Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
Общенаучные методы теоретического познания

Общенаучные методы теоретического познания

План

1. Абстрагирования. Восхождение от абстрактного к конкретному

2. Идеализация. Мысленный эксперимент

3. Формализация. Язык науки

4. Индукция и дедукция

Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному

Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных предметов и явлений, их внешних признаков, свойств, связей, которые человек воспринимает с помощью органов чувств. Только в результате изучения чувственно-конкретного человек приходит к каким-то обобщенных представлений, понятий, тех или иных теоретических положений, то есть к научным абстракций. Формирование этих абстракций связано со сложным процессом мышления, имеет способность к абстрагированию.

В процессе абстрагирования происходит переход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов (со всеми их свойствами, сторонами и т.д.) к абстрактным представлениям о них, воспроизведенных в мышлении. Абстрагирования, таким образом, состоит в мысленном пренебрежении какими менее существенными свойствами, признаками, связями исследуемого объекта с одновременным выделением, формированием одной или нескольких существенных признаков, свойств, связей этого объекта. Результат, полученный в процессе абстрагирования, называют абстракцией (или используют термин "абстрактное" в отличие от "конкретного").

В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции. Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое является результатом отождествления некоторого множества предметов (при этом отвлекаются от целого ряда индивидуальных свойств, признаков данных предметов) и объединения их в особую группу. Примером может быть группировка всего разнообразия растений и животных, которые существуют на нашей планете, в особые виды, роды, семейства и т.д. Изолирующая абстракция является результатом выделения определенных свойств, признаков, взаимосвязей, неразрывно связанныхс предметами материального мира, в самостоятельные сущности ( "устойчивость", "растворимость", "электропроводность" и т.п.).

Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь имеет возможность глубже понять изучаемый объект, осознать его сущность.

Конечно, в истории науки имели место и ложные, ошибочные абстракции, которые не отражали, по сути, ничего в объективном мире (эфир, теплород, жизненная сила, электрическая жидкость и т.п.). Использование подобных «мертвых абстракций" создавало лишь видимость объяснения явлений, которые наблюдались. На самом деле никакого углубленного познания в этом случае не происходило.

Развитие естествознания привел к открытию новых настоящих признаков, свойств, связей объектов и явлений материального мира. Необходимым условием прогресса познания стало создание по-настоящему научных, а не "призрачных" абстракций, что позволило глубже познать сущность исследуемых явлений. Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных представлений об исследуемых явлениях к формированию определенных абстрактных, теоретических конструкций, отражающих сущность этих явлений лежит в основе развития любой науки.

Это хорошо прослеживается на примере развития учения об электричестве, в частности прогресса в познании электромагнитных явлений. Вторая половина 19 века началась без особых успехов в теоретическом осмыслении сферы различных явлений, связанных с электричеством. Ф. Энгельс, отмечая "всюдисушисть электричества", что проявляется в разнообразных природных процессах, указывал в то же время на то, что "она является именно той формой движения, по сущности которой еще очень много не понятно". "В учении об электричестве, писал он, мы имеем перед собой ... какое-то неуверенное блуждания в темноте, не связанные друг с другом исследования и много опытов отдельных ученых, которые атакуют неизвестную область вразброд, как орда кочевых наездников ".

Понадобилось огромный теоретический талант Максвелла, который, опираясь на фарадеивськи чувственно-наглядные, эмпирические представления об электромагнитных явлениях, создал свою теорию электромагнитного поля. Максвелл дал идеям Фарадея теоретической совершенства, ввел точное понятие "электромагнитного поля", сформулировал математические законы этого поля.

Поскольку конкретное (то есть реальные объекты, процессы материального мира) является совокупностью множества свойств, признаков, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать во всем его разнообразии, оставаясь на этапе чувственного познания, ограничиваясь им. Поэтому и возникает потребность в теоретическом осмыслении конкретного, то есть в восхождении от чувственно-конкретного к абстрактному.

