Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Общенаучные методы эмпирического познания

Общенаучные методы эмпирического познания

План

1. Наблюдение

2. Эксперимент

3. Измерение

Наблюдение

Наблюдение является чувственным отображением предметов и явлений внешнего мира. Это исходный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объектах окружающей действительности.

Научное наблюдение (в отличие от обычного, повседневного наблюдения) имеет ряд особенностей:

· целеустремленность (наблюдение должно осуществляться для достижения поставленной цели исследования, а внимание наблюдателя должна фиксироваться только на явлениях, связанных с этой задачей);

· планомерность (наблюдение должно осуществляться по четкому плану, составленному в соответствии с целью исследования);

· активность (исследователь должен активно вести поиск, выделять нужные моменты в явлении, за которым наблюдает, привлекая для этого свои знания и опыт, используя различные технические средства наблюдения).

Научные наблюдения всегда сопровождаются описанием объекта познания. Это нужно для того, чтобы зафиксировать те свойства, стороны исследуемого объекта, которые являются предметом исследования. Описание результатов наблюдений составляет эмпирический базис науки, опираясь на который исследователи формулируют эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным параметрам, проводят их классификацию по определенным свойствами, характеристиками, выясняют последовательность этапов их становления и развития.

Практически каждая наука проходит указанную первоначальную "описательную" стадию развития. Описание должно воспроизводить достоверную и адекватную картину самого объекта, точно отражать исследуемые явления. Важно, чтобы понятия, используемые для описания, всегда имели четкий и однозначный смысл. В процессе развития науки, формирование ее основ изменяются и средства описания, часто возникают новые системы понятий.

Наблюдениекак метод познания в целом удовлетворяет потребности науки в описательно-эмпирической стадии развития. Дальнейший прогресс научного познания связан с переходом многих наук к следующему, более высокой ступени развития, на котором наблюдения дополняются экспериментальными исследованиями, в основе которых целенаправленное воздействие на объекты исследования.

Что касается наблюдения, то оно исключает деятельность, направленную на преобразование, изменение объектов познания. Это обусловлено рядом обстоятельств: недоступностью этих объектов для практического воздействия (например, наблюдение за удаленными космическими объектами) нежелательностью влияния, учитывая цель исследования, вмешательства в процесс, за которым наблюдают (фенологические, психологические и другие наблюдения);

отсутствием технических, энергетических, финансовых и других возможностей для осуществления экспериментальных исследований объектов познания.

По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными и опосредованными.

Непосредственные наблюдения дают возможность отображать, воспринимать те или иные свойства, признаки объекта с помощью органов чувств. Такие наблюдения дали много полезного для развития науки. Известно, например, что наблюдение за размещением планет и звезд на небе, которые проводил в течение более двадцати лет Тихо Браге с поразительной как для невооруженного глаза точностью, стали эмпирической основой для открытия Кеплером его известных законов.

В наше время непосредственные визуальные наблюдения широко используются в космических исследованиях как важный (а иногда и незаменимый) метод научного познания. Визуальные наблюдения с борта пилотируемой орбитальной станции наиболее простой и очень эффективный метод исследования параметров атмосферы, поверхности суши и океана из космоса в видимом диапазоне. С орбиты искусственного спутника Земли глаз человека может уверенно определить границы облачного покрова, типы облаков, границы выноса мутных речных вод в море, осмотреть рельеф дна на мелководье,определить характеристики океанических вихрей и пыльных бурь диаметром в несколько сотен километров, различить типы планктона и т.п. Комплексное восприятие явлений, по которым осуществляется наблюдение, выборочная способность человеческого зрения и логический анализ результатов наблюдений это те уникальные свойства метода визуальных наблюдений, которыми не обладает ни один набор аппаратуры.

Возможности визуального метода наблюдений существенно увеличиваются, если использовать инструменты, которые расширяют возможности человеческого зрения. Это могут быть бинокли, зрительные трубы, приборы ночного видения с оптико-электронным усилением света.

