воспроизводимых условиях, что обеспечивает воспроизводимость результата эксперимента.

Мысленный эксперимент, в свою очередь, развивается из материального эксперимента. На какихто этапах развития эксперимента субъект не отделяет осмысление его течения от объективного хода экспериментального процесса. Позднее появляется способность проделывать эксперимент как бы про себя, в уме, не воздействуя материально на сам ход эксперимента. Характерной особенностью сознательной человеческой жизнедеятельности является то, что прежде чем производить непосредственно, субъект мысленно решает различные практические и теоретические задачи, совершает сложные и разнообразные мысленные операции, предвосхищающие непосредственное действие.

Особенность мысленного эксперимента связана с тем, что это есть вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Это означает, что между мысленным и материальным экспериментом имеется определенная аналогия. Такая аналогия существенная черта умственного эксперимента. "Мы не только можем создавать образы более или менее произвольно, мы их можем также видоизменять и затем выяснять, какие изменения могут вытекать в качестве результата тех или других особенностей. Мы можем осуществлять воображаемый эксперимент, вводя превращения в образы и затем, отмечая, какое дальнейшее содержание может получить образ с точки зрения этих изменений. Эта процедура во многом аналогична физическому эксперименту; образы поддаются манипулирования так же, как и физические объекты ". "Человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие "экспериментальные " ситуации, пишет А.П.Чернов, в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почемулибо интересные особенности данного объекта ". Исследователь мысленно вводит изучаемый объект во все новые и новые взаимодействия, ставит его в разнообразные условия, постоянно учитывая возникающие причинноследственные отношения, пространственновременные и другие изменения, которые должны при этом совершаться в объекте, и соотнося их с первоначальными условиями и связями. Изучаемое явление многократно повторяется в различном составе и порядке. При этом в нем обнаруживаются новые, ранее неизвестные свойства и стороны.

Творческое воображение дает возможность предварять многие действия. Мысленно человек может создавать разнообразные связи и тут же их тормозить, если они не дают необходимого эффекта. Он мысленно проверяет многие варианты предварительных гипотез, прежде чем положить их в основу эксперимента. В зависимости от успеха или неудачи тех или иных пробных действий появляется возможность исключать некоторые области поиска, значительно ограничивать его вероятный район.

источник неизвестен

Мысленный эксперимент – это познавательная деятельность, где важное место занимает научное воображение. Д.П. Горский называет мысленным экспериментом метод, «позволяющий прибегнуть к отвлечениям, в результате которых создается идеализированный объект (абстракция, идеализация)». Мысленный эксперимент определяется здесь как одна из форм умственной деятельности познающего субъекта. С другой стороны мысленный (воображаемый) эксперимент характеризуется как умственный процесс, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий его структуру. Это вид теоретического рассуждения, реализующий одну из основных присущих человеку функций – поиск новых знаний. Мысленный эксперимент является такой формой умственной деятельности человека, которая имеет широкое распространение в науке как эвристическое средство исследования.

Эксперимент, осуществляемый практически, есть вид материальной деятельности, имеющий своей целью исследование объекта, проверку полученных знаний и так далее. Всякий материальный эксперимент предполагает выбор определенного объекта исследования и определенного способа воздействия на него. Воздействие осуществляется в строго воспроизводимых условиях, что обеспечивает воспроизводимость результата эксперимента.

Мысленный эксперимент, в свою очередь, развивается из материального эксперимента. На каких-то этапах развития эксперимента субъект не отделяет осмысление его течения от объективного хода экспериментального процесса. Позднее появляется способность проделывать эксперимент как бы про себя, в уме, не воздействуя материально на сам ход эксперимента. Характерной особенностью сознательной человеческой жизнедеятельности является то, что прежде чем производить непосредственно, субъект мысленно решает различные практические и теоретические задачи, совершает сложные и разнообразные мысленные операции, предвосхищающие непосредственное действие.

