Эксперимент как элемент эмпирического уровня научного познания представляет собой. Для эмпирического уровня научного познания характерны два основных метода: наблюдение и эксперимент. Основные методы научного познания

В познании различают два уровня: эмпирический и теоретический.

Эмпирический (от гр. Еmреиrиа - опыт) уровень знания - это знание, полученное непосредственно из опыта с некоторой рациональной обработкой свойств и отношений объекта познается. Он всегда является основой, базой для теоретического уровня знания.

Теоретический уровень - это знание, полученное путем абстрактного мышления.

Человек начинает процесс познания объекта с внешней его описания, фиксирует отдельные его свойства, стороны. Затем углубляется в содержание объекта, раскрывает законы, которым он подвергается, переходит к объяснению свойств объекта, объединяет знания об отдельных сторонах предмета в единую, целостную систему, а полученное при этом глубокое разностороннее конкретное знание о предмете и является теорией, что имеет определенную внутреннюю логическую структуру.

Следует отличать понятие "чувственное" и "рациональное" от понятий "эмпирическое" и "теоретическое". "Чувственное" и "рациональное" характеризует диалектику процесса отражения вообще, а "эмпирическое" и "теоретическое" относятся к сфере только научного познания.

Эмпирическое познание формируется в процессе взаимодействия с объектом исследования, когда мы непосредственно влияем на него, взаимодействуем с ним, обрабатываем результаты и делаем вывод. Но получение отдельных эмпирических фактов и законов еще не позволяет построить систему законов. Для того чтобы познать сущность, необходимо обязательно перейти к теоретическому уровню научного познания.

Эмпирический и теоретический уровни познания всегда неразрывно связаны между собой и взаимообуславливают друг друга. Так, эмпирическое исследование, выявляя новые факты, новые данные наблюдения и экспериментов, стимулирует развитие теоретического уровня, ставит перед ним новые проблемы и задачи. В свою очередь, теоретическое исследование, рассматривая и конкретизируя теоретическое содержание науки, открывает новые перспективы объяснения и предсказания фактов и этим ориентирует и направляет эмпирическое знание. Эмпирическое знание опосредуется теоретическим - теоретическое познание указывает, какие именно явления и события должны быть объектом эмпирического исследования и в каких условиях должен осуществляться эксперимент. Теоретически также оказываются и указываются те пределы, в которых результаты на эмпирическом уровне истинные, в которых эмпирическое знание может быть использовано на практике. Именно в этом и состоит эвристическая функция теоретического уровня научного познания.

Граница между эмпирическим и теоретическим уровнями достаточно условна, самостоятельность их друг относительно друга относительная. Эмпирическое переходит в теоретическое, а то, что когда-то было теоретическим, на другом, более высоком этапе развития, становится эмпирически доступным. В любой сфере научного познания, на всех уровнях наблюдается диалектическое единство теоретического и эмпирического. Ведущая роль в этом единстве зависимости от предмета, условий и уже имеющихся, полученных научных результатов принадлежит то эмпирическом, то теоретическом. Основой единства эмпирического и теоретического уровней научного познания выступает единство научной теории и научно-исследовательской практики.

Основные методы научного познания

На каждом из уровней научного познания применяются свои методы. Так, на эмпирическом уровне используются такие основные методы, как наблюдение, эксперимент, описание, измерение, моделирование. Теоретически - анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, индукция, дедукция, идеализация, исторический и логический методы и тому подобное.

Наблюдение - это планомерное и целенаправленное восприятие предметов и явлений, их свойств и связей в природных условиях или в условиях эксперимента с целью познания исследуемого объекта.

Основные функции наблюдения таковы:

Фиксация и регистрация фактов;

Предварительная классификация фактов, уже зафиксированных на основе определенных принципов, сформулированных на основе существующих теорий;

Сравнения зафиксированных фактов.

С усложнением научного познания все больший вес приобретают цель, план, теоретические установки, осмысление результатов. Вследствие этого возрастает роль теоретического мышления в наблюдении.

Особенно сложным является наблюдение в общественных науках, где его результаты во многом зависят от мировоззренчески-методологических установок наблюдателя, его отношение к объекту.

Метод наблюдения ограничен методом, так как с его помощью можно лишь зафиксировать определенные свойства и связи объекта, но невозможно раскрыть их сущность, природу, тенденции развития. Всестороннее наблюдение объекта является основой для эксперимента.

Эксперимент - это исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них с помощью создания новых условий, соответствующих целям исследования, или путем изменения прохождения процесса в определенном направлении.

В отличие от простого наблюдения, которое не предусматривает активного воздействия на объект, эксперимент - это активное вторжение исследователя в природные явления, в ходе процессов, которые изучаются. Эксперимент - это такой вид практики, в котором практическое действие органично сочетается с теоретической работой мысли.