Но формирование научных абстракций, общих теоретических положений не является конечной целью познания, а представляет собой только средство для более глубокого, разностороннего познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного опять же к конкретному. Полученное на этом этапе знания о конкретном будет качественно иным по сравнению с тем, с чего начинался процесс чувственного познания. Иными словами, конкретное в начале процесса познания (чувственно-конкретное, что является его исходным моментом) и конкретное, что постигается в конце познавательного процесса (его называют логически-конкретным, подчеркивая роль абстрактного мышления в его понимании), коренным образом отличаться друг от друга. < / p>

Логично-конкретное это конкретное во всем богатстве его содержания, теоретически воспроизведено в мышлении исследователя. Оно включает в себя уже не только чувственно воспринято, но и что-то скрытое, недоступное чувственному восприятию, то существенное, закономерное, понятное только благодаря теоретическому мышлению, определенным абстракциям.

Например, понимание электромагнитных явлений (конкретного) после появления знаменитых уравнений Максвелла существенно расширилось и обогатилось. С его математических абстракций вытекали важные выводы, стопкиются конкретных проявлений электромагнитного поля. Эти выводы свидетельствовали, что любое изменение со временем электрического поля приводит к появлению поля магнитного и, наоборот; реально существуют электромагнитные волны (впоследствии экспериментально открытые Герцем) что скорость распространения их в пустоте такая же, как и скорость распространения в ней света (отсюда следовало, что свет имеет электромагнитную природу) что электромагнитная волна переносит определенную энергию; что при столкновении с препятствием эта волна должна оказывать на нее давление (впервые измерил русский физик П. Н. Лебедев, установив, что он совпадает с теоретическим значением, которое установил Максвелл) и т.д.

Новые научные данные существенно пошатнули прежнюю механистическую картину мира, фундамент которой заложил еще И. Ньютон. Представления об окружающем мире изменились. Они стали более разнообразными и гораздо богаче по содержанию.

Рассмотренное выше восхождения от абстрактного к конкретному характеризует общую направленность научно-теоретического познания, имеет целью переход от менее содержательного к более содержательному знания. Иначе говоря, исследователь получает в итоге целостную картину изучаемого объекта во всем богатстве его содержания.

Идеализация. Мысленный эксперимент

Умственная деятельность исследователя в процессе научного познания предполагает особый вид абстрагирования, который называют идеализацией. Идеализация представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целью исследования.

В результате таких изменений могут быть, например, изъяты из рассмотрения какие-то свойства, признаки, связи объектов. Так, широко распространенной в механике идеализацией, что называется материальной точки, следует понимать тело, размерами которого можно пренебречь. Такой абстрактный объект удобен при описании его движения. Причем подобная абстракция является приемлемой в процессе исследования любых реальных объектов от молекул и атомов при рассмотрении многих задач статистической физики и к планетам Солнечной системы при изучении, например, их движения вокруг Солнца.

Изменения объекта в процессе идеализации могут происходить также путем предоставления ему особых свойств, которых в реальной действительности не существует. Примером такого вида идеализации в физике может быть абстракция, известная под названием абсолютно черного тела. Такое тело наделяется несуществующей в природе свойством поглощать абсолютно всю лучистую энергию, поступающую на его поверхность, ничего не отражая. Спектр излучения абсолютно черного тела является идеальным случаем, потому что на него никак не влияет природа вещества излучателя или состояние его поверхности. А если можно теоретически описать спектральное распределение плотности энергии излучения для идеального случая, то можно кое-что узнать и о процессе излучения в целом.

Указанная идеализация сыграла важную роль в прогрессе научного познания в области физики, потому что помогла выявить ошибочность некоторых представлений, существовавших во второй половине 19 века. Эти представления в случае исследования абсолютно черного тела приводили к парадоксальной ситуации.

Физики начали работать над проблемой излучения абсолютно черного тела в конце прошлого века. Начав с предположений, основанные на законах классической термодинамики и оптики, они попытались вывести формулу энергетического спектра излучения. Эти попытки потерпели неудачу, потому что с ними был связан вывод, известный под названием "ультрафиолетовой катастрофы". По теории следовало, что абсолютно черное тело, нагретое до высоких температур, должно излучать бесконечно большое количество энергии на высоких частотах, то есть в ультрафиолетовой части спектра и за ее пределами ... В случае абсолютно черного тела теория предсказывала катастрофу, однако прогноз не оправдался.