Хотя непосредственные наблюдения продолжают играть важную роль в современной Науке, однако чаще всего научное наблюдение бывает опосредованным, то есть осуществляется с помощью тех или иных технических средств. Появление и развитие таких средств во многом определили то огромное расширение возможностей метода наблюдений, которое произошло за последние четыре века.

Если, например, в начале 17 века астрономы наблюдали за небесными телами невооруженным глазом, то изобретение Галилея (речь идет о применении оптического телескопа в 1608 году) подняло астрономические наблюдения на новый, более высокий уровень. А создание в наше время рентгеновских телескопов и размещение их на борту орбитальных станций в космическом пространстве (рентгеновские телескопы могут работать только за пределами земной атмосферы) позволило осуществлять наблюдение за такими объектами во Вселенной (пульсары, квазары), которые были 6 невозможно изучать каким другим способом.

Как и развития технических средств для наблюдений за удаленными объектами, создание в 17 веке оптического микроскопа, а гораздо позже уже в 20 веке, и электронного микроскопа позволило исследователям наблюдать удивительный мир микрообъектов и микроявлений.

Развитие современного естествознания связано с возрастанием роли так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, каки исследует ядерная физика, нельзя наблюдать непосредственно ни с помощью органов чувств человека, ни с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследований в атомной физике, это не самые микрообъекты, а только результат их воздействия на определенные объекты, которые являются техническими средствами исследования. Например, при изучении свойств заряженных частиц с помощью камеры Вильсона эти частицы воспринимаются исследователем косвенно благодаря таким видимым их проявлениям, как образование треков, состоящих из множества капелек жидкости.

Косвенные наблюдения обязательно основываются на определенных теоретических положениях, устанавливающих определенную связь (скажем, в виде математически выраженной функциональной зависимости) между явлениями, которые можно наблюдать, и теми, которые не поддаются наблюдению. Подчеркивая роль теории в процессе таких наблюдений, А. Эйнштейн в разговоре с В. Гейзенбергом заметил: "Можно или нельзя наблюдать данное явление зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя". < / p>

Вообще, любые научные наблюдения, хоть они и опираются в первую очередь на работу органов чувств, требуют в то же время участия и теоретического мышления. Исследователь, опираясь на свои знания, опыт, должен осознать чувственные ощущения и выразить их (описать) или в понятиях обычного языка, или более строго и упрощенно с помощью определенных научных терминов, в виде каких-то графиков, таблиц, рисунков и т.п..

Часто наблюдения играют важную эвристическую роль в научном познании. В процессе наблюдений можно открыть совершенно новые явления, которые позволяют обосновать ту или иную научную гипотезу. Приведем лишь один пример из истории космических исследований. Участники длительных экспедиций в космос на орбитальной станции "Салют-бы" наблюдали за состоянием Мирового океана, ведь над ним и даже в его глубинах формируется погода планеты. Эти наблюдения помогли проявлениеити так называемые синоптические вихри. Последние представляют собой специфические образования в океане, которые отличаются своими размерами и цветом. Некоторые из них имеют зеленоватый окрас, что указывает на подъем глубинных вод к поверхности, другие отличаются голубой окраской здесь вода с поверхности уходит в глубину. Благодаря этим наблюдениям удалось подтвердить гипотезу академика Г. И. Марчука, согласно которой в Мировом океане есть энергоактивные зоны. Эти зоны играют роль своеобразных "генераторов погоды". Именно над такими аномалиями и происходит формирование циклонов.

Чтобы получить определенные выводы об изучаемом явлении, выявить его существенные признаки, чаще всего нужно провести значительное количество наблюдений. Например, чтобы получить даже краткосрочный (до 7-10 суток) прогноз погоды, необходимо провести огромное количество наблюдений за различными метеорологическими параметрами атмосферы. Такие наблюдения в наше время проводятся на более 10 тысячах метеорологических станциях, собирают необходимую информацию вблизи и непосредственно на земной поверхности, и на более чем 800 станциях радиозондирования, которые размещаются во всей толще атмосферы. К этому следует добавить метеорологическую информацию, является результатом наблюдений, проведенных с помощью оснащенных специальной аппаратурой морских судов и самолетов, беспилотных метеорологических спутников Земли и пилотируемых орбитальных станций. Все это большой комплекс технических средств обеспечивает глобальные наблюдения за состоянием атмосферы, поверхности суши и океана с целью изучения тех физических процессов, которые определяют аномалии погоды на нашей планете.

