Дослідження у природознавстві. Науковий метод та наукова істина

Методи науки – сукупність прийомів та операцій практичного та теоретичного пізнання дійсності.

Методи досліджень оптимізують діяльність людини, озброюють її найбільш раціональними засобами організації діяльності. А. П. Садохін крім виділення рівнів пізнання при класифікації наукових методів враховує критерій застосування методу та виділяє загальні, особливі та приватні методи наукового пізнання. Виділені методи часто поєднуються та комбінуються у процесі дослідження.

Загальні методи пізнання стосуються будь-якої дисципліни та дають змогу поєднати всі етапи процесу пізнання. Ці методи використовуються в будь-якій галузі дослідження і дозволяють виявляти зв'язки та ознаки досліджуваних об'єктів. В історії науки дослідники до таких методів відносять метафізичний та діалектичний методи. Приватні методи наукового пізнання – це методи, що застосовуються лише окремій галузі науки. Різні методи природознавства (фізики, хімії, біології, екології тощо) є приватними по відношенню до загального діалектичного методу пізнання. Іноді приватні методи можна використовувати поза тими галузей природознавства, у яких виникли.

Наприклад, фізичні та хімічні методи використовуються в астрономії, біології, екології. Часто дослідники застосовують комплекс взаємопов'язаних приватних методів вивчення одного предмета. Наприклад, екологія одночасно користується методами фізики, математики, хімії, біології. Приватні способи пізнання пов'язані з особливими способами. Особливі методи досліджують певні ознаки об'єкта, що вивчається. Вони можуть виявлятися на емпіричному та на теоретичному рівнях пізнання та бути універсальними.

Серед особливих емпіричних методів пізнання виділяють спостереження, вимір та експеримент.

Спостереження є цілеспрямований процес сприйняття предметів дійсності, чуттєве відображення об'єктів і явищ, в ході якого людина отримує первинну інформацію про навколишній світ. Тому дослідження найчастіше починається зі спостереження, і лише потім дослідники переходять до інших методів. Спостереження не пов'язані з якоюсь теорією, але мета спостереження завжди пов'язана з певною проблемною ситуацією.

Спостереження передбачає наявність певного плану дослідження, припущення, що піддається аналізу та перевірці. Спостереження використовують там, де не можна поставити прямий експеримент (у вулканології, космології). Результати спостереження фіксуються в описі, що відмічає ті ознаки та властивості об'єкта, що вивчається, які є предметом вивчення. Опис має бути максимально повним, точним та об'єктивним. Саме описи результатів спостереження становлять емпіричний базис науки, з їхньої основі створюються емпіричні узагальнення, систематизація і класифікація.

Вимір - це визначення кількісних значень (характеристик) сторін, що вивчаються, або властивостей об'єкта за допомогою спеціальних технічних пристроїв. Велику роль дослідженні грають одиниці виміру, з якими порівнюються отримані дані.

Експеримент - метод пізнання, з якого явища дійсності досліджуються в контрольованих і керованих умовах. Він відрізняється від спостереження втручанням у досліджуваний об'єкт, тобто активністю щодо нього. Проводячи експеримент, дослідник не обмежується пасивним спостереженням явищ, а свідомо втручається у природний перебіг їх протікання шляхом безпосереднього на досліджуваний процес чи зміни умов, у яких проходить цей процес.

Розвиток природознавства висуває проблему суворості спостереження та експерименту. Справа в тому, що вони потребують спеціальних інструментів і приладів, які останнім часом стають настільки складними, що самі починають впливати на об'єкт спостереження та експерименту, чого за умов не повинно бути. Це, перш за все, відноситься до досліджень у галузі фізики мікросвіту (квантової механіки, квантової електродинаміки тощо).

Аналогія - метод пізнання, у якому відбувається перенесення знання, отриманого під час розгляду будь-якого одного об'єкта, на інший, менш вивчений і в даний момент досліджуваний. Метод аналогії ґрунтується на подібності предметів за рядом будь-яких ознак, що дозволяє отримати цілком достовірні знання про предмет, що вивчається.

Застосування методу аналогії у науковому пізнанні потребує певної обережності. Тут надзвичайно важливо чітко виявити умови, за яких він працює найефективніше. Однак у тих випадках, коли можна розробити систему чітко сформульованих правил перенесення знань з моделі на прототип, результати та висновки за методом аналогії набувають доказової сили.

Аналіз - метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру уявного чи реального розчленування предмета на його частини. Розчленування має на меті перехід від вивчення цілого до вивчення його частин і здійснюється шляхом абстрагування від зв'язку частин один з одним.

Синтез - це метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру з'єднання різних елементів предмета в єдине ціле, систему, без чого неможливо справді наукове пізнання цього предмета. Синтез виступає як метод конструювання цілого, бо як метод уявлення цілого у вигляді єдності знань, отриманих з допомогою аналізу. У синтезі відбувається не просто об'єднання, а узагальнення аналітично виділених та вивчених особливостей об'єкта. Положення, одержувані в результаті синтезу, включаються до теорії об'єкта, яка, збагачуючись і уточнюючись, визначає шляхи нового наукового пошуку.

Індукція - метод наукового пізнання, що є формулюванням логічного висновку шляхом узагальнення даних спостереження та експерименту.
Дедукція – метод наукового пізнання, який полягає у переході від деяких загальних посилок до приватних результатів-наслідків.
Рішення будь-якої наукової проблеми включає висування різних здогадів, припущень, а найчастіше більш менш обґрунтованих гіпотез, за допомогою яких дослідник намагається пояснити факти, що не вкладаються в старі теорії. Гіпотези виникають у невизначених ситуаціях, пояснення яких стає актуальним для науки. З іншого боку, лише на рівні емпіричних знань (і навіть лише на рівні їх пояснення) нерідко є суперечливі судження. Для вирішення цих проблем потрібне висунення гіпотез.

Гіпотеза є всяке припущення, здогад чи передбачення, що висувається усунення ситуації невизначеності у науковому дослідженні. Тому гіпотеза є не достовірне знання, а ймовірне, істинність чи хибність якого ще не встановлені.
Будь-яка гіпотеза має бути обов'язково обґрунтована або досягнутим знанням цієї науки, або новими фактами (невизначене знання для обґрунтування гіпотези не використовується). Вона має володіти властивістю пояснення всіх фактів, що належать до даної галузі знання, систематизації їх, а також фактів за межами даної галузі, передбачати появу нових фактів (наприклад, квантова гіпотеза М. Планка, висунута на початку XX ст., призвела до створення квантової механіки, квантової електродинаміки та ін. теорій). При цьому гіпотеза не повинна суперечити фактам, що вже є. Гіпотеза має бути або підтверджена, або спростована.

в) приватні методи - це методи, що діють або лише в межах окремої галузі природознавства, або за межами тієї галузі природознавства, де вони виникли. Такий метод кільцювання птахів, що застосовується у зоології. А методи фізики, використані інших галузях природознавства, призвели до створення астрофізики, геофізики, кристалофізики та інших. Нерідко застосовується комплекс взаємозалежних приватних методів вивчення одного предмета. Наприклад, молекулярна біологія одночасно користується методами фізики, математики, хімії, кібернетики.

Моделювання – метод наукового пізнання, заснований вивчення реальних об'єктів у вигляді вивчення моделей цих об'єктів, тобто. за допомогою вивчення більш доступних для дослідження та (або) втручання об'єктів-заступників природного чи штучного походження, які мають властивості реальних об'єктів.

Властивості будь-якої моделі не повинні, та й не можуть, точно і повністю відповідати всім властивостям відповідного реального об'єкта в будь-яких ситуаціях. У математичних моделях будь-який додатковий параметр може призвести до суттєвого ускладнення розв'язання відповідної системи рівнянь, необхідності застосування додаткових припущень, відкидання малих членів тощо, при чисельному моделюванні непропорційно зростає час обробки завдання комп'ютером, наростає помилка рахунку.

Різноманітність методів наукового пізнання створює труднощі у їх застосуванні та розумінні їхньої ролі. Ці проблеми вирішуються особливою галуззю знання – методологією. Основним завданням методології вивчення походження, сутності, ефективності, розвитку методів пізнання.

