Get Adobe Flash player
Главная КСЕ Общая характеристика методов научного познания природы

Общая характеристика методов научного познания природы

Скачать

Содержание

Введение                                                                      3

Глава 1 Общенаучные методы эмпирического познания      5

1.1 Наблюдение                                                            5

1.2 Эксперимент                                                           7

1.3 Измерение                                                              8

Глава 2 Общенаучные методы теоретического познания    11

2.1 Абстрагирование. Восхождение от абстрактного

к конкретному         11

2.2 Идеализация. Мыслительный эксперимент                 12

2.3 Индукция и дедукция                                             14

Глава 3 Общенаучные методы, применяемые

 на эмпирическом

и теоретическом уровнях познания                               18

3.1 Анализ и синтез                                                    18

3.2 Анализ и моделирование                                        19

Заключение                                                              25

Список использованной литературы                            26

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Понятие метод (от греческого слова «методос» — путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций прак­тического и теоретического освоения действительности.

Метод вооружает человека системой принципов, тре­бований, правил, руководствуясь которыми он может дос­тичь намеченной цели. Владение методом означает для че­ловека знание того, каким образом, в какой последователь­ности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач, и умение применять это знание да практике.

Учение о методе начало развиваться еще в науке Нового времени. Ее представители считали правильный метод ори­ентиром в движении к надежному, истинному знанию. Так, видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте.

Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т. е. по широте применимости в процессе научного исследования.

Всеобщих методов в истории познания известно два; диалектический и метафизический. Это общефилософские методы. Метафизический метод с середины XIX века на­чал все больше и больше вытесняться из естествознания диалектическим методом.

Вторую группу методов познания составляют общена­учные методы, которые используются в самых различных областях науки, т. е. имеют весьма широкий, междисцип­линарный спектр применения. Классификация общенауч­ных методов тесно связана с понятием уровней научного познания.

К третьей группе методов научного познания относятся методы, используемые только в рамках исследований какой-то конкретной науки или какого-то конкретного явления. Такие методы именуются частнонаучными. Каждая частная наука (биология, химия, геология и т. д.) имеет свои специфические методы исследования.

При этом частнонаучные методы, как правило, содер­жат в различных сочетаниях те или иные общенаучные методы познания. В частнонаучных методах могут присутство­вать наблюдения, измерения, индуктивные или дедуктив­ные умозаключения и т. д. Характер их сочетания и исполь­зования находится в зависимости от условий исследования, природы изучаемых объектов. Таким образом, частнонауч­ные методы не оторваны от общенаучных. Они тесно связа­ны с ними, включают в себя специфическое применение общенаучных познавательных приемов для изучения конкрет­ной области объективного мира.

Частнонаучные методы связаны и со всеобщим, диа­лектическим методом, который как бы преломляется через них. Например, всеобщий диалектический принцип раз­вития проявился в биологии в виде открытого Ч. Дарвином естественно исторического закона эволюции животных и растительных видов.

К сказанному остается добавить, что любой метод сам по себе еще не предопределяет успеха в познании тех или иных сторон материальной действительности. Важно еще умение правильно применять научный метод в процессе по­знания


ГЛАВА 1 ОБЩЕНАУЧНЫЕ МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ

 

1.1 Наблюдение

Наблюдение есть чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира. Это — исходный метод эмпири­ческого познания, позволяющий получить некоторую пер­вичную информацию об объектах окружающей действительности.

Познание начинается с наблюдения. Наблюдение есть чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира. Наблюдение — это целенаправленное изучение предметов, опирающе­еся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущение, восприятие, представление. Это — исход­ный метод эмпирического познания, позволяющий получить не­которую первичную информацию об объектах окружающей дей­ствительности.

Научное наблюдение характеризуется рядом особенностей. Во-первых целенаправленностью ведь наблюдение должно вестись для решения поставленной задачи исследования, а внимание наблю­дателя фиксироваться только на явлениях, связанных с этой задачей. Во-вторых планомерностью, поскольку наблюдение должно проводиться строго по плану. В-третьих активностью - исследователь должен активно искать, выде­лять нужные ему моменты в наблюдаемом явлении, привлекая для этого свои знания и опыт.

При наблюдении отсутствует деятельность, направленная на преобразование, изменение объектов познания. Это обусловливается рядом обстоятельств: недоступностью этих объектов для практического воздействия (например, наблюде­ние удаленных космических объектов), нежелательностью, ис­ходя из целей исследования, вмешательства в наблюдаемый процесс (фенологические, психологические и др. наблюдения), отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных возможностей постановки экспериментальных исследований объектов познания.