Сущность изложенного дает основания утверждать, что наблюдение является чрезвычайно важным методом эмпирического познания, обеспечивает получение различной информации об окружающем мире. Как свидетельствует история науки, если правильно использовать этот метод, то он достаточно плодотворным.

Эксперимент

Эксперимент более сложный метод эмпирического познания поривняно с наблюдением. Он предполагает активный, целеустремленный и строго контролируемый влияние исследователя на изучаемый объект с целью выявления и изучения тех или иных его сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может изменять исследуемый объект, создавать искусственные условия для его изучения, вмешиваться в естественный ход процессов.

Составными частями эксперимента есть и другие методы эмпирического исследования (наблюдения, измерения). В то же время он имеет важные, присущие только ему особенности.

Во-первых, эксперимент позволяет изучать объект в "очищенном" виде, то есть можно устранить различные побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. Например, проведение некоторых экспериментов невозможно без специально оборудованных помещений, защищенных (экранированных) от внешних электромагнитных воздействий на исследуемый объект.

Во-вторых, в ходе эксперимента объект может находиться в искусственных, в определенной степени, в частности экстремальных условиях, то есть изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях или, наоборот, в вакууме, в среде с огромным напряженностью электромагнитного поля и т.п. При таких искусственно созданных условиях удается обнаружить странные, порой неожиданные свойства объектов и тем самым глубже понять их сущность. В этом аспекте очень интересными и перспективными являются космические эксперименты, которые позволяют изучать объекты, явления в таких особых, необычных условиях (невесомость, глубокий вакуум), которые невозможно создать в земных лабораториях.

В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор может вмешиваться в него, активно влиять на его ход. Как отмечал академик И. П. Павлов, "опыт будто берет явления в свои руки и удается то к одному, то к другому, и таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях проявляет настоящий связь между явлениями. Иначе говоря, наблюдение собирает то , что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что хочет ".

В-четвертых, важным перевамощью многих экспериментов является их воспроизводимость. Это означает, что условия эксперимента, а соответственно и проведены при этом наблюдения, измерения можно воспроизвести столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

В истории науки известен, например такой случай. Американский физик Шенкланд, который изучал столкновения фотонов с электронами, пришел к выводу о невыполнении закона сохранения энергии в элементарном акте столкновения. Эти эксперименты вызвали сенсацию. Но ряд крупных физиков, в том числе А. Ф. Иоффе, отнеслись к ним скептически. Тогда Шенкланд решил повторить свои эксперименты. Пытаясь воссоздать свои прежние результаты, он нашел ошибку в методике экспериментирования. Оказалось, что при правильной постановке эксперимента закон сохранения энергии подтверждается и в указанном элементарном акте столкновения. Так благодаря воспроизводимости экспериментальных исследований эксперимент Шенкланда опроверг первый.

Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий. Так, научный эксперимент:

· никогда не ставится наобум, а предполагает наличие четко сформулированной цели исследования;

• не проводится "вслепую", всегда базируется на каких-то исходных теоретических положениях;

• не осуществляется беспланово, хаотично; предварительно исследователь составляет план его проведения;

· требует определенного, необходимого для его реализации, уровня развития технических средств познания;

· должен проводиться людьми, которые имеют достаточно высокую квалификацию.

Только совокупность всех этих условий определяет успех экспериментальных исследований.

В зависимости от характера проблем, которые решаются в ходе экспериментов, последние, конечно, делятся на исследовательские и проверочные.

Исследовательские эксперименты дают возможность выявить в объекте новые, неизвестные свойства. Результатом таких экспериментов могут быть выводы, не вытекающие из предыдущих знаний об объекте исследования. укся только количественной стороны свойств микрочастицы величины энергии, импульса, ее пространственной локализации. Качественная же специфика микрочастиц не претерпит в результате возбуждения никаких изменений: электрон остается электроном, протон протоном и т.д.