Методи природознавства

Найменування параметру	Значення
Тема статті:	Методи природознавства
Рубрика (тематична категорія)	Філософія

Методи природознавства можуть бути поділені на наступні групи

Загальні методищо стосуються будь-якого предмета, будь-якої науки. Це різні форми методу, що дає можливість пов'язувати воєдино всі сторони процесу пізнання, всі щаблі, наприклад, метод сходження від абстрактного до конкретного, єдності логічного та історичного. Це, швидше, філософські методи пізнання.

Особливі методистосуються лише однієї сторони предмета, що вивчається, або певного прийому дослідження - аналіз, синтез, індукція, дедукція. До особливих методів також відносяться спостереження, вимірювання, порівняння та експеримент. У природознавстві особливим методам науки надається надзвичайно важливе значення, тому в рамках нашого курсу необхідно докладніше розглянути їхню сутність.

Спостереження- це цілеспрямований суворий процес сприйняття предметів дійсності, які мають бути змінені. Історично спосіб спостереження розвивається як складова частина трудовий операції, що включає у собі встановлення відповідності продукту праці запланованому зразком. Спостереження як спосіб пізнання дійсності застосовується або там, де неможливий або дуже утруднений експеримент (в астрономії, вулканології, гідрології), або там, де стоїть завдання вивчити саме природне функціонування або поведінку об'єкта (в етології, соціальній психології тощо). Спостереження як засіб передбачає наявність програми дослідження, що формується з урахуванням попередніх переконань, встановлених фактів, прийнятих концепцій. Окремими випадками методу спостереження є вимірювання та порівняння.

Експеримент- метод пізнання, з якого явища дійсності досліджуються в контрольованих і керованих умовах. Він відрізняється від спостереження втручанням у досліджуваний об'єкт, тобто активністю щодо нього. Проводячи експеримент, дослідник не обмежується пасивним спостереженням явищ, а свідомо втручається у природний перебіг їх протікання шляхом безпосереднього на досліджуваний процес чи зміни умов, у яких проходить цей процес. Специфіка експерименту полягає також у тому, що у звичайних умовах процеси в природі вкрай складні та заплутані, не піддаються повному контролю та управлінню. Тому виникає завдання організації такого дослідження, при якому можна було б простежити хід процесу в «чистому» вигляді. З цією метою в експерименті відокремлюють суттєві фактори від несуттєвих і тим самим значно спрощують ситуацію. У результаті таке спрощення сприяє більш глибокого розуміння явищ і створює можливість контролювати небагато суттєвих для цього процесу факторів і величин. Розвиток природознавства висуває проблему суворості спостереження та експерименту. Справа в тому, що вони потребують спеціальних інструментів і приладів, які останнім часом стають настільки складними, що самі починають впливати на об'єкт спостереження та експерименту, чого за умов не повинно бути. Це насамперед відноситься до досліджень у сфері фізики мікросвіту (квантової механіки, квантової електродинаміки тощо).

Непорушний лад у всьому,

Співзвуччя повне у природі...

Ф.І. Тютчев

У самому загальному та широкому значенні слова під системним дослідженнямпредметів і явищ навколишнього світу розуміють такий метод, при якому вони розглядаються як частини та елементи певної цілісної освіти. Ці частини або елементи, взаємодіючи один з одним, визначають нові, цілісні властивості системи, які відсутні в окремих її елементів. Головне, що визначає систему, - це взаємозв'язок та взаємодія елементів у рамках цілого. Для системного дослідження характерно саме цілісний розгляд, встановлення взаємодії складових частин або елементів сукупності, незведення властивостей цілого до властивостей частин.

Вчення про системи виникло в середині XIX ст., але набуло особливо важливого значення у XX ст. Його інакше називають ще «системним підходом» до досліджуваних об'єктів, або «системним аналізом».

Система - ця така сукупність елементів або частин, у якій існує їх взаємний вплив і взаємне якісне перетворення З цього погляду сучасне природознавство наблизилося до того щоб стати справжньою системою, тому що всі його частини нині перебувають у взаємодії. У ньому все просочене фізикою та хімією і водночас немає вже жодної природної науки в рафінованому, чистому вигляді.

Під системою розуміють сукупність компонентів і стійких зв'язків, що повторюються між ними. Процес системного розгляду об'єктів широко застосовується в різних галузях суспільних природничих і технічних наук, у практиці соціального планування та управління в суспільстві, при вирішенні комплексних соціальних проблем при підготовці та реалізації різноманітних цільових програм.

Основними властивостями систем є такі:

- загальний характер, оскільки як системи можуть розглядатися всі без винятку предмети та явища навколишнього світу;
- не речовинність;
- внутрішня суперечливість (конкретність та абстрактність, цілісність та дискретність, безперервність та перервність);
- Здатність до взаємодії;
- упорядкованість та цілісність;
- стійкість та взаємозумовленість.

Здатність процесів і явищ світу утворювати системи, наявність систем, системної будови матеріальної дійсності і форми пізнання отримала назву системності. Поняття системності відбиває одну з характерних ознак дійсності - здатність вступають у такого роду взаємодії, в результаті яких утворюються нові якості, що не властиві вихідним об'єктам взаємодії.

Цілісність, завершеність, тотальність, цілісність та власна закономірність речі – на рубежі XIX та XX ст. стали вживати ці поняття для того, щоб розглядати всі речі насамперед у їх первісно цільному взаємозв'язку, в їх структурі і, таким чином, віддати справедливість тому факту, що зазначення властивостей складових частин ніколи не зможе пояснити загального стану або загальної дії речі; бо окрема «частина» може бути зрозуміла тільки поза цілим, а ціле, як навчав Аристотель, більше за суму своїх частин. Ціле не «складено» з елементів - у не тільки різняться частини, в кожній з яких діє ціле, наприклад організм - динамічна цілісність.

Адитивний (Лат. -придатковий; літер. -одержуваний шляхом складання) і неаддитивний - поняття, що відбивають типи співвідношень між цілим і його частинами (частина і ціле). Ставлення адитивності часто виражають у вигляді: «ціле одно сумі частин»; відношення неаддитивності: «ціле більше від суми частин» (супераддитивність) «ціле менше від суми частин» (субадитивність). У будь-якого матеріального об'єкта є адитивні якості, зокрема маса фізичної системи дорівнює сумі мас елементів системи. Проте багато властивостей складних об'єктів неаддитивними, тобто. не зведеними до властивостей елементів. У методологічному плані принцип адитивності передбачає можливість вичерпного пояснення властивостей цілого з властивостей частин (або, навпаки, властивостей частин з властивостей цілого), тоді як принципи неаддитивності, виключаючи таку можливість, вимагають застосування інших підстав для пояснення властивостей цілого (відповідно - властивостей частин) .

Термін "інтегративність" часто використовується як синонім цілісності. Проте при його вживанні зазвичай підкреслюють інтерес не до зовнішніх факторів прояву цілісності, а до більш глибоких причин формування цієї властивості і, найголовніше, до його збереження. .

Закономірність, іменована як комунікативність, виявляється в тому, що будь-яка система не ізольована і пов'язана безліччю комунікацій із середовищем, яке не однорідне, а є складною освітою, містить надсистему або навіть надсистеми, що задають вимоги та обмеження досліджуваної системи, підсистеми та системи одного рівня. аналізованої.

Система - це безліч об'єктів разом із відносинами між об'єктами, між їхніми властивостями, які взаємодіють між собою таким чином, що зумовлюють виникнення нових, цілісних, системних властивостей. Для кращого розуміння природи систем розглянемо їх будову структури та класифікації.

Будова системи характеризується тими компонентами, у тому числі вона утворена. Такими компонентами є: підсистеми, частини або елементи системи. Підсистеми складають найбільші частини системи які мають певну автономність, але в той же час він підпорядкований і управляється системою. Елементами називають найменші одиниці системи.

Структурою системи називають сукупність тих специфічних взаємозв'язків та взаємодій, завдяки яким виникають нові цілісні властивості, властиві лише системі та відсутні в окремих її компонентів.