Особенность мысленного эксперимента связана с тем, что это есть вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Это означает, что между мысленным и материальным экспериментом имеется определенная аналогия. Такая аналогия – существенная черта умственного эксперимента. «Мы не только можем создавать образы более или менее произвольно, мы их можем также видоизменять и затем выяснять, какие изменения могут вытекать в качестве результата тех или других особенностей. Мы можем осуществлять воображаемый эксперимент, вводя превращения в образы и затем, отмечая, какое дальнейшее содержание может получить образ с точки зрения этих изменений. Эта процедура во многом аналогична физическому эксперименту; образы поддаются манипулирования так же, как и физические объекты». «Человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие «экспериментальные» ситуации, – пишет А.П. Чернов, – в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почему-либо интересные особенности данного объекта». Исследователь мысленно вводит изучаемый объект во все новые и новые взаимодействия, ставит его в разнообразные условия, постоянно учитывая возникающие причинно-следственные отношения, пространственно-временные и другие изменения, которые должны при этом совершаться в объекте, и соотнося их с первоначальными условиями и связями. Изучаемое явление многократно повторяется в различном составе и порядке. При этом в нем обнаруживаются новые, ранее неизвестные свойства и стороны.

Творческое воображение дает возможность предварять многие действия. Мысленно человек может создавать разнообразные связи и тут же их тормозить, если они не дают необходимого эффекта. Он мысленно проверяет многие варианты предварительных гипотез, прежде чем положить их в основу эксперимента. В зависимости от успеха или неудачи тех или иных пробных действий появляется возможность исключать некоторые области поиска, значительно ограничивать его вероятный район.

Воображение – это свойство человеческого разума, позволяющее нам как воспроизводить образы предметов и явлений, которые мы прежде ощущали, так и конструировать для себя отрезки реальности, которые мы никогда и никак не воспринимали.

Воображение, фантазия, психическая деятельность, состоящая в созданиипредставленийи мысленных ситуаций, никогда в целом не воспринимавшихся человеком вдействительности. Воображение основано на оперировании конкретными чувственными образами или наглядными моделями действительности, но при этом имеет черты опосредствованного, обобщённого познания, объединяющие его спроцессоммышления. Характерный для Воображение отход отреальностипозволяет определить его как процесс преобразующего отражения действительности.

Воображение является специфически человеческой формой психической деятельности, возникшей на основе практического преобразованиядействительности. Развиваясь вместе с усложнением процесса труда и общественных отношений, Воображение становится одним из основных элементовсознанияи деятельности человека. Главная функция Воображение в человеческом сознании состоит видеальномпредставлениирезультата деятельности до того, как он будет достигнут реально. Другая функция Воображение связана с необходимым в процессе труда планированием своих действий. «Паук совершает операции, напоминающие операции ткача, и пчела постройкой своих восковых ячеек посрамляет некоторых людей-архитекторов. Но и самый плохой архитектор от наилучшей пчелы с самого начала отличается тем, что, прежде чем строить ячейку из воска, он уже построил её в своей голове». В данном случае особенно трудно разграничитьдеятельностьВоображение имышления, но в реальном единстве всех психических функций субъекта Воображение сохраняет своюспецифику:предвосхищение того, чего ещё не существует-либо в личном опыте данного человека, либо в действительности вообще. С этим связанаспособностьделать открытия, находить новые пути, способы решения возникающих перед человеком задач. Догадка, интуиция, ведущие к открытию, невозможны без Воображение Поэтому Воображение являетсякомпонентомсоздания не только образно-насыщенных продуктов деятельности, но и абстрактно-понятийных. Воображение И. Ленин писал о фантазии: «Напрасно думают, что она нужна только поэту. Это глупыйпредрассудок!Даже вматематикеона нужна, дажеоткрытиедифференциального и интегральногоисчисленияневозможно было бы без фантазии». «Сотрудничество» логики и Воображение возможно потому, что ихпротивоположностьне абсолютна. В мышлении постоянно происходит перекодирование нередко несут основную эвристическуюнагрузкув решении мыслительной задачи. Именно этообстоятельствоявляется одной из пока не преодолённых преград на путиформализацииэвристическихпроцессовипередачиих машине.