Проблема расчета количества энергии, которую излучает идеальный излучатель абсолютно черное тело, серьезно занялся Макс Планк. Он работал над этой проблемой долгих четыре года. Наконец, в 1900 году ему удалосья найти решение в виде формулы, правильно описывала спектральное распределение энергии излучения абсолютно черного тела. Так работа с идеализированным объектом помогла заложить основы квантовой теории, ознаменовавшей радикальный переворот в науке.

Целесообразность использования идеализации определяют такие обстоятельства.

Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда реальные объекты, которые следует исследовать, достаточно сложные по наличных средств теоретического (в частности математического) анализа, а относительно идеализированного случая можно, использовав эти средства, построить и развить теорию, по определенных условиях эффективно описывать свойства и поведение этих реальных объектов. Последнее, по сути, и свидетельствует целесообразность идеализации и отделяет ее от бесплодной фантазии.

Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют сущность процессов, протекающих в нем. Сложный объект предстает как бы в "очищенном" виде "что облегчает его изучение.

На эту гносеологическую возможность идеализации обратил внимание Ф. Энгельс, который подтвердил ее, приведя в пример исследования Сади Карно: "Он изучил паровую машину, проанализировал ее работу, обнаружил, что основной процесс не выступает в ней в чистом виде, а затемненный всякого рода побочными процессами, устранил эти несущественные для главного процесса побочные обстоятельства и сконструировал идеальную паровую машину (или газовую машину), которую, однако, так же нельзя построить, как нельзя, например, провести геометрическую линию или геометрическую плоскость, но которая оказывает , во своему, такие услуги, как эти математические абстракции. Она представляет процесс, который рассматривается в чистом, независимом, неискаженном виде ".

В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда признаки, свойства, связи исследуемого объекта, которые изымаются из рассмотрения, не влияют в рамках данного исследования на его сущность. выеще уже упоминалось, например, о том, что абстракция материальной точки позволяет в некоторых случаях представлять самые разнообразные объекты от молекул или атомов до гигантских космических объектов. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень большую роль. Если в ряде случаев, возможно, и целесообразно рассматривать атомы в виде материальных точек, то такая идеализация становится недопустимой, когда речь идет об изучении структуры атома. Точно так же можно считать материальной точкой нашу планету, рассматривая ее вращения вокруг Солнца, но отнюдь не в том случае, когда речь идет о ее собственное суточное вращение.

Следует отметить, что если существуют различные теоретические подходы к изучению какого-либо явления, то характер идеализации может быть очень разным. В качестве примера можно рассмотреть три разных понятия "идеального газа", сформировавшиеся под влиянием различных теоретико - физических представлений Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Все три варианта идеализации, полученные при этом, оказались плодотворными в процессе изучения газовых состояний различной природы. Идеальный газ Максвелла-Больцмана стал основой для исследований обычных молекулярных разреженных газов, находящихся при достаточно высоких температурах идеальный газ Бозе-Эйнштейна нашел применение при изучении фотонного газа, а идеальный газ Ферми-Дирака помог решить ряд проблем электронного газа.

Как разновидность абстрагирования, идеализация предполагает элемент чувственной наглядности (обычный процесс абстрагирования приводит к образованию мысленных абстракций, которые практически лишены всякой наглядности). Эта особенность идеализации очень важна для реализации такого специфического метода теоретического познания, которым является мысленный эксперимент (его еще называют мыслимым, субъективным, идеализированным).

Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом (замещающего в абстракции объект реальный) оперирования состоит в мысленном создании того или иного состояния, различных ситуаций, позволяющий выявить какие-то важивые особенности изучаемого объекта. В этом проявляется определенное сходство между воображаемым (идеализированным) и реальным экспериментами. Более того, любой реальный эксперимент, прежде чем он будет осуществлен на практике, исследователь сначала "прокручивает" в воображении в процессе обдумывания, планирования. В этом случае мысленный эксперимент выступает в качестве предварительного идеального плана реального эксперимента.