Научные наблюдения всегда сопровождаются описанием объекта познания. С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр, принимая тем самым форму, удобную для дальнейшей рациональной обработки. Важно, чтобы понятия, используемые для описа­ния, всегда имели четкий и однозначный смысл. При развитии науки и изменении ее основ преобразуются средства описания, часто создается новая система понятий.

По способу проведения наблюдения могут быть непосредствен­ными и опосредованными. При непосредственных наблюдениях те или иные свойства, стороны объекта отражаются, воспринимаются органами чувств человека. Известно, что наблюдения положения планет и звезд на небе, проводившиеся в течение более двадца­ти лет Тихо Браге явились эмпирической основой для открытия Кеп­лером его знаменитых законов. Чаще всего на­учное наблюдение бывает опосредованным, т. е. проводится с использованием тех или иных технических средств. Если до начала XVII в. астрономы наблюдали за небесными телами невооруженным глазом, то изобретение Галилеем в 1608 году оптического телескопа подняло астрономи­ческие наблюдения на новую, гораздо более высокую ступень. А создание в наши дни рентгеновских телескопов и вывод их в космическое пространство на борту орбитальной станции позволило проводить наблюдения за такими объектами Вселенной как пульсары и квазары.

Развитие современного естествознания связано с повышени­ем роли так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо на­блюдаться ни с помощью органов чувств человека, ни с помо­щью самых совершенных приборов. Например, при изучении свойств заряжен­ных частиц с помощью камеры Вильсона эти частицы воспри­нимаются исследователем косвенно — по видимым треков, состоящих из множества капелек жидкости.

Из всего вышесказанного следует, что наблюдение яв­ляется весьма важным методом эмпирического познания, обеспечивающим сбор обширной информации об окружаю­щем мире. Как показывает история науки, при правиль­ном использовании этого метода он оказывается весьма пло­дотворным.

 

1.2. Эксперимент

Эксперимент более сложный метод эмпирического позна­ния по сравнению с наблюдением. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие иссле­дователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искус­ственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов. В общей структуре научного исследования эксперимент занимает особое место. Именно эксперимент является связу­ющим звеном между теоретическим и эмпирическим этапами и уров­нями научного исследования.

Некоторые ученые утверждают, что умно продуманный и мастерски поставленный эксперимент выше теории, ведь теория, в отличии от опыта , может быть напрочь опровергнута.

Эксперимент включает в себя с одной стороны наблюдение и измерение, с другой обла­дает рядом важных особенностей. Во-первых, эксперимент позволяет изучать объект в «очи­щенном» виде, т. е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. Во-вторых, в ходе эксперимента объект может быть постав­лен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, т. е. изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях или, наоборот, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п. В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор мо­жет вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. В-четвертых, важным достоинством многих экспериментов является их воспроизводимость. Это означает, что условия экс­перимента могут быть повторены столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий. Так, научный эксперимент предполагает наличие чет­ко сформулированной цели исследования. Эксперимент базируется на каких-то исходных теоретических положениях. Эксперимент требует определенного уровня развития технических средств познания, необходимого для его реализации. И наконец он должен проводиться людьми, имеющими достаточно высо­кую квалификацию.

По характеру решаемых проблем экс­перименты подразделяются на исследовательские и проверочные. Исследовательские эксперименты дают возможность обнару­жить у объекта новые, неизвестные свойства. Результатом та­кого эксперимента могут быть выводы, не вытекающие из имев­шихся знаний об объекте исследования. Примером могут слу­жить эксперименты, поставленные в лаборатории Э. Резерфорда, которые при­вели к обнаружению ядра атома. Проверочные эксперименты служат для проверки, подтвер­ждения тех или иных теоретических построений. Например, суще­ствование целого ряда элементарных частиц (позитрона, нейт­рино и др.) было вначале предсказано теоретически, и лишь позднее они были обнаружены экспериментальным путем. Эксперименты можно разделить на качественные и количествен­ные. Качественные эксперименты позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты устанавливают точные количественные зави­симости. Как известно, связь между электрическими и магнитными явлениями была впервые открыта датским физиком Эрстедом в результате чисто качественного эксперимента (поместив магнит­ную стрелку компаса рядом с проводником, через который про­пускался электрический ток, он обнаружил, что стрелка откло­няется от первоначального положения). После последовали количественные эксперименты французских ученых Био и Савара, а также опыты Ампера, на основе которых была выведена ма­тематическая формула. По области научного знания, в которой ставиться эксперимент, различа­ют естественнонаучный, прикладной и социально-экономичес­кий эксперименты.

