В мысленном эксперименте необходимо в ряде случаев достигнуть максимальной изоляции его элементов. Для чувственно-наглядных 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 гипотетико-дедуктивное 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 чувственно-наглядные, 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 гипотетико-дедуктивный 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. Образ-модель 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”. [19]

Мысленный эксперимент и наглядное моделирование

Мысленный эксперимент обязательно связан с созданием наглядных моделей некоторых объектов и процессов изменения этих объектов. Воображение в ходе данной формы познания протекает своеобразно, что обусловлено особым содержанием процедур наглядного моделирования.

Достаточно часто воображаемая модель реального объекта выступает как модель явления, подвергаемого влиянию со стороны субъекта. В ходе реального эксперимента субъект ставит объект исследования в искусственные условия. Реальный эксперимент предполагает изменения, происходящие в зависимости от действий субъекта. Эта черта реального эксперимента находит свое отражение и в мысленном эксперименте, где изменения модели как бы воплощают влияние на них субъекта. При этом познавательное значение сохраняют такие модели, где изменения в них соответствуют объективным законам. В том случае, если эти изменения принципиально не согласуются с объективными законами, наглядные преобразования теряют черты объективных моделей.