Класифікація систем може проводитися з різних підстав поділу. Насамперед усі системи можна розділити на матеріальні і ідеальні. До матеріальних систем належить переважна більшість систем неорганічного, органічного та соціального характеру. Матеріальними системами називають їх тому, що їх зміст і властивості не залежать від суб'єкта, що пізнає. Зміст та властивості ідеальних систем залежать від суб'єкта. Найбільш простою класифікацією систем є їх поділ на статичні і динамічні. Серед динамічних систем зазвичай виділяють детерміністські і імовірнісні системи. Така класифікація ґрунтується на характері передбачення динаміки поведінки систем. За характером взаємодії з навколишнім середовищем розрізняють системи відкриті і закриті. Зазвичай виділяють системи, з якими дана система взаємодіє безпосередньо і які називають оточенням або зовнішнім середовищем системи. Всі реальні системи в природі та суспільстві є, як ми вже знаємо, відкритими і, отже, взаємодіючими з оточенням шляхом обміну речовиною, енергією та інформацією. Системи класифікують також на прості і складні. Простими системами називають системи з невеликою кількістю змінних, і взаємини між якими піддаються математичній обробці та виведенню універсальних законів. Складна система складається з великої кількості змінних та великої кількості зв'язків між ними. Складна система має властивості, яких немає у частин і які є наслідком ефекту цілісності системи.

Серед усіх складних систем найбільший інтерес представляють системи з так званим зворотним зв'язком. Приклад - падіння каменю та кішки Камінь індиферентний по відношенню до нас, а кішка немає. У систем «кішка - людина» є зворотний зв'язок - між впливом і е реакцією, якої немає в системі камінь - людина.

Якщо поведінка системи посилює зовнішній вплив - це називається позитивним зворотним зв'язком якщо ж зменшує - то негативним зворотним зв'язком. Особливий випадок є гомеостатичні зворотні зв'язки , які діють, щоб звести зовнішній вплив на нуль. Приклад: температура тіла людини, яка залишається постійною завдяки зворотним зв'язкам гомеостатичних.

Механізм зворотного зв'язку покликаний зробити систему більш стійкою, надійною та ефективною. У технічному, функціональному сенсі поняття зворотного зв'язку означає, що частина вихідної енергії апарату або машини повертається на вхід. Механізм зворотного зв'язку робить систем принципово інший, підвищуючи ступінь її внутрішньої організованості і даючи можливість її самоорганізації в цій системі.

Наявність механізму зворотний зв'язок дозволяє зробити висновок у тому, що переслідує якісь мети, тобто. що її поведінка є доцільною. Будь-яка цілеспрямована поведінка вимагає негативного зворотного зв'язку. Наукове розуміння доцільності будувалося на виявленні у предметах, що вивчаються, об'єктивних механізмів цілепокладання.

Виникнення та застосування системного методу в науці знаменує зрілість сучасного етапу його розвитку, що значно зросла.

Перевагами та перспективами системного методу дослідження є:

1. Системний метод дає можливість розкрити глибші закономірності, властиві широкому класу взаємозалежних явищ. Предмет цієї теорії становить встановлення та виведення тих принципів, які справедливі для систем загалом.
2. Фундаментальна роль системного методу полягає в тому, що з його допомогою досягається найбільш повне вираження єдності наукового знання. Ця єдність проявляється, з одного боку, у взаємозв'язку різних наукових дисциплін, що виявляється у виникненні нових дисциплін на «стику» старих (фізична хімія, хімічна фізика, біофізика, біохімія, біогеохімія та ін), а з іншого боку - у появі міждисциплінарних напрямків дослідження (кібернетика, синергетика, екологія тощо).
3. Єдність, що виявляється при системному підході до науки, полягає насамперед у встановленні зв'язків і відносин між різними за складністю організації, рівнем пізнання та цілісності охоплення системами, за допомогою яких відображаються зростання та розвиток нашого знання про природу. Чим ширша система, що складніше він за рівнем пізнання і структурної організації, тим більше коло явищ вона може пояснити. Таким чином, єдність знання знаходиться в прямій залежності від його системності.
4. З позицій системності, єдності та цілісності наукового знання стає можливим правильно підійти до вирішення таких проблем, редукція, або зведення одних теорій природознавства до інших, синтез, або об'єднання теорій, що здаються далекими один від одного, їх підтвердження та спростування даними спостережень та експеримент .
5. Системний підхід докорінно підриває колишні уявлення про природничо-наукову картину світу, коли природа розглядалася як проста сукупність різних процесів і явищ, а не тісно взаємопов'язаних і взаємодіючих систем, різних як за рівнем своєї організації, так і за складністю.

Системний підхід виходить із того, що система як ціле виникає не якимось містичним та ірраціональним шляхом, а в результаті конкретної, специфічної взаємодії цілком певних реальних частин. Внаслідок такої взаємодії елементів і утворюються нові інтегральні властивості системи.

Отже, процес пізнання природних і соціальних систем може бути успішним лише тоді, коли в них частини та ціле вивчатимуться не в протиставленні, а у взаємодії один з одним, аналіз супроводжуватиметься синтезом.

Разом з тим видаються помилковими погляди прихильників філософського вчення холізму (греч. «Ьокхз» - ціле), які вважають, що ціле завжди передує частинам і завжди важливіше частин. У застосуванні до соціальних систем такі принципи обґрунтовують придушення особистості суспільством, ігнорування його прагнення свободи та самостійності. На перший погляд може здатися, що концепція холізму про пріоритет цілого над частиною узгоджується з принципами системного методу, який також підкреслює велике значення ідей цілісності, інтеграції та єдності в пізнанні явищ і процесів природи та суспільства. цілого в порівнянні з частиною, значення синтез по відношенню до аналізу. Тому він є такою ж односторонньою концепцією, як атомізм і редукціонізм. Системний метод уникає цих крайнощів у пізнанні світу. Саме внаслідок взаємодії часто утворюються нові інтегральні властивості системи. Але знову виникла цілісність, своєю чергою, починає впливати на частини, підпорядковуючи їх функціонування завданням і цілям єдиної цілісної системи.

Новосибірський державний університет

Механіко-математичний факультет

По предмету: Концепції сучасного природознавства

На тему: «Методи наукового пізнання»

Панов Л. В.

Курс 3, група 4123

Наука є головною причиною переходу до постіндустріального суспільства, повсюдного впровадження інформаційних технологій, появи нової економіки. Наука має розвинену систему методів, принципів та імперативів пізнання. Саме правильно обраний метод поряд з талантом вченого допомагає йому пізнавати глибинний зв'язок явищ, розкривати їхню сутність, відкривати закони та закономірності. Кількість наукових методів постійно зростає. Адже у світі існує велика кількість наук і кожна з них має свої специфічні методи та предмет дослідження.

Мета цієї роботи – докладно розглянути методи наукового експериментального та теоретичного пізнання. А саме, в чому полягає метод, основні риси методу, класифікація, сфера застосування і т.д. Також буде розглянуто критерії наукового пізнання.

Спостереження.

Пізнання починається зі спостереження. Спостереження є чуттєве відображення предметів та явищ зовнішнього світу. Спостереження - це цілеспрямоване вивчення предметів, що спирається переважно такі чуттєві здібності людини, як відчуття, сприйняття, уявлення. Це вихідний метод емпіричного пізнання, що дозволяє отримати деяку первинну інформацію про об'єкти навколишньої дійсності.

Наукове спостереження характеризується низкою особливостей. По-перше цілеспрямованістю адже спостереження має вестися на вирішення поставленої завдання дослідження, а увагу спостерігача фіксуватися лише з явищах, що з цим завданням. По-друге, планомірністю, оскільки спостереження має проводитися строго за планом. По-третє активністю - дослідник має активно шукати, виділяти потрібні йому моменти у спостерігається явище, залучаючи при цьому свої знання та досвід.

При спостереженні відсутня діяльність, спрямовану перетворення, зміна об'єктів пізнання. Це обумовлюється рядом обставин: недоступністю цих об'єктів для практичного впливу (наприклад, спостереження віддалених космічних об'єктів), небажаністю, виходячи з цілей дослідження, втручання в процес, що спостерігається (фенологічні, психологічні та ін. спостереження), відсутністю технічних, енергетичних, фінансових та інших можливостей постановки експериментальних досліджень об'єктів пізнання

Наукові спостереження завжди супроводжуються описом об'єкта пізнання. За допомогою опису чуттєва інформація перекладається мовою понять, знаків, схем, малюнків, графіків і цифр, приймаючи цим форму, зручну для подальшої раціональної обробки. Важливо, щоб поняття, що використовуються для опису, завжди мали чіткий та однозначний зміст. При розвитку науки та зміні її основ перетворюються засоби опису, часто створюється нова система понять.