1.3 Измерение

Большинство научных экспериментов и наблюдений включает в себя проведение разнообразных измерений. Из­мерение — это процесс, заключающийся в определении ко­личественных значений тех или иных свойств, сторон изу­чаемого объекта, явления с помощью специальных техни­ческих устройств.

Огромное значение измерений для науки отмечали мно­гие видные ученые. Например, Д. И. Менделеев подчер­кивал, что «наука начинается с тех пор, как начинают из­мерять». А известный английский физик В. Томсон (Кель­вин) указывал на то, что «каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить».

Научные эксперименты и наблюдения как правило вклю­чает в себя проведение разнообразных измерений. Измерение - это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.

В основе операции измерения лежит сравнение. Чтобы провести сравнение нужно определить единицы измерения величины. В науке сравнение выступает также как сравнительный или сравни­тельно-исторический метод. Первоначально возникший в филоло­гии, литературоведении, он затем стал успешно применяться в пра­воведении, социологии, истории, биологии, психологии, истории ре­лигии, этнографии и других областях знания. Возникли целые отрасли знания, пользующиеся этим методом: сравнительная анатомия, срав­нительная физиология, сравнительная психология и т.п. Так, в срав­нительной психологии изучение психики осуществляется на основе сравнения психики взрослого человека с развитием психики у ребен­ка, а также животных.

Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, ис­пользующих определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений имеются в виду явления, которые положены в основу измерений.

Измерения подразделяют на статические и динамические. К статическим измерениям относят измерение размеров тел, постоянного давле­ния и т. п. Примерами динамических измерения является из­мерение вибрации, пульсирующих давлений и т. п. По способу получения результатов различают измерения пря­мые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение из­меряемой величины получается путем непосредственного срав­нения ее с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений. Например, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и пло­щади поперечного сечения. Косвенные измерения широко ис­пользуются в тех случаях, когда искомую величину невозмож­но или слишком сложно измерить непосредственно.

С течением времени с одной стороны совершенствуются существующие измери­тельные приборы, с другой внедряются новые измерительные устройства. Так развитие квантовой физики суще­ственно повысило возможности измерений с высокой степенью точности. Использование эффекта Мессбауэра позволяет создать прибор с разрешающей способностью порядка 10-13 процента измеряе­мой величины. Хорошо развитое измерительное приборостроение, разнооб­разие методов и высокие характеристики средств измерения спо­собствуют прогрессу в научных исследованиях.

 

ГЛАВА 2 Общенаучные методы теоретического познания

 

2.1 Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному

В процессе абстрагирования происходит отход от чувственно воспринимаемых конкретных объектов к абстрактным представлениям о них. Абстрагирование зак­лючается в мысленном отвлечении от каких-то менее суще­ственных свойств, сторон, признаков изучаемого объекта с одновременным выделением, формированием одной или несколь­ких существенных сторон, свойств, признаков этого объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией.

Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность. Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных представлений об изучаемых явле­ниях к формированию определенных абстрактных, теоретичес­ких конструкций, отражающих сущность этих явлений, лежит в основе развития любой науки.

Поскольку конкретное есть совокупность множества свойств, сто­рон, внутренних и внешних связей и отношений, его невозмож­но познать во всем его многообразии, оставаясь на этапе чув­ственного познания, ограничиваясь им. Поэтому и возникает потребность в теоретическом осмыслении конкретного, которое принято называть восхождением от чувственно-конкретного к абстрактному. Однако формирование научных абстракций, общих теоретичес­ких положений не является конечной целью познания, а пред­ставляет собой только средство более глубокого, разносторонне­го познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее дви­жение познания от достигнутого абстрактного вновь к конкретному. Получаемое на этом этапе исследования логически-конкретное будет качественно иным по сравнению с чувственно-конкретным. Логически-конкретное есть теоретически воспроизведенное в мышлении исследователя конкретное во всем богатстве его содержания. Оно содержит в себе уже не только чувственно воспринимае­мое, но и нечто скрытое, недоступное чувственному восприя­тию, нечто существенное, закономерное, постигнутое лишь с помощью теоретического мышления, с помощью определенных абстракций.

Метод восхождения от абстрактного к конкретному приме­няется при построении различных научных теорий и может использоваться как в общественных, так и в естественных науках. Например, в теории газов, выделив основные законы идеального газа — уравнения Клапейрона, закон Авогадро и т. д., исследователь идет к конкретным взаимодействиям и свойствам реальных газов, характеризуя их существенные стороны и свой­ства. По мере углубления в конкретное вводятся все новые абст­ракции, которые выступают в качестве более глубокого ото­бражения сущности объекта. Так, в процессе развития теории газов было выяснено, что законы идеального газа характеризуют поведение реальных газов только при небольших давлениях. Учет этих сил привел к формулировке закона Ван-дер-Ваальса.