Различают воссоздающее и творческое Воображение Воссоздающее Воображение заключается в создании образов объектов, ранее не воспринимавшихся, в соответствии с их описаниемили условным изображением (чертежом, топографической картой,литературнымтекстом и т.д.). Творческое Воображение состоит в самостоятельном создании новых образов, воплощаемых в оригинальные продуктыдеятельности. Оно является одним из психологических факторов научного и техническогопрогрессаи наиболее выпукло проявляется в художественном творчестве, претворяясь в особую форму познания и одновременно показа, «объективации» жизненнойреальностив её сущности. Особый вид творческого Воображение представляет собой мечта – создание образов желаемого будущего, не воплощаемых непосредственно в те или иные продукты деятельности. Мечта может играть активизирующую роль в жизни индивидуума иобщества, если заключённая в ней идея ведёт к дальнейшим практическимпреобразованиям.

Чрезвычайно широкий диапазонпроявлений Воображение, всегда выступающих в единстве с другими сторонами психики, обусловливает также разнообразные по своему характеру и сложности умственные приёмыпреобразованияимеющихся у человекапредставленийивосприятий. Механизм этих преобразований в общем виде сводится к анализу и синтезу исходного «материала» Воображение В простых случаях имеет место комбинирование разнородных элементов («агглютинация» – склеивание), преувеличение или преуменьшение отдельных сторондействительности, объединение сходного в различном или разъединение реально единого. В сложных случаях творческого Воображение требуютсяширокиемысленныеобобщенияи сопоставления, идущие по линии поисков конкретных фактов, черт, ситуаций, наглядных моделей и художественных конструкций, отражающих общие идеи и закономерности, которые нужно выявить или открыть (показтипическогочерез индивидуальное в художественном творчестве,открытиеестественнонаучного закона посредством наблюдения конкретных явлений или создания их экспериментальной модели).

ДеятельностьВоображение может иметь различнуюстепеньпроизвольности, от спонтанных детских фантазий до длительных целеустремлённых поисков изобретателя. К непроизвольной деятельности Воображение относятсновидения, однако они могут детерминироваться заданной всостояниибодрствования целью; таковы известные примеры решения научных задач во сне.

Воображение развивается в процессе творческой деятельностипод влиянием общественныхпотребностей. Предпосылкой высокого развития Воображение является еговоспитание, начиная с детского возраста, через игры, учебные занятия, приобщение кискусству. НеобходимымисточникомВоображение является накопление разнообразного жизненного опыта, приобретение знаний и формирование убеждений.

Воображение – Всякое воспринятое впечатлениеоставляет известный след, который может возобновиться и тогда у нас появляетсявоспоминание. То, что появляется в нашем воспоминании, называетсяобразом. Термин образ в психологии употребляется не только для воспоминания зрительных впечатлений, но и для слуховых и др.; можно сказать: образ мелодии, осязательный образ известного осязательного впечатления. Образ есть копия впечатления, более или менее живая. Иногда он отличается крайней слабостью, бледностью в сравнении с действительным впечатлением, а иногда по живости приближается к реальному впечатлению. Способность воспроизведения впечатлений и есть то, что иные называют воображением воспроизводительным, в отличие от Воображение построительного. По исследованиям английского ученого Гальтона, способность воображения различна, смотря по расе.Возрасти пол также имеют значение: оно больше развито у детей, чем у взрослых, у женщин больше, чем у мужчин. Каждое чувство имеет соответствующие образы; есть, следовательно, зрительные, слуховые, осязательные, двигательные и проч. образы. В наших мыслительных процессах мы можем пользоваться или всеми видами образов, или прибегнуть к одному только виду.Существуют различные типы индивидуумов по отношению к их способности воображения. Киндифферентному типу относятся лица, у которых ни один вид образов не развит больше других. Когда они стараются припомнить какое-нибудь лицо, в их уме возникают форма и цвет фигуры также ясно, как и звуки его голоса; воспроизведение зрительных образов у них одинаково с воспроизведением слуховых образов; к зрительному типу относятся лица, которые в своих размышлениях употребляют по преимуществу зрительные образы. У других типов преобладают слуховые и двигательные образы. Один образ вызывается в нашем сознании другим на основании ассоциации. Основных законов ассоциации три. Во-первых, закон ассоциации по смежности, который так формулируется: образы, которые постоянно возникали вместе, связываются так тесно, что, когда впоследствии один из них возникает, то другие также стремятся возникнуть вместе с ним. Во-вторых, ассоциацияпосходству: один образ стремится вызвать другой с ним сходный (например, портрет вызывает образ оригинала). В-третьих, ассоциация по контрасту. Один образ стремится вызвать другой противоположный (богатство – бедность).