За способом проведення спостереження може бути безпосередніми і опосередкованими. За безпосередніх спостережень ті чи інші властивості, сторони об'єкта відбиваються, сприймаються органами почуттів людини. Відомо, що спостереження становища планет і зірок на небі, що проводилися протягом понад двадцяти років, Тихо Браге стали емпіричною основою для відкриття Кеплером його знаменитих законів. Найчастіше наукове спостереження буває опосередкованим, тобто проводиться з використанням тих чи інших технічних засобів. Якщо початку XVII в. астрономи спостерігали за небесними тілами неозброєним оком, то винахід Галілеєм в 1608 оптичного телескопа підняло астрономічні спостереження на новий, набагато вищий щабель. А створення в наші дні рентгенівських телескопів та виведення їх у космічний простір на борту орбітальної станції дозволило проводити спостереження за такими об'єктами Всесвіту як пульсари та квазари.

Розвиток сучасного природознавства пов'язані з підвищенням ролі про непрямих спостережень. Так, об'єкти і явища, вивчені ядерної фізикою, що неспроможні прямо спостерігатися ні з допомогою органів чуття людини, ні з допомогою найдосконаліших приладів. Наприклад, щодо властивостей заряджених частинок з допомогою камери Вільсона ці частинки сприймаються дослідником побічно - з видимих треків, які з безлічі крапель рідини.

Експеримент

Експеримент - Найбільш складний метод емпіричного пізнання проти спостереженням. Він передбачає активний, цілеспрямований і строго контрольований вплив дослідника на об'єкт, що вивчається, для виявлення та вивчення тих чи інших сторін, властивостей, зв'язків. У цьому експериментатор може перетворювати досліджуваний об'єкт, створювати штучні умови вивчення, втручатися у природне протягом процесів. У загальній структурі наукового дослідження експеримент займає особливе місце. Саме експеримент є сполучною ланкою між теоретичним та емпіричним етапами та рівнями наукового дослідження.

Деякі вчені стверджують, що розумно продуманий і майстерно поставлений експеримент вищий за теорію, адже теорія, на відміну від досвіду, може бути геть-чисто спростована.

Експеримент включає в себе з одного боку спостереження та вимірювання, з іншого має низку важливих особливостей. По-перше, експеримент дозволяє вивчати об'єкт в «очищеному» вигляді, тобто усувати різноманітні побічні фактори, нашарування, що ускладнюють процес дослідження. По-друге, в ході експерименту об'єкт може бути поставлений у деякі штучні, зокрема, екстремальні умови, тобто вивчатися при наднизьких температурах, при надзвичайно високих тисках або, навпаки, у вакуумі, при величезних напруженнях електромагнітного поля і т.п. По-третє, вивчаючи якийсь процес, експериментатор може втручатися в нього, активно впливати на його протікання. По-четверте, важливою перевагою багатьох експериментів є їхня відтворюваність. Це означає, що умови експерименту можуть бути повторені стільки разів, скільки необхідно для отримання достовірних результатів.

Підготовка та проведення експерименту вимагають дотримання низки умов. Так, науковий експеримент передбачає наявність чітко сформульованої мети дослідження. Експеримент базується на якихось вихідних теоретичних положеннях. Експеримент потребує певного рівня розвитку технічних засобів пізнання, який буде необхідний його реалізації. І нарешті він має проводитися людьми, які мають досить високу кваліфікацію.

За характером вирішуваних проблем експерименти поділяються на дослідницькі та перевірочні. Дослідницькі експерименти дають можливість виявити у об'єкта нові, невідомі властивості. Результатом такого експерименту можуть бути висновки, що не випливають з знань про об'єкт дослідження. Прикладом можуть бути експерименти, поставлені в лабораторії Е. Резерфорда, які призвели до виявлення ядра атома. Перевірочні експерименти служать для перевірки, підтвердження тих чи інших теоретичних побудов. Наприклад, існування цілого ряду елементарних частинок (позитрона, нейтрино та ін) було спочатку передбачено теоретично, і лише пізніше вони були виявлені експериментальним шляхом. Експерименти можна розділити на якісні та кількісні. Якісні експерименти дозволяють лише виявити дію тих чи інших факторів на явище, що вивчається. Кількісні експерименти встановлюють точні кількісні залежності. Як відомо, зв'язок між електричними та магнітними явищами був вперше відкритий датським фізиком Ерстедом в результаті суто якісного експерименту (помістивши магнітну стрілку компаса поруч із провідником, через який пропускався електричний струм, він виявив, що стрілка відхиляється від початкового положення). Після цього були кількісні експерименти французьких учених Біо і Савара, а також досліди Ампера, на основі яких була виведена математична формула. По галузі наукового знання, в якій ставиться експеримент, розрізняють природничо, прикладний і соціально-економічний експерименти.

Вимірювання та порівняння.

Наукові експерименти і спостереження зазвичай включає проведення різноманітних вимірів. Вимір - це процес, який полягає у визначенні кількісних значень тих чи інших властивостей, сторін об'єкта, що вивчається, явища за допомогою спеціальних технічних пристроїв.

В основі операції виміру лежить порівняння. Щоб провести порівняння, потрібно визначити одиниці вимірювання величини. У науці порівняння виступає також як порівняльний чи порівняльно-історичний метод. Спочатку виник у філології, літературознавстві, він потім став успішно застосовуватися у правознавстві, соціології, історії, біології, психології, історії релігії, етнографії та інших галузях знання. Виникли цілі галузі знання, які користуються цим методом: порівняльна анатомія, порівняльна фізіологія, порівняльна психологія тощо. Так, у порівняльній психології вивчення психіки здійснюється на основі порівняння психіки дорослої людини з розвитком психіки у дитини, а також тварин.

Важливою стороною процесу виміру є методика його проведення. Вона являє собою сукупність прийомів, що використовують певні принципи та засоби вимірювань. Під принципами вимірів маються на увазі явища, які покладено основою вимірів.

Вимірювання поділяють на статичні та динамічні. До статичних вимірів відносять вимір розмірів тіл, постійного тиску і т. п. Прикладами динамічних вимірів є вимірювання вібрації, пульсуючих тисків тощо. У прямих вимірах потрібне значення вимірюваної величини виходить шляхом безпосереднього порівняння її з еталоном або видається вимірювальним приладом. При непрямому вимірі шукану величину визначають виходячи з відомої математичної залежності між цією величиною та іншими величинами, одержуваними шляхом прямих вимірів. Наприклад, знаходження питомого електричного опору провідника щодо його опору, довжини та площі поперечного перерізу. Непрямі виміри широко використовуються у тих випадках, коли шукану величину неможливо або надто складно виміряти безпосередньо.

З часом з одного боку удосконалюються існуючі вимірювальні прилади, з іншого впроваджуються нові вимірювальні пристрої. Так розвиток квантової фізики суттєво підвищило можливості вимірів із високим ступенем точності. Використання ефекту Мессбауера дозволяє створити прилад з роздільною здатністю близько 10 -13 відсотки вимірюваної величини. Добре розвинене вимірювальне приладобудування, різноманітність методів та високі характеристики засобів вимірювання сприяють прогресу у наукових дослідженнях.

Загальна характеристика теоретичних методів

Теорія є систему понять законів і принципів, що дозволяє описати і пояснити деяку групу явищ і намітити програму дій щодо їх перетворення. Отже, теоретичне пізнання здійснюється за допомогою різних понять, законів та принципів. Факти та теорії не протистоять один одному, а утворюють єдине ціле. Різниця між ними полягає в тому, що факти виражають щось одиничне, а теорія має справу із загальним. У фактах і теоріях можна виділити три рівні: подієвий, психологічний та лінгвістичний. Ці рівні єдності можна так:

Лінгвістичний рівень: до теорії належать універсальні висловлювання, до фактів поодинокі висловлювання.

Психологічний рівень: думки (т) та почуття (ф).