Изложенное здесь восхождение от абстрактного к конк­ретному характеризует общую направленность научно-теоре­тического познания, имеющего целью переход от менее со­держательного к более содержательному знанию. Другими словами, исследователь получает в результате целостную кар­тину изучаемого объекта во всем богатстве его содержания.

 

2.2 Идеализация. Мысленный эксперимент

Мысленная деятельность исследователя в процессе на­учного познания включает в себя особый вид абстрагирова­ния, который называют идеализацией. Идеализация пред­ставляет собой мысленное внесение определенных измене­ний в изучаемый объект в соответствии с целями исследо­ваний.

Идеализация представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучае­мый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, ис­ключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, призна­ки объектов. Так, широко распространенная в механике идеа­лизация - материальная точка подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения, самых разнообразных материальных объектов от атомов и молекул и до планет Солнечной системы. При идеализации объект может наделяться какими-то особыми свойствами, в реальной действительности неосуществи­мыми. Примером может служить введенная путем идеализа­ции в физику абстракция, известная под названием абсолютно черного тела. Это тело наделяется несуществующим в приро­де свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя.

Идеализация целесообразна тогда, когда подле­жащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математичес­кого, анализа. Идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства объекта, которые затемняют сущность протекающих в нем про­цессов. Сложный объект представляется в «очищенном» виде, что облегчает его изучение.

В качестве примера мож­но указать на три разных понятия «идеального газа», сформи­ровавшихся под влиянием различных теоретико-физических представлений: Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна и Фер­ми-Дирака. Однако полученные при этом все три варианта иде­ализации оказались плодотворными при изучении газовых со­стояний различной природы: идеальный газ Максвелла-Больц­мана стал основой исследований обычных молекулярных разре­женных газов, находящихся при достаточно высоких темпера­турах; идеальный газ Бозе-Эйнштейна был применен для изу­чения фотонного газа, а идеальный газ Ферми-Дирака помог решить ряд проблем электронного газа.

Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеа­лизированным объектом, которое заключается в мысленном подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. Всякий реальный экспе­римент, прежде чем быть осуществленным на практике, снача­ла проделывается исследователем мысленно в процессе обду­мывания, планирования. В научном познании могут быть случаи, когда при исследо­вании некоторых явлений, ситуаций, проведение реальных экс­периментов оказывается вообще невозможным. Этот пробел в познании может восполнить только мысленный эксперимент.

Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы совре­менного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей. История развития физики богата фактами использования мыс­ленных экспериментов. Примером могут служить мысленные эксперименты Галилея, приведшие к открытию закона инерции.

Основное положительное значение идеализации как ме­тода научного познания заключается в том, что получаемые на ее основе теоретические построения позволяют затем эф­фективно исследовать реальные объекты и явления. Упро­щения, достигаемые с помощью идеализации, облегчают создание теории, вскрывающей законы исследуемой облас­ти явлений материального мира. Если теория в целом пра­вильно описывает реальные явления, то правомерны и по­ложенные в ее основу идеализации.

 

2.3 Индукция и дедукция

Индукция (от лат. Inductio — наведение, побуждение) есть метод познания, основывающийся на формальнологи­ческом умозаключении, которое приводит к получению об­щего вывода на основании частных посылок. Другими сло­вами, это есть движение нашего мышления от частного, единичного к общему.

Индукция широко применяется в научном познании. Обнаруживая сходные признаки, свойства у многих объек­тов определенного класса, исследователь делает вывод о присущности этих признаков, свойств всем объектам дан­ного класса. Например, в процессе экспериментального изучения электрических явлений использовались проводники тока, выполненные из различных металлов. На основании многочисленных единичных опытов сформировался общий вывод об электропроводности всех металлов. Наряду с дру­гими методами познания, индуктивный метод сыграл важ­ную роль в открытии некоторых законов природы (всемир­ного тяготения, атмосферного давления, теплового расши­рения тел и др.).

Индукция, используемая в научном познании (научная индукция), может реализовываться в виде следующих ме­тодов:

1. Метод единственного сходства (во всех случаях наблю­дения какого-то явления обнаруживается лишь один общий фактор, все другие — различны; следовательно, этот един­ственный сходный фактор есть причина данного явления).

2. Метод единственного различия (если обстоятельства возникновения какого-то явления и обстоятельства, при которых оно не возникает, почти во всем сходны и разли­чаются лишь одним фактором, присутствующим только в первом случае, то можно сделать вывод, что этот фактор и есть причина данного явления).