Воображение называется построительным, когда мы не просто воспроизводим образы в таком порядке, как мы их встречали в действительности, а в новой комбинации. Обыкновенно думают, что построительная способность или творчество присущи только художникам, поэтам; в действительности же это не так. Процесс, составляющий сущность воображения, входит в очень многие душевные процессы, а следовательно, присущ всем людям. Процессы построения могут быть подразделены на три главных отдела: во-первых, построение, способствующее познанию окружающих предметов (интеллектуальное воображение); во-вторых, практическое построение или изобретательность; в-третьих, построение, удовлетворяющее известным чувствам – эстетическое или художественное воображение. Процесс построения может быть подразделен на две стадии; первая из этих стадий состоит в воспроизведении образов прошлых впечатлений согласно законам ассоциации; затем образы употребляются в качестве материала для построения. Этот процесс напоминает процесс создания нового строения из старого материала. Старое строение разбивается, все бесполезное отбрасывается, выбирается полезное и подходящее, складывается в систематическом порядке и созидается новое строение. Построительная деятельность воображения ограничена опытом; она может только комбинировать то, что дано опытом; не существует абсолютно нового построения; величайший построительный гений не был бы в состоянии создать совершенно новый цвет. Эстетическое или художественное воображение отличается от других форм воображения только тем, что оно служит удовлетворению какого-нибудь чувства. Если в душе художника рождается известный художественный образ, то он должен соответствовать известному чувству. Если такого соответствия не оказывается, то образ должен быть видоизменяем до тех пор, пока художник не почувствует такого соответствия. Художественное построение сходно с обыкновенным построением в области мысли, с той только разницей, что оно контролируется чувством. Следует делать различие между силой построительного воображения и живостью его. Первая является признаком гения, вторая указывает только на способность построений, не отвечающих действительности, присуща детям и дикарям; смелость их построения зависит от неведения того, что возможно и что невозможно.

ЦЕЛЬ: научить обучающихся пользоваться мысленным экспериментом.

Рассказать о мысленных экспериментах Г.Галилея.

1. МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – это воображаемый опыт с идеальными объектами, благодаря которому закладываются и проясняются основания некоторой теоретической концепции или устанавливаются её пределы [ 22 ].

Мысленный эксперимент основывается, вообще говоря, на очевидности того или иного положения вещей. Например, можно считать очевидным тот факт, что два равновеликих груза будут уравновешивать равноплечий рычаг. То есть мы можем мысленно вообразить, что весы в этом случае останутся в покое.

Примером более сложного мысленного эксперимента может служить знаменитый мысленный опыт Галилея с равномерно движущимся кораблём. Галилей гордился тем, что проводя мысленные эксперименты с падением тел и др., он с большой достоверностью устанавливал факты физической реальности “не проделав ни ста испытаний, ни даже одного” [ 22 ].

РАССМОТРИМ ЗНАМЕНИТЫЙ ОПЫТ ГАЛИЛЕЯ С КОРАБЛЁМ.