Учитывая методику проведения и полученные результаты, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Качественные эксперименты имеют поисковый характер и не дают возможности получить какие-то количественные соотношения. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В реальной практике экспериментального исследования оба указанных типа экспериментов реализуются, как правило, в виде последовательных этапов развития познания.

Как известно, связь между электрическими и магнитными явлениями впервые установил датский физик Эрстед в результате исключительно качественного эксперимента. Поместив магнитную стрелку компаса рядом с проводником, через который проходил электрический ток, он обнаружил, что стрелка отклоняется от первоначального положения. После того, как

Эрстед опубликовал свое открытие, количественные эксперименты провели французские ученые Био и Савар, а также Ампер. их эксперименты стали основанием для вывода соответствующей математической формулы. Все эти качественные и количественные эмпирические исследования были положены в основу учения о электромагнетизм.

В зависимости от отрасли научного знания, где применяется экспериментальный метод исследования, различают естественнонаучный, прикладной (в технических науках, в сельскохозяйственной науке и т.д.) и социально-экономический эксперименты.

Завершая обзор экспериментального метода исследования, следует обратить внимание на еще одну очень важную проблему планирования эксперимента. В первую половине 20 века все экспериментальные исследования сводились к проведению так называемого однофакторного эксперимента, когда менялся якив объекта или явления с помощью специальных технических устройств.

Огромное значение измерений для науки отмечали многие известные ученые. Например, Д. И. Менделеев подчеркивал, что "наука начинается с того момента, когда начинают измерять". А известный английский физик В. Томсон (Кельвин) указывал на то, что "каждая вещь известна лишь настолько, насколько ее можно измерить".

Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, основанных на определенных принципах и средствах измерения. Под принципами измерения в данном случае понимают какие-то явления, лежащие в основе измерений (например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта).

Наличие субъекта (исследователя), который проводит измерения, не всегда является обязательным. Он может и не брать непосредственного участия в процессе измерения, если измерительная процедура является составной частью работы автоматической информационно-измерительной системы. Последняя базируется на использовании электронно-вычислительной техники. Причем, когда появились сравнительно недорогие компьютеры, измерительная техника получила возможность создавать "интеллектуальные" приборы, обработку данных измерений осуществляют одновременно с собственно измерительными операциями.

Результат измерения имеет вид определенного числа единиц измерения. Единица измерения это эталон, с которым сравнивается характеристика объекта или явления, измеряется (эталона присваивается числовое значение "1"). Существует много единиц измерения, соответствует большом количестве объектов, явлений, их свойств, характеристик, связей, приходится измерять в процессе научного познания. При этом единицы измерения подразделяются на основные, которые являются базисными при построении системы единиц, и производные, выводимые из других единиц на основе каких математических соотношений.

Методика построения системы единиц как совокупности основных и производных единиц впервые предложил в 1832 году К. Гавсе. Он предложил систему единиц, в которой за основу были приняты три произвольные, независимые друг от друга основные единицы длины (миллиметр), массы (мг) и времени (секунда). Все остальные (производные) единицы можно было определить с помощью этих трех. Позже, с развитием науки и техники, появились и другие системы единиц физических величин, построенные по принципу, предложенному Гауссом. Они базировались на метрической системе мер, но отличались друг от друга основными единицами.

Кроме того, в физике появились так называемые естественные системы единиц. их основные единицы определялись на основе законов природы (это исключало произвол человека как фактора, влияющего на построение указанных систем). В качестве примера можно привести «естественную» систему физических единиц, предложенную в свое время Максом Планком. За ее основу было взято "мировые стали": скорость света в вакууме, стала тяжести, постоянная Больцмана и постоянная Планка. Взяв эти величины за основу и приравняв их к "1", Планк получил ряд производных единиц (длины, массы, времени и температуры).

Ученый писал по поводу единиц предложенной им системы так: "Эти величины сохраняют свое естественное значение, пока законы всемирного тяготения и распространение света в вакууме и два основных

Загрузка...

Страницы: 1 2