3. Соединенный метод сходства и различия (представ­ляет собой комбинацию двух вышеуказанных методов).

4. Метод сопутствующих изменений (если определен­ные изменения одного явления всякий раз влекут за собой некоторые изменения в другом явлении, то отсюда вытека­ет вывод о причинной связи этих явлений).

5. Метод остатков (если сложное явление вызывается многофакторной причиной, причем некоторые из этих фак­торов известны как причина какой-то части данного явле­ния, то отсюда следует вывод: причина другой части явле­ния — остальные факторы, входящие в общую причину этого явления).

Родоначальником классического индуктивного метода познания является Ф. Бэкон. Но он трактовал индукцию чрезвычайно широко, считал ее важнейшим методом от­крытия новых истин в науке, главным средством научного познания природы.

На самом же деле вышеуказанные методы научной ин­дукции служат главным образом для нахождения эмпири­ческих зависимостей между экспериментально наблюдае­мыми свойствами объектов и явлений. В них систематизи­рованы простейшие формальнологические приемы, кото­рые стихийно использовались учеными-естествоиспытателя­ми в любом эмпирическом исследовании. По мере разви­тия естествознания становилось все более ясным, что мето­ды классической индукции далеко не играют той всеохваты­вающей роли в научном познании, которую им приписыва­ли Ф. Бэкон и его последователи вплоть до конца XIX века.

Такое неоправданно расширенное понимание роли ин­дукции в научном познании получило наименование всеин-дуктивизма. Его несостоятельность обусловлена тем, что индукция рассматривается изолированно от других методов познания и превращается в единственное, универсальное средство познавательного процесса. С критикой всеиндук-тивизма выступил Ф. Энгельс, указавший, что индукцию нельзя, в частности, отрывать от другого метода познания --дедукции.

Дедукция (от лат. deductio — выведение) есть получе­ние частных выводов на основе знания каких-то общих по­ложений. Другими словами, это есть движение нашего мыш­ления от общего к частному, единичному. Например, из общего положения, что все металлы обладают электропро­водностью, можно сделать дедуктивное умозаключение об электропроводности конкретной медной проволоки (зная, что медь — металл). Если исходные общие положения яв­ляются установленной научной истиной, то методом дедук­ции всегда будет получен истинный вывод. Общие прин­ципы и законы не дают ученым в процессе дедуктивного исследования сбиться с пути: они помогают правильно по­нять конкретные явления действительности.

Получение новых знаний посредством дедукции суще­ствует во всех естественных науках, но особенно большое зна­чение дедуктивный метод имеет в математике. Оперируя ма­тематическими абстракциями и строя свои рассуждения на весьма общих положениях, математики вынуждены чаще все­го пользоваться дедукцией. И математика является, пожа­луй, единственной собственно дедуктивной наукой.

В науке Нового времени пропагандистом дедуктивного метода познания был видный математик и философ Р. Де­карт. Вдохновленный своими математическими успехами, будучи убежденным в безошибочности правильно рассуж­дающего ума, Декарт односторонне преувеличивал значе­ние интеллектуальной стороны за счет опытной в процессе познания истины. Дедуктивная методология Декарта была прямой противоположностью эмпирическому индуктивизму Бэкона.

Но, несмотря на имевшие место в истории науки и фи­лософии попытки оторвать индукцию от дедукции, проти­вопоставить их в реальном процессе научного познания, эти два метода не применяются как изолированные, обособлен­ные друг от друга. Каждый из них используется на соответ­ствующем этапе познавательного процесса.

Более того, в процессе использования индуктивного ме­тода зачастую «в скрытом виде» присутствует и дедукция.

«Обобщая факты в соответствии с какими-то идеями, мы, тем самым косвенно выводим получаемые нами обобщения из этих идей, причем далеко не всегда отдаем в себе в этом отчет. Кажется, что наша мысль движется прямо от фактов к обобщениям, т. е., что тут присутствует чистая индук­ция. На самом же деле, сообразуясь с какими-то идеями, иначе говоря, неявно руководствуясь ими в процессе обоб­щения фактов, наша мысль косвенно идет от идей к этим обобщениям, и, следовательно, тут имеет место и дедук­ция... Можно сказать, что во всех случаях, когда мы обоб­щаем, сообразуясь с какими-либо философскими положе­ниями, наши умозаключения являются не только индукци­ей, но и скрытой дедукцией».