Галилей говорит. Уединитесь с кем-либо из друзей в просторное помещение под палубой какого-нибудь корабля, запаситесь бабочками, мухами и другими летающими насекомыми. Пусть будет у вас также большой сосуд с водой и плавающими в нём маленькими рыбками; подвесьте наверху ведёрко, из которого вода будет падать капля за каплей в другой сосуд с узким горлышком, поставленный внизу. Пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте прилежно, как мелкие летающие насекомые с одной и той же скоростью движутся во все стороны помещения; рыбы, как вы увидите, будут плавать безразлично во всех направлениях; все падающие капли попадут в подставленный сосуд; и бросая какой-нибудь предмет, не придётся бросать его в одну сторону с большей силой, чем в другую, если расстояния будут одни и те же; и, если вы будете прыгать, отталкиваясь сразу двумя ногами, то сделаете прыжок на одинаковое расстояние в любом направлении. Прилежно наблюдайте всё это, хотя у вас не возникает никакого сомнения в том, что пока корабль стоит неподвижно, всё должно происходить именно так.

ЗАСТАВЬТЕ ТЕПЕРЬ КОРАБЛЬ ДВИГАТЬСЯ С ЛЮБОЙ СКОРОСТЬЮ РАВНОМЕРНО И БЕЗ КАЧКИ – во всех названных явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения и ни по одному из них не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно. Прыгая, вы переместитесь по полу на то же расстояние, что и раньше, и не будете делать больших прыжков в сторону кормы, чем в сторону носа, на том основании, что корабль быстро движется, хотя за то время, что вы будете в воздухе, пол под вами будет двигаться в сторону, противоположную вашему прыжку. Бросая какую-нибудь вещь товарищу, вы не должны будете бросать её с большей силой, когда он будет находиться на носу, а вы на корме, чем, когда ваше взаимное положение будет обратным. Капли, как и ранее будут падать в нижний сосуд, и ни одна не упадёт ближе к корме, хотя, пока капля находится в воздухе, корабль пройдёт некоторое расстояние. Рыбы в воде не с большим усилием будут плыть к передней, чем к задней стенке сосуда; настолько же проворно они бросятся к пище, положенной в какой угодно части сосуда.

Наконец, бабочки будут летать по-прежнему во всех направлениях, и никогда не случится того, чтобы они собрались у стенки, обращённой к корме, как если бы устали, следуя за быстрым движением корабля, от которого они были совершенно обособлены, держась долгое время в воздухе.

Если от капли зажжённого ладана образуется немного дыма, то видно будет, как он восходит вверх и держится на подобии облачка, двигаясь безразлично, в одну сторону не более, чем в другую. Причина СОГЛАСОВАННОСТИ ВСЕХ ЭТИХ ЯВЛЕНИЙ заключается в том, что движение корабля общё всем находящимся на нём предметам, также, как и воздуху.

Мысленный эксперимент с кораблём необычен по своей структуре. И это сказывается в самом стиле изложения. Галилей здесь ничего не изобретает. Им просто описаны явления, наблюдавшиеся и ранее бесчисленное множество раз.

Но, всматриваясь в общеизвестное, он видит то, что не было известно никому.

“Смотрите, говорит он, вот факт, знакомый каждому. Но этот факт, если взглянуть на него ”очами разума”, неопровержимо свидетельствует о том, как устроен мир в его основаниях“.

ТАКИМ ОБРАЗОМ: ЗАКОН ИНЕРЦИИ У ГАЛИЛЕЯ ПОЛУЧЕН МЫСЛЕННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТОМ.

Закон инерции гласит ТЕЛА СОХРАНЯЮТ ВЕЛИЧИНУ И НАПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТИ, КОГДА НА НИХ НЕ ДЕЙСТВУЕТ НИКАКИЕ СИЛЫ /ИЛИ ДЕЙСТВУЮТ УРАВНОВЕШЕННЫЕ СИЛЫ/.

Мысленный эксперимент может широко применяться в школьных исследованиях. Применение этого метода в школе целесообразно для изучения таких, например, процессов, как:

Равновесие тел на наклонной плоскости;

Действие жидкости в гидравлических машинах;

Процессах, действующих в законе сохранения энергии;

Применение мысленного эксперимента в школе помогает развивать мышление учеников., умение тщательно рассуждать.