Подієвий рівень - загальне поодинокі події (т) та поодинокі події (ф)

Теорія, як правило, будується таким чином, що описує не довкілля, а ідеальні об'єкти, такі як матеріальна точка, ідеальний газ, абсолютно чорне тіло і т.д. Такий науковий концепт називається ідеалізацією. Ідеалізація є подумки сконструйоване поняття про такі об'єкти, процеси і явища, які начебто не існують, але мають образи або прообрази. Наприклад, прообразом матеріальної точки може бути маленьке тіло. Ідеальні об'єкти, на відміну реальних, характеризуються не нескінченним, а цілком певним числом властивостей. Наприклад, властивостями матеріальної точки є маса і можливість перебувати у просторі та часі.

Крім того, теоретично задаються взаємини між ідеальними об'єктами, що описуються законами. З первинних ідеальних об'єктів можна конструювати похідні об'єкти. Через війну теорія, яка описує властивості ідеальних об'єктів, взаємовідносини з-поміж них і якості конструкцій, утворених з первинних ідеальних об'єктів, здатна описати все різноманіття даних, з яким вчений стикається на емпіричному рівні.

Розглянемо основні методи, з допомогою яких реалізується теоретичне знання. Такими методами є: аксіоматичний, конструктивістський, гіпотетико-індуктивний та прагматичний.

При використанні аксіоматичного методу наукова теорія будується у вигляді системи аксіом (положень, що приймаються без логічного доказу) та правил виведення, що дозволяють шляхом логічної дедукції отримати твердження цієї теорії (теореми). Аксіоми не повинні суперечити один одному, бажано також, щоб вони не залежали один від одного. Докладніше про аксіоматичний метод буде розказано нижче.

Конструктивістський метод поряд з аксіоматичним використовується в математичних науках та інформатиці. У цьому вся методі розгортання теорії починається ні з аксіом, і з понять, правомірність використання яких вважається інтуїтивно виправданою. Крім того, задаються правила побудови нових теоретичних конструкцій. Науковими вважаються лише ті конструкції, які справді вдалося побудувати. Цей метод вважається найкращим засобом проти появи логічних протиріч: концепт сконструйований, отже, сам шлях його побудови несуперечливий.

У природознавстві широко застосовується гіпотетико-дедуктивний метод чи метод гіпотез. Основу цього методу складають гіпотези узагальнюючої сили, з яких виводиться решта знання. Поки гіпотеза не відкинута, вона виступає як науковий закон. Гіпотези, на відміну від аксіом, потребують експериментального підтвердження. Детально цей метод буде описано нижче.

У технічних та гуманітарних науках широко застосовується прагматичний метод, суть якого складає логіка т.зв. практичного висновку. Наприклад, суб'єкт Л хоче здійснити A, при цьому він вважає, що не зможе здійснити A, якщо не здійснить. Отже, А приймається за вчинення с. Логічні побудови при цьому виглядають так: А-> р-> с. При конструктивістському методі побудови мали б такий вигляд: А-> с-> нар. На відміну від гіпотетико-дедуктивного висновку, при якому інформація про факт підводиться під закон, при практичному висновку інформація про засіб повинна відповідати поставленій меті р, яка узгоджується з деякими цінностями.

Крім розглянутих методів, існують ще т.зв. описові методи До них звертаються, якщо розглянуті вище методи виявляються неприйнятними. Опис досліджуваних явищ може бути словесним, графічним, схематичним, формально-символічним. Описові методи часто є стадією наукових досліджень, що веде до досягнення ідеалів найрозвиненіших наукових методів. Часто такий метод є найбільш адекватним, оскільки сучасна наука часто має справу з такими явищами, які не підкоряються надто жорстким вимогам.

Абстрагування.

У процесі абстрагування відбувається відхід від конкретних об'єктів, що чуттєво сприймаються, до абстрактних уявлень про них. Абстрагування полягає в уявному відволіканні від якихось менш істотних властивостей, сторін, ознак об'єкта, що вивчається, з одночасним виділенням, формуванням однієї або декількох істотних сторін, властивостей, ознак цього об'єкта. Результат, одержуваний у процесі абстрагування, називають абстракцією.

Перехід від чуттєво-конкретного до абстрактного завжди пов'язаний із відомим спрощенням дійсності. Разом з тим, від чуттєво-конкретного до абстрактного, теоретичного, дослідник отримує можливість глибше зрозуміти досліджуваний об'єкт, розкрити його сутність. p align="justify"> Процес переходу від чуттєво-емпіричних, наочних уявлень про досліджувані явища до формування певних абстрактних, теоретичних конструкцій, що відображають сутність цих явищ, лежить в основі розвитку будь-якої науки.

Оскільки конкретне є сукупність безлічі властивостей, сторін, внутрішніх та зовнішніх зв'язків та відносин, його неможливо пізнати у всьому його різноманітті, залишаючись на етапі чуттєвого пізнання, обмежуючись ним. Тому й виникає потреба в теоретичному осмисленні конкретного, яке називається сходженням від чуттєво-конкретного до абстрактного. Проте формування наукових абстракцій, загальних теоретичних положень перестав бути кінцевою метою пізнання, а є лише засіб глибшого, різнобічного пізнання конкретного. Тому необхідний рух пізнання від досягнутого абстрактного знову до конкретного. Отримуване цьому етапі дослідження логічно-конкретне буде якісно іншим проти чуттєво-конкретним. Логічно-конкретне є теоретично відтворене у мисленні дослідника конкретне у всьому багатстві його змісту. Воно містить у собі вже не лише чуттєво сприймане, а й щось приховане, недоступне чуттєвому сприйняттю, щось суттєве, закономірне, осягнуте лише з допомогою теоретичного мислення, з допомогою певних абстракцій.

Метод сходження від абстрактного до конкретного застосовується при побудові різних наукових теорій і може використовуватися як у суспільних, так і природничих науках. Наприклад, у теорії газів, виділивши основні закони ідеального газу - рівняння Клапейрона, закон Авогадро і т. д., дослідник йде до конкретних взаємодій та властивостей реальних газів, характеризуючи їх суттєві сторони та властивості. У міру поглиблення в конкретне вводяться нові абстракції, які у ролі глибшого відображення сутності об'єкта. Так було в процесі розвитку теорії газів було з'ясовано, закони ідеального газу характеризують поведінка реальних газів лише за невеликих тисках. Облік цих сил призвів до формулювання закону Ван-дер-Ваальса.

Ідеалізація. Думковий експеримент.

Ідеалізація є уявне внесення певних змін у об'єкт, що вивчається відповідно до цілей досліджень. Внаслідок таких змін можуть бути, наприклад, виключені з розгляду якісь властивості, сторони, ознаки об'єктів. Так, поширена в механіці ідеалізація - матеріальна точка має на увазі тіло, позбавлене будь-яких розмірів. Такий абстрактний об'єкт, розмірами якого нехтують, зручний при описі руху найрізноманітніших матеріальних об'єктів від атомів і молекул і до планет Сонячної системи. При ідеалізації об'єкт може наділятися якимись особливими властивостями, насправді нездійсненними. Прикладом може бути введена шляхом ідеалізації фізику абстракція, відома під назвою абсолютно чорного тіла. Це тіло наділяється неіснуючою в природі властивістю поглинати абсолютно всю променисту енергію, що потрапляє на нього, нічого не відображаючи і нічого не пропускаючи крізь себе.

Ідеалізація доцільна тоді, коли реальні об'єкти, що підлягають дослідженню, досить складні для наявних засобів теоретичного, зокрема математичного, аналізу. Ідеалізацію доцільно використовувати в тих випадках, коли необхідно виключити деякі властивості об'єкта, які затемнюють сутність процесів, що протікають в ньому. Складний об'єкт представляється в «очищеному» вигляді, що полегшує вивчення.

Як приклад можна вказати на три різні поняття «ідеального газу», що сформувалися під впливом різних теоретико-фізичних уявлень: Максвелла-Больцмана, Бозе-Ейнштейна та Фермі-Дірака. Однак отримані при цьому всі три варіанти ідеалізації виявилися плідними щодо газових станів різної природи: ідеальний газ Максвелла-Больцмана став основою досліджень звичайних молекулярних розріджених газів, що знаходяться при досить високих температурах; ідеальний газ Бозе-Ейнштейна був застосований для вивчення фотонного газу, а ідеальний газ Фермі-Дірака допоміг вирішити низку проблем електронного газу.

