简化如何帮助我们更好地理解世界

一个女人坐在秋千上,吊在一个原子上

来源:©Pepe Serra/Ikon Images

理想化带着我们走遍世界,增进我们对所见事物的理解

无论科学家们是用数学方程、图形表示还是图表来描述世界,有一件事几乎总是如此:这其中涉及到某种程度的理想化。近年来,理想化的使用引起了哲学家们的注意。事实上,他们的工作不仅揭示了理想化在理解化学实践和教育方面的迷人作用,而且还揭示了化学世界本身。

什么是理想化?

通过理想化,哲学家们希望捕捉到科学家们想要描述的现象的某些特征被刻意忽视、简化或忽视的行为。在数学上描述物体运动时忽略摩擦的影响是理想化的典型例子。在化学中也有很多这样的例子。也许化学中理想化最著名的例子是原子和分子的图像表示,用静态结构描绘,没有考虑环境的影响(以及其他因素)。另一个例子是通过求解Schrödinger方程给出的原子和分子的数学描述。这个方程描述了一个原子或分子的性质,不考虑相对论效应,而且通常忽略了组成它的电子和原子核之间的一些相互作用。

哲学家们认为不同类型基于它们在科学中的形式和功能的理想化。1例如,科学家们经常通过扭曲所研究现象的某些特征来简化事物;澳门万博公司这种理想化被称为伽利略(受到伽利略的启发,他在他的工作中谈到了它们的价值)。这种类型的理想化在不容易解决的数学方程中尤其普遍。在这种情况下,科学家们扭曲了被检查系统的特定特征(通过扭曲特定的属性——比如它的质量或澳门万博公司摩擦力),以求解相关的方程并得到定量的结果。

科学家理想化的另一个原因是,这有助于他们理解和解释现象。例如,考虑一个分子在特定条件下在特定容器中的行为。如果考虑到这种情况的所有细节,就很难解释哪些因素在分子如何反应中起着最决定性的作用。因此,化学家通过忽略那些他们认为在分子行为中没有作用的特征或条件来理想化。澳门万博公司这些被称为亚里士多德的理想化2

基于此,我们不难看出,理想化的使用对科学如何表征和理解世界有着重要的影响。3.首先,从严格意义上讲,科学家从解理想方程中得到的结果是不正确的。因此,科学实践中的一个主要问题是,科学家使用的描述是否能产生足够准确的结果。如果这些结果是不可接受的,那么我们必须检查采用了什么样的理想化,这些理想化在多大程度上影响了相关描述的准确性,以及是否有可能通过添加一些最初被省略的细节来“去理想化”描述。

其次,理想化的使用极大地改变了我们理解科学的方式。科学的形象是寻找唯一正确理论的实践,这与科学的实际情况相去甚远。4相反,他们采用了一系列不同的模型,每一种模型都有不同的理想化,服务于不同的目的。有些模型被使用是因为它们能准确预测某些属性;有的被使用是因为它们解释得很好;而其他的则是首选的,因为它们足够通用,可以捕获一组不同的系统。所以,特定理想化的选择是由相关描述应该服务的目标决定的。

这是否意味着化学是错误的?

哲学家们经常从中得出一个有趣的结论:科学不仅仅是为了寻找真理。事实上,理想化的使用产生了影响哲学家如何评价科学理论他们如何真实地描述这个世界。

一些人认为,理想化的使用至少应该让我们怀疑我们相信自己理论的真实程度。根据这种观点,理想化的使用破坏了我们必须相信我们的理论正确地代表了世界的基础。相反,我们的科学描述的价值主要在于它们在解释、预测和操纵我们周围的事物时是多么有用。

另一些人接受理想化使我们的描述严格来说是错误的,但仍然相信这些描述正确地告诉我们关于世界。尽管使用了理想化的方法,但我们的理论是根据我们拥有的最好的经验手段进行评估的,并满足一定的标准,以便被认为是可接受的。因此,人们不应该忽视科学理论是世界的忠实代表。

最后,一些哲学家认为,通过理想化,我们可以掌握世界的实际情况。通过省略在系统行为中起最小作用的细节,理想化的描述只能成功地识别那些与系统行为有因果关系的特征。澳门万博公司5在这种背景下,理想化不仅帮助我们描述一个复杂的世界;它们是使我们能够准确了解世界特定部分如何运作的手段。