Решите логическую задачу: требуется разлить пополам 8-литровое ведро воды, используя пустые бидоны 5-и и 3-х литров.

Растолкуйте выражение: “Люди знают что ХОРОШО, но делают что ПЛОХО” (Сократ).

Вопросы для закрепления материала.

1.В чём заключается ценность мысленного эксперимента для ученика?

2.Какой известный мысленный эксперимент провёл Галилей?

3.Что конкретное используется в мысленном эксперименте?

Мысленный эксперимент строится на основе чувственно­наглядного материала,
создания образных картин, но логическое обобщение предшествующего опыта субъекта
включается в эксперимент в качестве организующего начала. С его помощью происходит
упорядочение чувственного материала, его осмысление и необходимый отбор. Мысленный
эксперимент дает соответствующим образом переработанный наглядный, чувственный
материал.
Мысленный эксперимент является мыслительным процессом, в котором чувственные
и рациональные элементы находятся в диалектическом единстве и взаимопроникновении.
Именно единство чувственного и логического, наглядного образа и научной абстракции
составляет то необходимое условие, благодаря которому на основе мысленного
эксперимента нередко совершаются важные научные открытия.
Эвристическая ценность мысленного эксперимента заключается в том, что при
анализе чувственно­наглядного образа объекта исследования можно вскрыть в нем такие
стороны и свойства, такое содержание, которое еще не зафиксировано в понятийном
аппарате науки. С помощью наглядных образов можно совершать в голове идеальные
операции с предметами, не прибегая к действиям с самими предметами: делить их,
соединять между собой, выделять отдельные свойства, включать их в новые связи и так
далее.
Наглядные образы всегда неполно, приближенно отражают действительность. Эта
ограниченность ставит пределы познавательному значению оперирования этими образами и
обусловливает вероятностный характер выводов из мысленных экспериментов. Но пределы
эти, свою очередь, детерминируются уровнем теоретического и практического освоения
человеком исследуемой предметной области. Теория и практика обогащают смысловое,
семантическое содержание исходных образов, уточняют их.
В мысленном эксперименте необходимо в ряде случаев достигнуть максимальной
изоляции его элементов. Для чувственно­наглядных образов это почти не возможно
вследствие некоторой их неопределенности и расплывчатости. Поэтому логическая
структура эксперимента, словно сетка, накладывается на чувственные элементы, как бы
придавая им более четкие очертания. Логическая структура мысленного эксперимента
может и не осознаваться исследователем. Но она, несомненно, является тем фактором,
который синтезирует все элементы мысли в цельный творческий процесс.
Экспериментальный метод основан на единстве индукции и дедукции. Каждый
отдельный эксперимент ­ это единичный факт, некоторый материальный процесс,
осуществляющийся всегда в конкретной форме. Результаты всей серии приведенных
экспериментов используются как посылки индуктивного умозаключения. Последнее
обобщает все единичные факты, экстраполирует данные этого обобщения на весь класс
однородных с ними явлений и дает возможность сформулировать некоторую обобщающую
закономерность. В то же время индукция обычно постоянно дополняется дедукцией.
Результаты серии экспериментов постоянно интерпретируются в ходе исследования на
основе уже установленных общих принципов теории. Сложность логической структуры
реального эксперимента состоит в том, что индукция и дедукция здесь переплетаются
между собой. Однако преобладающее значение имеет индукция.