Уявний експеримент передбачає оперування ідеалізованим об'єктом, яке полягає у уявному підборі тих чи інших положень, ситуацій, що дозволяють виявити якісь важливі особливості об'єкта, що досліджується. Будь-який реальний експеримент, перш ніж бути здійсненим на практиці, спочатку робиться дослідником подумки в процесі обмірковування, планування. У науковому пізнанні можуть бути випадки, коли при дослідженні деяких явищ, ситуацій проведення реальних експериментів виявляється взагалі неможливим. Ця прогалина в пізнанні може заповнити лише уявний експеримент.

Наукова діяльність Галілея, Ньютона, Максвелла, Карно, Ейнштейна та інших вчених, які заклали основи сучасного природознавства, свідчить про суттєву роль уявного експерименту у формуванні теоретичних ідей. Історія розвитку фізики багата на факти використання уявних експериментів. Прикладом можуть бути уявні експерименти Галілея, які призвели до відкриття закону інерції.

Основна перевага ідеалізації як методу наукового пізнання полягає в тому, що одержувані на її основі теоретичні побудови дозволяють ефективно досліджувати реальні об'єкти і явища. Спрощення, що досягаються за допомогою ідеалізації, полегшують створення теорії, що розкриває закони досліджуваної галузі явищ матеріального світу. Якщо теорія загалом правильно описує реальні явища, то правомірні та покладені на її основу ідеалізації.

Формалізація. Аксіоми.

Формалізація - особливий підхід у науковому пізнанні, який полягає у використанні спеціальної символіки, що дозволяє відволіктися від вивчення реальних об'єктів, від змісту теоретичних положень, що їх описують, і оперувати натомість деякою безліччю символів (знаків).

Цей метод пізнання полягає в побудові абстрактно-математичних моделей, що розкривають сутність процесів дійсності, що вивчаються. При формалізації міркування про об'єкти переносяться у площину оперування зі знаками (формулами). Відносини знаків замінюють собою висловлювання про властивості та відносини предметів. Таким шляхом створюється узагальнена знакова модель деякої предметної області, що дозволяє виявити структуру різних явищ і процесів при відволіканні якісних характеристик останніх. Висновок одних формул з інших за суворими правилами логіки є формальним дослідженням основних характеристик структури різних, часом дуже далеких за своєю природою явищ.

Прикладом формалізації є широко використовуються в науці математичні описи різних об'єктів, явищ, що ґрунтуються на відповідних змістовних теоріях. При цьому математична символіка не тільки допомагає закріпити вже наявні знання про досліджувані об'єкти, явища, але й виступає свого роду інструментом у процесі подальшого їх пізнання.

З курсу математичної логіки відомо, що для побудови формальної системи необхідно задати алфавіт, задати правила утворення формул, задати правила виведення формул з інших. Важливим достоїнством формальної системи є можливість проведення у межах дослідження якогось об'єкта суто формальним шляхом, оперуючи знаками. Інша перевага формалізації полягає у забезпеченні стислості та чіткості запису наукової інформації.

Слід зауважити, що формалізовані штучні мови не мають гнучкості та багатства мови природної. Натомість у них відсутня багатозначність термінів (полісемія), властива природним мовам. Вони характеризуються точно побудованим синтаксисом та однозначною семантикою.

Аналіз та синтез. Індукція та дедукція. Аналогія

Емпіричний аналіз - це просто розкладання цілого на його складові, простіші елементарні частини. . Як такі частини можуть бути речові елементи об'єкта або його властивості, ознаки, відносини.

Синтез – це, навпаки, – поєднання компонентів складного явища. Теоретичний аналіз передбачає виділення в об'єкті основного та суттєвого, непомітного емпіричного зору. Аналітичний метод при цьому включає результати абстрагування, спрощення, формалізації. Теоретичний синтез - це знання, що розширює, що конструює щось нове, що виходить за рамки наявної основи.

У процесі синтезу виробляється з'єднання воєдино складових частин (сторін, властивостей, ознак тощо.) об'єкта, що вивчається, розчленованих в результаті аналізу. На цій основі відбувається подальше вивчення об'єкта, але як єдиного цілого. При цьому синтез не означає простої механічної сполуки роз'єднаних елементів в єдину систему. Аналіз фіксує переважно те специфічне, що відрізняє частини друг від друга. Синтез розкриває те істотно загальне, що пов'язує частини у єдине ціле.

Ці два взаємозалежних прийому дослідження одержують у кожній галузі науки свою конкретизацію. Із загального прийому вони можуть перетворюватися на спеціальний метод: так, існують конкретні методи математичного, хімічного та соціального аналізу. Аналітичний метод отримав свій розвиток і в деяких філософських школах та напрямках. Те саме можна сказати і про синтез.

Індукція може бути визначена як метод переходу від знання окремих фактів до загального знання. Дедукція - це метод переходу від знання загальних закономірностей до їхнього приватного прояву.

Індукція широко застосовується у науковому пізнанні. Виявляючи подібні ознаки, властивості у багатьох об'єктів певного класу, дослідник робить висновок про властивість цих ознак, властивостей усім об'єктам цього класу. Індуктивний метод відіграв важливу роль у відкритті деяких законів природи – всесвітнього тяжіння, атмосферного тиску, теплового розширення тіл.

Метод індукції може реалізовуватись у вигляді наступних методів. Метод єдиної подібності, у якому завжди спостереження якогось явища виявляється лише одне загальний чинник, й інші - різні. Цей єдиний подібний чинник є причиною цього явища. Метод єдиного відмінності, у якому причини виникнення якогось явища та обставини, у яких воно немає, багато в чому подібні і відрізняються лише одним чинником, присутнім лише першому випадку. Робиться висновок, що це і є причина даного явища. Сполучений метод подібності та відмінності є комбінацією двох вищевказаних методів. p align="justify"> Метод супутніх змін, в якому якщо певні зміни одного явища щоразу тягнуть за собою деякі зміни в іншому явищі, то робиться висновок про причинний зв'язок цих явищ. Метод залишків, при якому якщо складне явище викликається багатофакторною причиною, причому деякі з цих факторів відомі як причина якоїсь частини даного явища, то звідси випливає: причина іншої частини явища - інші фактори, що входять до загальної причини цього явища. Насправді вищевказані методи наукової індукції служать головним чином для знаходження емпіричних залежностей між експериментально спостерігаються властивостями об'єктів і явищ.

Ф. Бекон. трактував індукцію надзвичайно широко, вважав її найважливішим методом відкриття нових істин у науці, основним засобом наукового пізнання природи.

Дедукція навпаки є отримання приватних висновків з урахуванням знання якихось загальних положень. Іншими словами, це рух нашого мислення від спільного до приватного. Але особливо велике пізнавальне значення дедукції проявляється у тому випадку, коли як спільну посилку виступає не просто індуктивне узагальнення, а якесь гіпотетичне припущення, наприклад нова наукова ідея. І тут дедукція є відправною точкою зародження нової теоретичної системи. Створене таким шляхом теоретичне знання зумовлює подальший перебіг емпіричних досліджень та спрямовує побудову нових індуктивних узагальнень.

Отримання нових знань у вигляді дедукції існує у всіх природничих науках, але особливо велике значення дедуктивний метод має у математиці. Математики змушені найчастіше користуватись дедукцією. І математика є, мабуть, єдиною власне дедуктивною наукою.

У науці Нового часу пропагандистом дедуктивного методу пізнання був видатний математик та філософ Р. Декарт.

Індукція та дедукція не застосовуються як ізольовані, відокремлені одна від одної. Кожен із цих методів використовується на відповідному етапі пізнавального процесу. Більше того, у процесі використання індуктивного методу часто «в прихованому вигляді» є і дедукція.

Під аналогією розуміється подібність, подібність якихось властивостей, ознак чи відносин у різних загалом об'єктів. Встановлення подібності (або відмінності) між об'єктами здійснюється внаслідок їх порівняння. Отже, порівняння є основою методу аналогії.

Отримання правильного висновку за аналогією залежить від таких факторів. По-перше від кількості загальних властивостей у порівнюваних об'єктів. По-друге, від легкості виявлення загальних властивостей. По-третє, від глибини розуміння зв'язків цих подібних властивостей. При цьому потрібно мати на увазі, що якщо об'єкт, щодо якого робиться висновок за аналогією з іншим об'єктом, має якусь властивість, не сумісну з тим властивістю, про існування якого повинен бути зроблений висновок, то загальна подібність цих об'єктів втрачає всяке значення .

