Воображение и наглядное моделирование

   Существует мнение, что наглядное моделирование - это воображение в сфере научного познания. Но функции воображения в научном познании не исчерпываются только построением наглядных моделей. Воображение активно проявляется и в мысленном эксперименте, который включает в качестве своего компонента моделирование, но не сводится к нему. Однако создание наглядных моделей - важнейшая функция воображения в процессе научного познания. Понятие модели. Типы моделей    Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте.
   Все модели можно разделить на два типа: материальные модели и идеальные (мысленные, воображаемые) модели. Те и другие связаны друг с другом. Идеальная, или мысленная, воображаемая модель может быть прототипом материальной модели, как ее план, предваряющий создание некоторого образца. В свою очередь материальная модель может послужить основанием для переформирования идеального содержания и создания идеальной модели. Воображаемая модель и воображаемое представление    Под мысленной (воображаемой) моделью понимается такая умственная деятельность, в которой воедино слиты чувственный образ воображения, сформированный с исследовательской задачей, и научная абстракция. Поскольку воображаемые модели относятся к классу образов воображения, они обладают некоторыми общими признаками. Сюда относятся такие свойства, как преобразование образа в наглядном плане, формирование образа, который частично или полностью не наблюдаем и который соответствует определенным задачам деятельности или познания.
   Но не всякое научное представление, которое является продуктом деятельности воображения, может быть отнесено к воображаемым моделям. Воображаемая модель характеризуется специфическими особенностями, связанными с ее замещающими функциями. Воображаемая модель в науке выступает обязательно как средство исследования, служащее приобретению новых знаний. Объект выступает в качестве модели лишь постольку, поскольку он соотносим с моделируемым явлением, представляет его и служит средством его познания.
   Наглядные представления, выступающие в функции воображаемой модели, формируются из нескольких операций. Важнейшими процедурами являются операции абстрагирования и обобщения, анализа и синтеза, которые вырастают на базе практической деятельности и тесно связаны с опосредующей ролью слова, осуществляющего единство представлений с понятием. Абстрагирование и обобщение, анализ и синтез в представлении не всегда ведут к созданию воображаемой модели; результатом этих функций может быть наглядное обобщенное представление (дерево, дом и так далее).
   Воображаемая модель не есть результат каких-либо специфических операций, отличных от тех, которые применяются при выработке воображаемых представлений. Как воображаемая модель, так и воображаемое представление - продукт одних и тех же форм деятельности. Особенность наглядных представлений выступать в модельной функции зависит от специфики его отношения к какому-то кругу явлений. Будучи сформировано как результат отражения объекта, наглядное представление может быть сопоставлено с такими явлениями, которые прямо объектом данного представления не выступают, хотя и обладают определенным сходством с ним. Представление выступает в качестве воображаемой модели лишь при условии реализации им функции замещения, репрезентации, то есть функции, которая является абсолютно необходимой для всякой модели. Оно (представление) формируется субъектом для решения познавательной задачи для опосредованного изучения объектов, когда их непосредственное исследование затруднено или невозможно. Такого рода функция может возникнуть лишь при условии мысленных сопоставлений представлений с объективными явлениями. В представлении, взятом само по себе, нет модельной соотнесенности; она возникает из того употребления, которое приобретает представление в ходе умственной деятельности субъекта.
   Реализация модельной функции наглядных представлений обязательно требует их внешнего выражения в каких-то материальных средствах (схема, чертежах, изображениях) , благодаря чему они становятся общедоступными и коммуникабельными. Если в функции модели выступает наглядное представление, то оно должно быть доступно другим людям и доступно в той форме, в какой оно существует для индивида. В том случае, когда для выражения наглядной модели используются языковые средства, они должны не просто передать какое-то мысленное содержание, но и обязательно выразить наглядную форму модельного представления через описание.
   Модельность наглядного представления, его репрезентативность связана с его гипотетичностью и зависит от того, насколько посредством мышления субъект соотносит данное представление с некоторым явлением.
   Наглядность не сводится ни непосредственно к наблюдаемости, ни к воспроизведению результатов наблюдения. Воспроизводить можно лишь то, что было наблюдаемо. Наглядность неразрывно связана и с конструированием воображаемых моделей из данных чувственного опыта, из чувственных элементов при ведущей роли мышления. Она (наглядность) выступает необходимым компонентом отображения внутренних структур, которые принципиально недоступны органам чувств. По отношению к этим сторонам объекта конструируемые наглядные представления являются моделями, так как создаваемый образ воспроизводит черты явления в иной форме, чем та, которая есть у самого объекта. Наглядное представление несет функцию замещения, репрезентации. Специфическая особенность воображаемых моделей при отражении наблюдаемых структур состоит в том, чтобы выделить в объекте некоторые элементы и с их помощью воссоздать характер внутреннего строения объекта.
   Примером воображаемых моделей могут быть модели элементарных частиц, в частности модели атома и составляющих его компонентов. Известно, что элементарные частицы обладают особой природой. Эта особенность заключается в том, что данные частицы одновременно обладают и корпускулярными и волновыми свойствами. При этом согласно принципу неопределенности Гейзенберга, чем более определенным является импульс частицы, ее энергетические свойства, тем менее определенным является ее координата, то есть положение в пространстве. И наоборот, большая определенность координаты связана с меньшей определенностью импульса. Противоречивая природа элементарных частиц поставила перед исследователями проблему их наглядного моделирования. Некоторые физики видели выход в том, чтобы отказаться от принципа наглядности. Однако принцип наглядности остается необходимым в познании. Он определяется рядом обстоятельств.
   Наглядная (воображаемая) модель является средством соотнесения логического знания с объектом. В современной физике значительно увеличилась доля математических средств, особенно при исследовании квантово-механических явлений. Поскольку объект предстает здесь в форме математических уравнений и возможности его наблюдения сильно ограничены, порождается тенденция к отрицанию объективной реальности микроявлений. Наглядная модель и выступает как заместитель реального объекта , и служит средством сопоставления математических формул с объективной действительностью.
   Наглядные (воображаемые) модели служат фактором развития теории. Моделируя область каких-то новых явлений, наблюдаемых нами, мы как бы “перекидываем мостик” от существующей теории к новой, то есть воображение функционирует как средство переноса знания из одной области на другую.