Подчеркивая необходимую связь индукции и дедукции, Ф. Энгельс настоятельно советовал ученым: «Вместо того, чтобы односторонне превозносить одну из них до небес за счет другой, надо стараться каждую применять на своем ме­сте, а этого можно добиться лишь в том случае, если не упускать из виду их связь между собой, их взаимное допол­нение друг другом».

 

ГЛАВА 3 Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания

 

3.1 Анализ и синтез

Под анализом понимают разделение объекта (мысленно или реально) на составные частицы с целью их отдельного изучения. В качестве таких частей могут быть какие-то вещественные элементы объекта или же его свойства, при­знаки, отношения и т. п.

Анализ — необходимый этап в познании объекта. С древ­нейших времен анализ применялся, например, для разло­жения на составляющие некоторых веществ. В частности, уже в Древнем Риме анализ использовался для проверки ка­чества золота и серебра в виде так называемого купелирования (анализируемое вещество взвешивалось до и после на­грева). Постепенно формировалась аналитическая химия, которую по праву можно называть матерью современной хи­мии: ведь прежде чем применять то или иное вещество в кон­кретных целях, необходимо выяснить его химический состав.

Заметим, что метод анализа сыграл в свое время важ­ную роль в крушении теории флогистона. «...Теория фло­гистона тормозила развитие химии... Новые открытия и полнейшая неудача попыток обнаружить флогистон анали­тическим путем постепенно расша­тывали теорию».

Однако в науке Нового времени аналитический метод был абсолютизирован. В указанный период ученые, изучая при­роду, «рассекали ее на части» (по выражению Ф. Бэкона) и, исследуя части, не замечали значения целого. Это было результатом метафизического метода мышления, который господствовал тогда в умах естествоиспытателей.

Несомненно, анализ занимает важное место в изучении объектов материального мира. Но он составляет лишь первый этап процесса познания. Если бы, скажем, хими­ки ограничивались только анализом, т. е. выделением и изучением отдельных химических элементов, то они не смог­ли бы познать все те сложные вещества, в состав которых входят эти элементы. Сколь бы глубоко ни были изучены, например, свойства углерода и водорода, по этим сведени­ям еще ничего нельзя сказать о многочисленных веществах, состоящих из различного сочетания этих химических эле­ментов.

Для постижения объекта как единого целого нельзя ог­раничиваться изучением лишь его составных частей. В про­цессе познания необходимо вскрывать объективно существу­ющие связи между ними, рассматривать их в совокупнос­ти, в единстве. Осуществить этот второй этап в процессе познания — перейти от изучения отдельных составных час­тей объекта к изучению его как единого связанного целого — возможно только в том случае, если метод анализа до­полняется другим методом — синтезом.

В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей (сторон, свойств, признаков и т. п.) изу­чаемого объекта, расчлененных в результате анализа. На этой основе происходит дальнейшее изучение объекта, но уже как единого целого. При этом синтез не означает про­стого механического соединения разъединенных элементов в единую систему. Он раскрывает место и роль каждого эле­мента в системе целого, устанавливает их взаимосвязь и вза­имообусловленность, т. е. позволяет понять подлинное ди­алектическое единство изучаемого объекта.

Анализ и синтез с успехом используются и в сфере мыс­лительной деятельности человека, т. е. в теоретическом познании. Но и здесь, как и на эмпирическом уровне по­знания, анализ и синтез — это не две оторванные друг от друга операции. По своему существу они — как бы две сто­роны единого аналитико-синтетического метода познания.

 

3.2 Аналогия и моделирование

Под аналогией понимается подобие, сходство каких-то свойств, признаков или отношений у различных в целом объектов. Установление сходства (или различия) между объектами осуществляется в результате их сравнения. Та­ким образом, сравнение лежит в основе метода аналогии.

Если делается логический вывод о наличии какого-либо свойства, признака, отношения у изучаемого объекта на ос­новании установления его сходства с другими объектами, то этот вывод называют умозаключением по аналогии. Ход такого умозаключения можно представить следующим обра­зом. Пусть имеется, например, два объекта: А и В. Извес­тно, что объекту А присущи свойства Рь Р2, ..., Р„, Рп+ь Изучение объекта В показало, что ему присущи свойства pi, Р2, ..., Рп, совпадающие соответственно со свойствами объекта А. На основании сходства ряда свойств (Р(, Р2,..., Р„) у обоих объектов может быть сделано предположение о наличии свойства Pn+i у объекта В.