Існують різні типи висновків за аналогією. Але загальним їм є те, що у всіх випадках безпосередньому дослідженню піддається один об'єкт, а висновок робиться про інший об'єкт. Тому висновок за аналогією у найзагальнішому сенсі можна визначити як перенесення інформації з одного об'єкта на інший. У цьому перший об'єкт, який і піддається дослідженню, називається моделлю, інший об'єкт, який переноситься інформація, отримана результаті дослідження першого об'єкта (моделі), називається оригіналом чи прототипом. Таким чином, модель завжди виступає як аналогія, тобто модель і об'єкт (оригінал), що відображається з її допомогою, знаходяться в певній схожості (подібності).

Метод аналогії застосовується в різних галузях науки: в математиці, фізиці, хімії, кібернетиці, в гуманітарних дисциплінах і т. д.

Моделювання

Метод моделювання заснований на створенні моделі, яка є заступником реального об'єкта через певну схожість з ним. Головна функція моделювання, якщо брати його в широкому розумінні, полягає в матеріалізації, опредмечивании ідеального. Побудова і дослідження моделі рівнозначно дослідженню і побудові об'єкта, що моделюється, з тією лише різницею, що друге відбувається матеріально, а перше - ідеально, не торкаючись самого об'єкта, що моделюється.

Використання моделювання диктується необхідністю розкрити такі сторони об'єктів, які неможливо осягнути шляхом безпосереднього вивчення, або невигідно вивчати їх в такий спосіб з суто економічних міркувань. Людина, наприклад, не може безпосередньо спостерігати процес природного утворення алмазів, зародження та розвитку життя на Землі, цілий ряд явищ мікросвіту та макросвіту. Тому доводиться вдаватися до штучного відтворення подібних явищ у формі, зручною для спостереження та вивчення. У ряді випадків буває набагато вигідніше і економічніше замість безпосереднього експериментування з об'єктом побудувати і вивчити його модель.

Залежно від характеру моделі розрізняють кілька видів моделювання. До уявного моделювання відносяться різні уявні уявлення у формі тих чи інших уявних моделей. Слід зауважити, що уявні (ідеальні) моделі нерідко можуть бути реалізовані матеріально у вигляді фізичних моделей, що чуттєво сприймаються. Фізичне моделювання характеризується фізичною подобою між моделлю та оригіналом і має на меті відтворення в моделі процесів, властивих оригіналу. За наслідками дослідження тих чи інших фізичних властивостей моделі судять про явища, що відбуваються в реальних умовах.

В даний час фізичне моделювання широко використовується для розробки та експериментального вивчення різних споруд, машин, для кращого розуміння якихось природних явищ, для вивчення ефективних та безпечних способів ведення гірничих робіт тощо.

Символічне моделювання пов'язане з умовно-знаковим уявленням якихось властивостей, відносин об'єкта-оригіналу. До символічних (знакових) моделей відносяться різноманітні топологічні та графові уявлення досліджуваних об'єктів або, наприклад, моделі, представлені у вигляді хімічної символіки та відображають стан або співвідношення елементів під час хімічних реакцій. Різновидом символічного (знакового) моделювання є математичне моделювання. Символічна мова математики дозволяє виражати властивості, сторони, відносини об'єктів і явищ різної природи. Взаємозв'язки між різними величинами, що описують функціонування такого об'єкта або явища, можуть бути представлені відповідними рівняннями (диференціальними, інтегральними, алгебраїчними) та їх системами. Чисельне моделювання ґрунтується на раніше створеній математичній моделі об'єкта, що вивчається, або явища і застосовується у випадках великих обсягів обчислень, необхідних для дослідження даної моделі.

Чисельне моделювання особливо важливе там, де не зовсім зрозуміла фізична картина явища, що вивчається, не пізнаний внутрішній механізм взаємодії. Шляхом розрахунків на комп'ютері різних варіантів ведеться накопичення фактів, що дає можливість, зрештою, провести відбір найбільш реальних і можливих ситуацій. Активне використання методів чисельного моделювання дозволяє різко скоротити терміни наукових та конструкторських розробок.

Метод моделювання безперервно розвивається: на зміну одним типам моделей у міру прогресу науки приходять інші. У той самий час незмінним залишається одне: важливість, актуальність, котрий іноді незамінність моделювання як методу наукового пізнання.

Для визначення критеріїв природничо-наукового пізнання у методології науки сформульовано кілька принципів – принцип верифікації та принцип фальсифікації. Формулювання принципу верифікації: якесь поняття чи судження має значення, якщо воно зводиться безпосередньо до досвіду чи висловлювань про нього, тобто. емпірично перевіряється. Якщо ж знайти щось емпірично фіксоване для такого судження не вдається, воно або є тавтологію, або позбавлене сенсу. Оскільки поняття розвиненої теорії, зазвичай, не зводяться до даних досвіду, то їм зроблено послаблення: можлива і непряма верифікація. Скажімо, вказати досвідчений аналог поняття "кварк" неможливо. Але кваркова теорія передбачає ряд явищ, які вже можна зафіксувати досвідченим шляхом, експериментально. І цим побічно верифікувати саму теорію.

Принцип верифікації дозволяє у першому наближенні відмежувати наукове знання від явно ненаукового. Однак він не може допомогти там, де система ідей скроєна так, що рішуче всі можливі емпіричні факти можуть витлумачити на свою користь - ідеологія, релігія, астрологія і т.п.

У таких випадках корисно вдатися ще до одного принципу розмежування науки і не науки, запропонованого найбільшим філософом XX ст. К. Поппером, - принцип фальсифікації. Він говорить: критерієм наукового статусу теорії є її фальсифікованість чи спростування. Інакше кажучи, тільки те знання може претендувати на звання «наукового», яке в принципі спростується.

Незважаючи на зовні парадоксальну форму, цей принцип має простий і глибокий зміст. К. Поппер звернув увагу на значну асиметрію процедур підтвердження та спростування у пізнанні. Жодна кількість яблук, що падають, не є достатньою для остаточного підтвердження істинності закону всесвітнього тяжіння. Однак достатньо лише одного яблука, що полетів геть від Землі, щоб цей закон визнати хибним. Тому спроби фальсифікувати, тобто. спростувати теорію, мають бути найефективнішими у плані підтвердження її істинності та науковості.

Теорія, незаперечна в принципі, не може бути науковою. Ідея божественного творіння світу в принципі незаперечна. Бо будь-яку спробу її спростування можна представити як результат дії того самого божественного задуму, вся складність і непередбачуваність якого нам просто не по зубах. Але якщо ця ідея незаперечна, значить, вона поза наукою.

Можна, щоправда, помітити, що послідовно проведений принцип фальшування робить будь-яке знання гіпотетичним, тобто. позбавляє його закінченості, абсолютності, незмінності. Але це, мабуть, і непогано: саме постійна загроза фальсифікації тримає науку «в тонусі», не дає їй застоятись, спочивати на лаврах.

Таким чином, було розглянуто основні методи емпіричного та теоретичного рівня наукового пізнання. Емпіричне пізнання включає проведення спостережень і експериментів. Пізнання починається зі спостереження. Для підтвердження гіпотези чи дослідження властивостей предмета вчений ставить їх у певні умови – проводить експеримент. У блок процедур експерименту та спостереження входять опис, вимір, порівняння. На рівні теоретичного пізнання широко застосовується абстрагування, ідеалізація, формалізація. Велике значення має моделювання, і з розвитком обчислювальної техніки – чисельне моделювання, оскільки складність і вартість експерименту зростають.

У роботі описано два основні критерії природничо-наукового знання – принцип верифікації та фальсифікації.

1. Алексєєв П.В, Панін А.В. "Філософія" М.: Проспект, 2000

2. Лешкевич Т.Г. «Філософія науки: традиції та новації» М.: ПРІОР, 2001

3. Рузавін Г.І. «Методологія наукового дослідження» М.: ЮНІТІ-ДАНА, 1999.

4. Горєлов А.А. "Концепції сучасного природознавства" - М.: Центр, 2003.