Мысленный эксперимент по своей логической структуре представляет собой
гипотетико­дедуктивное построение, так как наряду с основными посылками, истинность
которых установлена экспериментально или теоретически, в ходе исследования вводятся
гипотетические посылки. Последние находят большее или меньшее подтверждение в
процессе завершения всех звеньев преобразования исходного материала, причем в этом
процессе принимают участие чувственно­наглядные, оценочные и тому подобные
компоненты. В отличие от обычного дедуктивного рассуждения в этом творческом акте
происходит не вычленение информации, в скрытом, не явном виде содержащейся в
посылках, а получается новое знание, которое не содержалось в исходных положениях,
использованных в мысленном эксперименте. Именно гипотетико­дедуктивный характер
построения, т.е. введение в него гипотетических посылок с целью заполнения “белых
пятен”, стимулирует открытие новых свойств, сторон и отношений исследуемых объектов.
В структуре мысленного эксперимента можно выделить три основных элемента:
а) активную мысленную деятельность экспериментатора как познающего субъекта;
б) образ объекта исследования;
в) образ экспериментальных средств, с помощью которых реализуется связь
воображаемого субъекта познания с образом объекта исследования.
Степень схематизации системы связей и отношений объектов материальной
действительности в мысленном эксперименте такова, что субъект познания в нем
оказывается представленным неявно, а на первом плане остаются лишь образы объекта
исследования и экспериментальных средств.
Образ объекта исследования, формирующийся в процессе мысленного эксперимента,
выступает результатом не только непосредственного чувственного отражения, но и
абстрактного мышления. Благодаря этому характеристики объекта в мысленном образе
взаимосвязаны, что создает возможность замены конкретного объекта познания его
образом, а материального оперирования объектами и экспериментальными средствами ­
мысленным оперированием их образами. Благодаря цельности, конкретности и
относительной самостоятельности образа его можно соотносить и с такими объектами,
чьим непосредственным аналогом он не является. Оперируя таким самостоятельным
образом ­ представлением, можно вскрыть некоторые общие свойства изучаемых
предметов, то есть при помощи одного получить знание о других объектах.
Следовательно, в мысленном эксперименте непосредственный образ объекта может
одновременно стать опосредованным образом других объектов, а его исследование дает
новую информацию. В этом случае образ является идеальной моделью объекта, а
мысленный эксперимент ­ модельным.
Мысленный эксперимент есть целесообразная деятельность субъекта познания, а
целеполагание и воображение связаны между собой, первое с необходимостью
предполагает второе. Определить цель ­ значит мысленно предвосхитить результат
деятельности, что невозможно без предвосхищения и самой этой деятельности. Это значит,
что субъект способен фиксировать не только настоящее и прошлое объекта, но и отражать
его в процессе изменения. Эта особенность целеполагания является одновременно и
особенностью воображения, используемой в мысленном эксперименте. О том, что образ ­
модель объекта исследования в мысленном эксперименте является образом воображения,
свидетельствует так же и то, что в мысленном эксперименте имеющийся опыт оказывается
преобразованным в соответствии с целями исследования. Источником воображения в
мысленном эксперименте являются объекты материального мира; образ объекта

исследования (образ воображения) возникает не мгновенно, он формируется под влиянием
изменяющейся экспериментальной ситуации. Образ­модель как образ воображения всегда
нагляден, но объект отражается не непосредственно: происходит отрыв от “ситуационной
связанности”.
Иными словами, в мысленном эксперименте обеспечивается модельная наглядность
образа исследования. Это значит, что последний является своеобразным сплавом
чувственности и мышления. Чувственность в данном случае играет роль материала, из
которого при ведущей роли мышления строятся образы.
Роль воображения в ходе мысленного эксперимента велика. Но мысленный эксперимент
включает в себя и чисто логические формы познания, которые выходят за пределы
воображения. Функции воображения определяются той ролью, которую оно играет в
процессе преобразования наглядной ситуации. Само это “преобразование наглядной
ситуации в ходе мысленного эксперимента, ­ считает В.А.Штофф, ­ включает в себя
следующие операции: 1) построение по определенным правилам мысленной модели
подлинного объекта изучения; 2) построение по таким же правилам идеализированных
условий, воздействующих на модель, включая создание идеализированных “приборов”,
“инструментов”; 3) сознательное и планомерное изменение и относительно свободное
комбинирование условий и их воздействия на модель; 4) сознательное и точное применение
на всех стадиях мысленного эксперимента объективных законов и использование фактов,
установленных в науке, благодаря чему исключается абсолютный произвол, необузданная и
необоснованная фантазия