Вместе с тем, мысленный эксперимент играет и определенную самостоятельную роль в науке. При этом, сохраняя сходство с реальным экспериментом, он в то же время существенно отличается от него. Назовем эти различия.

Реальный эксперимент это метод, связанный с практическим, предметно-манипулятивным, "орудийную" познанием окружающего мира. В мысленном же эксперименте исследователь оперирует не материальными объектами, а их идеализированными образами; само же оперирования происходит в его сознании, то есть чисто мысленно.

Возможность проведения реального эксперимента зависит от наличия соответствующего материально-технического (а иногда и финансового) обеспечения. Мысленный эксперимент такого обеспечения не нуждается.

В реальном эксперименте приходится учитывать реальные физические и другие ограничения для его проведения, невозможность в ряде случаев устранить негативное влияние внешних факторов в ходе проведения эксперимента, искажение полученных результатов по указанным причинам. В этом плане мысленный эксперимент имеет явные преимущества над экспериментом реальным. В мысленном эксперименте можно абстрагироваться от действия нежелательных факторов, проведя его в идеализированном, "чистом" виде.

В научном познании бывают случаи, когда, исследуя некоторые явления, ситуации, провести реальные эксперименты вообще невозможно. 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 вформировании теоретических идей. История развития физики богата фактами использования мысленных экспериментов. Примером могут быть мысленные эксперименты Галилея, которые помогли открыть закон инерции.

Реальные эксперименты, в которых было устранить фактор трения, казалось бы, подтверждали концепцию Аристотеля, которая господствовала на протяжении тысячелетий. Она утверждала, что движущееся тело останавливается, если сила, толкающая его, прекращает свое действие. Такое утверждение основывалось на простой констатации фактов, которые можно наблюдать в реальных экспериментах (пуля или тележку, получив силовое воздействие, катятся уже без него по горизонтальной поверхности, а затем неизбежно замедляют свое движение и, наконец, останавливаются). В этих экспериментах не удавалось наблюдать равномерное-непрерывное движение по инерции.

Галилей, проделав в воображении указанные эксперименты с поэтапной идеализацией поверхностей трения и доведением до полного изъятия трения по взаимодействию опроверг аристотелевскую точку зрения и сделал единственно правильный вывод. Этот вывод можно было получить только с помощью мысленного эксперимента. Таким образом было открыто фундаментальный закон механики движения. "... Закон инерции, писали А. Эйнштейн и Л. Инфельд, нельзя вывести непосредственно из эксперимента, его можно вывести умозрительно с помощью мышления, опирается на наблюдения . Этот эксперимент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он и приводит к глубокому пониманию действительных экспериментов ".

Результаты мысленных экспериментов иногда могут поставить перед наукой серьезные проблемы, решить которые непросто. Как интересный пример можно привести мысленный эксперимент Максвелла, вызвавший сенсацию в начале 70-х годов прошлого века. Этот мысленный эксперимент, описанный в его работе "Теория теплоты", ставил под сомнение второе начало термодинамики. В своем мысленном эксперименте Максвелл предположил существование особой существа "Демона", "... возможности которого столь чрезвычайные, что он может не телькы следить за каждой молекулой на ее пути, но и делать то, что в настоящее время для нас невозможно "." Допустим, писал Максвелл, что имеем резервуар, разделенный на две части А и В перегородкой с небольшим отверстием, и существо, которое может видеть отдельные молекулы, открывает и закрывает это отверстие так, чтобы дать возможность только более быстрым молекулам перейти из А в В и только более медленным перейти с в в А. Это существо, таким образом, без выполнения работы повысит температуру в в и снизит в А вопреки второму началу термодинамики ".

Бой с «демоном» Максвелла продолжался в течение длительного времени. Только в 20 веке американские физики Сцилард, Димерс и Гэйбори доказали, что второе начало термодинамики является верным и никакого "вечного двигателя", даже с помощью "демона", построить нельзя. Они спроектировали и рассчитали машину-демона и убедились, что такая машина работать будет, но требует питания за счет внешней энергии. Причем затраты энергии на работу такой машины окажутся

Загрузка...

Страницы: 1 2