5. http://istina.rin.ru/philosofy/text/3763.html

6. http://vsvcorp.chat.ru/mguie/teor.htm

Предметом природознавстває різні форми руху матерії в природі: їх матеріальні носії (субстрати), що утворюють сходи послідовних рівнів структурної організації матерії, їх взаємозв'язки, внутрішня структура та генезис; основні форми будь-якого буття - простір та час; закономірний зв'язок явищ природи як загального характеру, і специфічного характеру.

Цілі природознавства- подвійні:

1) знаходити сутність явищ природи, їх закони та на цій основі передбачати або створювати нові явища;

2) розкривати можливість використання практично пізнаних законів, зусиль і речовин природи.

Метою природознавства, зрештою, є спроба вирішення про «світових загадок», сформульованих ще наприкінці 19-го століття Еге. Геккелем і Э.Г. Дюбуа Реймоном. Дві з цих загадок відносяться до фізики, дві – до біології та три – до психології. Ось ці загадки:

сутність матерії та сили

Ш походження руху

виникнення життя

Доцільність природи

виникнення відчуття і свідомості

виникнення мислення і мови

Свобода волі.

Завданням природознавстває пізнання об'єктивних законів природи та сприяння їх практичному використанню на користь людини. Природничо знання створюється в результаті узагальнення спостережень, одержуваних і накопичуваних у процесі практичної діяльності людей, і саме є теоретичною основою їхньої діяльності.

Всі дослідження природи сьогодні можна наочно подати у вигляді великої мережі, що складається з гілок та вузлів. Ця мережа пов'язує численні відгалуження фізичних, хімічних та біологічних наук, включаючи синтетичні науки, що виникли на стику основних напрямів (біохімія, біофізика та ін.).

Навіть досліджуючи найпростіший організм, ми маємо враховувати, що це і механічний агрегат, і термодинамічна система, і хімічний реактор з різноспрямованими потоками мас, тепла, електричних імпульсів; це, в той же час, і така собі «електрична машина», що генерує і поглинає електромагнітне випромінювання. І, водночас, це – ні те, ні інше, це – єдине ціле.

Методи природознавства

Процес наукового пізнання у найзагальнішому вигляді є рішення різноманітних завдань, що у ході практичної діяльності. Вирішення при цьому проблем досягається шляхом використання особливих прийомів (методів), що дозволяють перейти від того, що вже відомо, до нового знання. Така система прийомів зазвичай називається методом. Методє сукупність прийомів та операцій практичного та теоретичного пізнання дійсності.

В основі методів природознавства лежить єдність його емпіричної та теоретичної сторін. Вони взаємопов'язані та обумовлюють один одного. Їхній розрив, або переважний розвиток однієї за рахунок іншої, закриває шлях до правильного пізнання природи - теорія стає безпредметною, досвід - сліпим.

Емпірична сторонапередбачає необхідність збирання фактів та інформації (встановлення фактів, їх реєстрацію, накопичення), а також їх опис (виклад фактів та їхня первинна систематизація).

Теоретична сторонапов'язані з поясненням, узагальненням, створенням нових теорій, висуванням гіпотез, відкриттям нових законів, передбаченням нових фактів у межах цих теорій. З їхньою допомогою виробляється наукова картина світу і цим здійснюється світоглядна функція науки.

Методи природознавства можуть бути поділені на групи:

а) загальні методи, що стосуються всього природознавства, будь-якого предмета природи, будь-якої науки. Це різні форми методу, що дозволяє пов'язувати воєдино всі сторони процесу пізнання, всі його ступені, наприклад, метод сходження від абстрактного до конкретного, єдності логічного та історичного. Це, швидше, філософські методи пізнання.

б) особливі методи- спеціальні методи, що стосуються не предмета природознавства в цілому, а лише однієї з його сторін або певного прийому досліджень: аналіз, синтез, індукція, дедукція;

До особливих методів також відносяться спостереження, вимірювання, порівняння та експеримент.

У природознавстві особливим методам науки надається надзвичайно важливе значення, тому в рамках нашого курсу необхідно докладніше розглянути їхню сутність.

Спостереження -це цілеспрямований суворий процес сприйняття предметів дійсності, які мають бути змінені. Історично метод спостереження розвивається як складова частина трудової операції, що включає встановлення відповідності продукту праці його запланованому зразку.

Спостереження як засіб передбачає наявність програми дослідження, що формується з урахуванням попередніх переконань, встановлених фактів, прийнятих концепцій. Окремими випадками методу спостереження є вимірювання та порівняння.

Експеримент -спосіб пізнання, з якого явища реальності досліджуються в контрольованих і керованих умовах. Він відрізняється від спостереження втручанням у досліджуваний об'єкт, тобто активністю щодо нього. Проводячи експеримент, дослідник не обмежується пасивним спостереженням явищ, а свідомо втручається у природний перебіг їх протікання шляхом безпосереднього на досліджуваний процес чи зміни умов, у яких проходить цей процес.

Аналогія -метод пізнання, у якому відбувається перенесення знання, отриманого під час розгляду будь-якого одного об'єкта, на інший, менш вивчений і в даний момент досліджуваний. Метод аналогії ґрунтується на подібності предметів за рядом будь-яких ознак, що дозволяє отримати цілком достовірні знання про предмет, що вивчається.

Аналіз -метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру уявного чи реального розчленування предмета на його частини. Розчленування має на меті перехід від вивчення цілого до вивчення його частин і здійснюється шляхом абстрагування від зв'язку частин один з одним.

Синтез -це метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру з'єднання різних елементів предмета в єдине ціле, систему, без чого неможливо справді наукове пізнання цього предмета. Синтез виступає як метод конструювання цілого, бо як метод уявлення цілого у вигляді єдності знань, отриманих з допомогою аналізу. У синтезі відбувається не просто об'єднання, а узагальнення аналітично виділених та вивчених особливостей об'єкта. Положення, одержувані в результаті синтезу, включаються до теорії об'єкта, яка, збагачуючись і уточнюючись, визначає шляхи нового наукового пошуку.

Індукція -метод наукового пізнання, що є формулюванням логічного висновку шляхом узагальнення даних спостереження та експерименту.

Дедукція -метод наукового пізнання, який полягає у переході від деяких загальних посилок до приватних результатів-наслідків.

Рішення будь-якої наукової проблеми включає висування різних здогадів, припущень, а найчастіше більш менш обґрунтованих гіпотез, за допомогою яких дослідник намагається пояснити факти, що не вкладаються в старі теорії. Гіпотези виникають у невизначених ситуаціях, пояснення яких стає актуальним для науки. З іншого боку, лише на рівні емпіричних знань (і навіть лише на рівні їх пояснення) нерідко є суперечливі судження. Для вирішення цих проблем потрібне висунення гіпотез.

Гіпотезає всяке припущення, здогад чи передбачення, що висувається усунення ситуації невизначеності у науковому дослідженні. Тому гіпотеза є не достовірне знання, а ймовірне, істинність чи хибність якого ще не встановлені.

Будь-яка гіпотеза має бути обов'язково обґрунтована або досягнутим знанням цієї науки, або новими фактами (невизначене знання для обґрунтування гіпотези не використовується). Вона має володіти властивістю пояснення всіх фактів, що належать до даної галузі знання, систематизації їх, а також фактів за межами даної галузі, передбачати появу нових фактів (наприклад, квантова гіпотеза М. Планка, висунута на початку XX ст., призвела до створення квантової механіки, квантової електродинаміки та ін. теорій). При цьому гіпотеза не повинна суперечити фактам, що вже є. Гіпотеза має бути або підтверджена, або спростована.

в) приватні методи- це методи, що діють або лише в межах окремої галузі природознавства, або за межами тієї галузі природознавства, де вони виникли. Такий метод кільцювання птахів, що застосовується у зоології. А методи фізики, використані інших галузях природознавства, призвели до створення астрофізики, геофізики, кристалофізики та інших. Нерідко застосовується комплекс взаємозалежних приватних методів вивчення одного предмета. Наприклад, молекулярна біологія одночасно користується методами фізики, математики, хімії, кібернетики.

Моделювання - метод наукового пізнання, заснований вивчення реальних об'єктів у вигляді вивчення моделей цих об'єктів, тобто. за допомогою вивчення більш доступних для дослідження та (або) втручання об'єктів-заступників природного чи штучного походження, які мають властивості реальних об'єктів.