Степень вероятности получения правильного умозаклю­чения по аналогии будет тем выше: 1) чем больше известно общих свойств у сравниваемых объектов; 2) чем существеннее обнаруженные у них общие свойства и 3) чем глубже познана взаимная закономерная связь этих сходных свойств. При этом нужно иметь в виду, что если объект, в отношении которого делается умозаключение по аналогии с другим объектом, об­ладает каким-нибудь свойством, не совместимым с тем свой­ством, о существовании которого должен быть сделан вывод, то общее сходство этих объектов утрачивает всякое значение.

Указанные соображения об умозаключении по анало­гии можно дополнить также и следующими правилами: 1) общие свойства должны быть любыми свойствами срав­ниваемых объектов, т. е. подбираться «без предубеждения» против свойств какого-либо типа; 2) свойство Рп.ц должно быть того же типа, что и общие свойства Р1; Р2, ..., Р„; 3) общие свойства Р[5 Р2, ..., Рп должны быть возможно более специфичными для сравниваемых объектов, т. е. принадлежать возможно меньшему кругу объектов; 4) свой­ство Рп=1, наоборот, должно быть наименее специфичным, т. е. принадлежать возможно большему кругу объектов.

Метод аналогии применяется в самых различных облас­тях науки: в математике, физике, химии, кибернетике, в гуманитарных дисциплинах и т. д. О познавательной цен­ности метода аналогии хорошо сказал известный ученый-энергетик В. А. Веников: Иногда говорят: «Аналогия — не доказательство ... Но ведь если разобраться, можно легко понять, что ученые и не стремятся только таким путем до­казать что-нибудь. Разве мало того, что верно увиденное сходство дает могучий импульс творчеству?.. Аналогия спо­собна скачком выводить мысль на новые, неизведанные орбиты, и безусловно правильно положение о том, что ана­логия, если обращаться с ней с должной осторожностью, — наиболее простой и понятный путь от старого к новому». Существуют различные типы выводов по аналогии. Но общим для них является то, что во всех случаях непосред­ственному исследованию подвергается один объект, а вы­вод делается о другом объекте. Поэтому вывод по аналогии в самом общем смысле можно определить как перенос ин­формации с одного объекта на другой. При этом первый объект, который собственно и подвергается исследованию, именуется моделью, а другой объект, на который перено­сится информация, полученная в результате исследования первого объекта (модели), называется оригиналом (иногда— прототипом, образцом и т. д.). Таким образом, модель всегда выступает как аналогия, т. е. модель и отображае­мый с ее помощью объект (оригинал) находятся в опреде­ленном сходстве (подобии).

Под моделированием понимается изучение модели­руемого объекта (оригинала), базирующееся на взаимоод­нозначном соответствии определенной части свойств ори­гинала и замещающего его при исследовании объекта (мо­дели) и включающее в себя построение модели, изучение ее и перенос полученных сведений на моделируемый объект.

В зависимости от характера используемых в научном исследовании моделей различают несколько видов модели­рования.

1. Мысленное (идеальное) моделирование. К этому виду моделирования относятся самые различные мысленные пред­ставления в форме тех или иных воображаемых моделей. Например, в идеальной модели электромагнитного поля, созданной Дж. Максвеллом, силовые линии представля­лись в виде трубок различного сечения, по которым течет воображаемая жидкость, не обладающая инерцией и сжи­маемостью. Модель атома, предложенная Э. Резерфордом, напоминала Солнечную систему: вокруг ядра («Солнца») об­ращались электроны («планеты»). Следует заметить, что мысленные (идеальные) модели нередко могут быть реали­зованы материально в виде чувственно воспринимаемых фи­зических моделей.

2. Физическое моделирование. Оно характеризуется фи­зическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу. По результатам исследования тех или иных фи­зических свойств модели судят о явлениях, происходящих (или могущих произойти) в так называемых «натуральных условиях». Пренебрежение результатами таких модельных исследований может иметь тяжелые последствия. Поучи­тельным примером этого является вошедшая в историю ги­бель английского корабля-броненосца «Кэптэн», построен­ного в 1870 г. Исследования известного ученого-корабле­строителя В. Рида проведенные на модели корабля, выя­вили серьезные дефекты в его конструкции. Но заявление ученого, обоснованное опытом с «игрушечной моделью», не было принято во внимание английским Адмиралтей­ством. В результате при выходе в море «Кэптэн» перевер­нулся, что повлекло за собой гибель более 500 моряков.

В настоящее время физическое моделирование широко используется для разработки и экспериментального изуче­ния различных сооружений (плотин электростанций, оро­сительных систем и т. п.), машин (аэродинамические каче­ства самолетов, например, исследуются на их моделях, обдуваемых воздушным потоком в аэродинамической тру­бе), для лучшего понимания каких-то природных явлений, для изучения эффективных и безопасных способов ведения горных работ и т. д.

