logo
Вся Наука

Аналогия между радиоактивным распадом и ослаблением потока ионизирующего излучения

Радиоактивный распад

Ослабление потока ионизирующего излучения

t = 0, следовательно N=N0; A=A0; I = I0

(начальные условия)

l = 0, следовательно Ф = Ф0

(начальное условие)

t↑; растущий экстенсивный фактор, «течение» времени

l↑; растущий экстенсивный фактор, глубина проникновения потока излучения вглубь тела

N≤N0; A≤A0; I≤I0

Ф Ф0

λ, интенсивный параметр

µ, интенсивный параметр

Явление: распад (убыль атомов данного вида из первоначального множества в образце)

Явление: ослабление потока (убыль частиц в потоке вследствие поглощения и рассеяния)

Статистическая интерпретация параметра λ, предложенная Швейдлером: «вероятность распада атома в коллективе N0 в единицу времени»

Вывод по аналогии, интерпретация параметра µ: «вероятность выхода частицы из потока Ф0 на единице длины (глубины проникновения в образец облучаемого тела)

Нужно различать аналогию как понятие, выражающее фактическое (видимое) отношение сходства между разными объектами, процессами, ситуациями, проблемами и аналогию как особую логическую форму умозаключения. В формальной логике основные приемы умозаключений – дедукция, индукция и абдукция – таковы, что в них классы предметов, к которым относятся посылки и заключения, совместимы. Но существует и другой тип выводов, где объекты, к которым относятся посылки и заключения, различны. Это и есть вывод по аналогии, умозаключение, в котором вывод относится к другому предмету (объекту, явлению, процессу), чем тот, о котором говорится в посылке.

Схематически это выглядит так:

A имеет признаки a, b, c, d

B имеет признаки a, b, c

____________________________

Вероятно, что B имеет признак d

В заключении по аналогии фигурирует именно термин «вероятно», а не «следовательно». Как говорят французы, – аналогия не доказательство. Тем не менее, аналогия, будучи продуктивным приемом развития знания, продолжает выполнять конструктивную роль и на таком этапе эволюции науки, когда объекты рассмотрения и выводов имеют гораздо менее наглядный характер, чем в разделах классического естествознания, например, в теории элементарных частиц.

Так, на заре атомной физики отношения внутри атома были уподоблены отношениям в солнечной системе, что облегчало восприятие идей Резерфорда и затем Бора («планетарная модель»). При этом электроны рассматривались как аналоги планет, а ядро выступало подобием Солнца. Сейчас, конечно, никто так не воспринимает строение атомов, но даже до сих пор это уподобление выполняет положительную дидактическую функцию при формировании ориентировочных естественнонаучных знаний в особенности у людей с гуманитарным складом ума, которые всегда нуждаются в образном представлении объектов и систем (абстракции они воспринимают с трудом).

Еще один пример. После того, как английский физик-теоретик Поль Адриен Морис Дирак (1902-1984) на основании теоретического анализа предложенного им релятивистского уравнения предсказал существование аналога электрона – элементарной частицы, обладающей свойствами, общими с электроном, но имеющей положительный заряд, которую назвали позитроном. После этого были предсказаны и экспериментально обнаружены и другие аналоги элементарных частиц – антипротоны, антинейтроны, антимезоны и др.

Аналогия тесно связана с приемами обобщения, без чего невозможно представить себе небольшое, обозримое число теорий, содержащих не увеличивающийся перечень частных формализованных закономерностей, но, напротив, некоторое скромное их число; причем логическая простота формулировок этих законов сочетается с универсальностью их применения. В этом отношении проявляется роль обобщения как одного из общенаучных методов.

В большинстве словарей обобщением называют логический прием, с помощью которого выявляются общие свойства и признаки предметов и явлений; осуществляется переход от понятий, имеющих меньший объем, к понятиям, имеющим больший объем и переход на более высокий уровень абстракций. Обобщение движется от отдельных фактов и событий к их выражению в мыслях, от одной мысли (суждения) к другой, более общей; ведет к возникновению новых научных понятий, законов, категорий. При этом обобщение выступает как прием методологии науки одновременно и совместно с анализом, синтезом, абстрагированием, идеализацией и индукцией.

Процессы интеграции науки тесно связаны с приемами обобщения. Такая интеграция воздействует на развитие способности человека «…уловить сходство и провести параллели между фактами и встать на новую, более глубокую точку зрения, объединяя разрозненные элементы знания в единую систему» (Курант Р. Математика в современном мире. М.: Мир, 1967. С. 17). Так, французский физик, создатель первой теории магнетизма Андре Мария Ампер (1775-1836) еще рассматривал электричество и магнетизм как различные, абсолютно отграниченные феномены. Но уже Фарадею удалось связать воедино ряд опытных фактов и дать им остроумное толкование; в частности, именно Фарадей ввел в научный лексикон понятие поля. Позже на основании работ этих великих предшественников английский физик Джеймс Максвелл (1831-1879) предложил предельно формализованное учение об электромагнетизме, создал теорию электромагнитного поля, что позволило Генриху Рудольфу Герцу (1857-1894), немецкому физику, экспериментально обнаружить существование электромагнитных волн.

Таким образом, именно обобщение позволяет освобождать естественные науки от дисциплинарной нечеткости, когда предметы наук либо не выделены с достаточной основательностью, либо в межпредметных взаимоотношениях не выявлены связи, которые могут поднять теоретический уровень каждой отдельной науки. Если еще в середине прошлого века физика элементарных частиц представляла собой «лоскутное одеяло», то уже к 80-м годам была создана единая теория, в которой все взаимодействия – сильное, слабое и электромагнитное – возникают из единого принципа локальной симметрии. «Теория, которой мы располагаем – это цельное произведение искусства. Лоскутное одеяло превратилось в гобелен» (см. Глэшоу Ш. На пути к объединенной теории. Успехи физ. наук, 1980, т. 132, вып. 2, С. 219.)

Вот еще один пример – из биологии. Современное эволюционное учение (теория эволюции) – это синтетическая теория, наука о причинах, движущих силах, механизмах и общих закономерностях эволюции живых организмов. Если не касаться первоначальных представлений об этом процессе, то открытие Чарльзом Дарвином (1809-1882) движущих сил эволюции организмов – борьбу за существование и вытекающий из нее естественный отбор, – положило начало науке о развитии живых организмов. В последующем, начиная с исследований Г. Менделя, развивавшаяся генетика и учение об изменчивости как о свойстве организмов существовать в различных формах, а также мутационная теория позволили представить это многоплановое развитие эволюционной мысли в виде новой области обобщенного знания – эволюционной биологии (см., например, Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука, 1977.)