3. Символическое (знаковое) моделирование. Оно связа­но с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта-оригинала. К символическим (знако­вым) моделям относятся разнообразные топологические и графовые представления (в виде графиков, номограмм, схем и т. п.) исследуемых объектов или, например, модели, представленные в виде химической символики и отражаю­щие состояние или соотношение элементов во время хими­ческих реакций.

Особой и очень важной разновидностью символическо­го (знакового) моделирования является математическое мо­делирование. Символический язык математики позволяет выражать свойства, стороны, отношения объектов и явле­ний самой различной природы. Взаимосвязи между различ­ными величинами, описывающими функционирование та­кого объекта или явления, могут быть представлены соот­ветствующими уравнениями (дифференциальными, интег­ральными, интегро-дифференциальными алгебраическими) и их системами. Получившаяся система уравнений вместе с известными данными, необходимыми для ее решения (на­чальные условия, граничные условия, значения коэффи­циентов уравнений и т. п.), называется математической моделью явления.

Математическое моделирование макет применяться в особом сочетании с физическим моделированием. Такое сочетание, именуемое вещественно-математическим (или предметно-математическим) моделированием, позволяет исследовать какие-то процессы в объекте-оригинале, заме­няя их изучением процессов совсем иной природы (проте­кающих в модели), которые, однако, описываются теми же математическими соотношениями, что и исходные процессы. Так, механические колебания могут моделиро­ваться электрическими колебаниями на основе полной иден­тичности описывающих их дифференциальных уравнений.

В настоящее время вещественно-математическое моде­лирование нередко реализуемся с помощью электронных ана­логовых устройств, которые позволяют создавать математи­ческую аналогию между процессами, протекающими в объек­те-оригинале и в специально организованной электронной схеме. Последняя и обеспечивает получение новой инфор­мации о процессах в исследуемом объекте.

4. Численное моделирование на электронных вычислитель­ных машинах (ЭВМ). Эта разновидность моделирования ос­новывается на ранее созданной математической модели изу­чаемого объекта или явлений и применяется в случаях боль­ших объемов вычислений, необходимых для исследования данной модели. При этом д/я решения содержащихся в ней систем уравнений с помощью ЭВМ необходимо предвари­тельное составление программы (совокупности предписаний для вычислительной машины). Эта программа выполняет­ся затем электронной вычислительной машиной в виде по­следовательности элементарных математических и логичес­ких операций. В данном случае ЭВМ вместе с введенной в нее программой представляет собой материальную систему, реализующую численное моделирование исследуемого объек­та или явления.

Численное моделирование особенно важно там, где не совсем ясна физическая картина изучаемого явления, не по­знан внутренний механизм взаимодействия. Путем расчетов на ЭВМ различных вариантов ведется накопление фактов, что дает возможность в конечном счете произвести отбор наи­более реальных и вероятных ситуаций. Активное использо­вание методов численного моделирования позволяет резко сократить сроки научных и конструкторских разработок.

Метод моделирования непрерывно развивается: на сме­ну одним типам моделей по мере прогресса науки приходят другие. В то же время неизменным остается одно: важ­ность, актуальность, а иногда и незаменимость моделиро­вания как метода научного познания.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, были рассмотрены основные методы эмпирического и теоретического уровня научного познания. Эмпирическое познание включает в себя проведение наблюдений и экспериментов. Познание начинается с наблюдения. Для подтверждения гипотезы или для исследования свойств предмета учёный ставит его в определённые условия – проводит эксперимент. В блок процедур эксперимента и наблюдения входят описание, измерение, сравнение. На уровне теоретического познания широко применяется абстрагирование, идеализация, формализация. Большое значение имеет моделирование, а с развитием вычислительной техники – численное моделирование, поскольку сложность и стоимость проведения эксперимента возрастают.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. — Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. — 622 с. (в пер.)
  2. Горелов А.А. «Концепции современного естествознания» – М.: Центр, 2003.
  3. Концепции современного естествознания. / Под ред.проф.В.Н.Лавриненко, В.П.Ратникова. – М.: ЮНИТА-ДАНА, 1999. С.68.
  4. Столяренко Л.Д., Столяренко В.Е. Турчина Н.Ю. Концепции современного естествознания. Ростов н/Д: «Феникс», 1997. - 448 с.
  5. Потеев М. И. Концепции современного естествознания — СПб.:, Издательство «Питер», 1999. — 352 с.
  6. http://nrc.edu.ru/est/sod.html Концепция современного естестознания
Сколько до сессии?
Декабря 2016 Января 2017
По Вт Ср Че Пя Су Во
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 31
Поиск
Программы в помощь