Значение эксперимента заключается не только в том, что с его помощью наука объясняет явления материального мира, но и в том, что наука, опираясь на опыт, непосредственно овладевает теми или иными изучаемыми явлениями. Поэтому эксперимент служит одним из главных средств связи науки с производством. Ведь он позволяет осуществить проверку правильности научных выводов и открытий, новых закономерностей. Эксперимент служит средством исследования и изобретения новых приборов, машин, материалов и процессов в промышленном производстве, необходимым этапом практического испытания новых научно-технических открытий.

Эксперимент широко применяется не только в естественных науках, но и в социальной практике, где он играет важную роль в познании и управлении общественными процессами.

Эксперимент имеет свои специфические особенности по сравнению с другими методами:

Эксперимент дает возможность исследовать объекты в так называемом чистом виде;

Эксперимент позволяет исследовать свойства объектов в экстремальных условиях, что способствует более глубокому проникновению в их сущность;

Важным преимуществом эксперимента является его повторяемость, благодаря чему в научном познании этот метод приобретает особое значение и ценность.

Описание - это указание признаков предмета или явления как существенных, так и несущественных. Описание, как правило, применяется в отношении единичных, индивидуальных объектов для более полного ознакомления с ними. Его целью является дать наиболее полные сведения об объекте.

Измерение - это определенная система фиксации и регистрации количественных характеристик исследуемого объекта с помощью различных измерительных приборов и аппаратов. С помощью измерения определяется отношение одной количественной характеристики объекта к другому, однородной с ней, принятой за единицу измерения. Основными функциями метода измерения является, во-первых, фиксация количественных характеристик объекта; во-вторых, классификация и сравнение результатов измерения.

Моделирование - это изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), которая по своим свойствам определенной степени воспроизводит свойства исследуемого объекта.

Моделирование используется тогда, когда непосредственное изучение объектов по некоторым причинам невозможно, затруднено или нецелесообразно. Различают два основных вида моделирования: физическое и математическое. На современном этапе развития научного познания особенно большая роль отводится компьютерному моделированию. Компьютер, который функционирует по специальной программе, способен моделировать самые реальные процессы: колебания рыночных цен, орбиты космических кораблей, демографические процессы, другие количественные параметры развития природы, общества, отдельного человека.

Методы теоретического уровня познания.

Анализ - это расчленение предмета на его составные части (стороны, признаки, свойства, отношения) с целью их всестороннего изучения.

Синтез - это объединение ранее выделенных частей (сторон, признаков, свойств, отношений) предмета в единое целое.

Анализ и синтез диалектически противоречивые и взаимообусловлены методы познания. Познание предмета в его конкретной целостности предполагает предварительное расчленения его на составляющие и рассмотрение каждой из них. Эту задачу выполняет анализ. Он дает возможность выделить существенное, то, что составляет основу связи всех сторон изучаемого объекта. То есть, диалектический анализ является средством проникновения в сущность вещей. Но, играя важную роль в познании, анализ не дает знания конкретного, знание объекта как единства многообразного, единства различных определений. Эту задачу выполняет синтез. Итак, анализ и синтез органично взаимосвязаны и взаимообуславливают друг друга на каждом этапе процесса теоретического познания.

Абстрагирования - это метод отвлечения от некоторых свойств и отношений объекта и одновременно сосредоточение основного внимания на тех, которые являются непосредственным предметом научного исследования. Абстрагирования способствует проникновению познания в сущность явлений, движения познания от явления к сущности. Понятно, что абстрагирование расчленяет, огрубляет, схематизирует целостную подвижную действительность. Однако именно это и позволяет более глубоко изучить отдельные стороны предмета "в чистом виде". А значит, и проникнуть в их сущность.

Обобщение - это метод научного познания, который фиксирует общие признаки и свойства определенной группы объектов, осуществляет переход от единичного к особому и общему, от менее общего к более общему.

В процессе познания нередко приходится, опираясь на уже существующие знания, делать выводы, которые являются новым знанием о неизвестном. Это осуществляется с помощью таких методов, как индукция и дедукция.

Индукция - это такой метод научного познания, когда на основании знания об отдельном делается вывод об общем. Это способ рассуждения, с помощью которого устанавливается обоснованность выдвинутого предположения или гипотезы. В реальном познании индукция всегда выступает в единстве с дедукцией, органически связана с ней.

Дедукция - это метод познания, когда на основе общего принципа логическим путем из одних положений как истинных с необходимостью выводится новое истинное знание об отдельном. С помощью этого метода отдельное познается на основе знания общих закономерностей.

Идеализация - это способ логического моделирования благодаря которому создаются идеализированные объекты. Идеализация направлена на процессы мыслимой построения возможных объектов. Результаты идеализации - не произвольны. В предельном случае они соответствуют отдельным реальным свойствам объектов или допускают интерпретацию их, исходя из данных эмпирического уровня научного познания. Идеализация связана с "мысленным экспериментом", в результате которого с гипотетического минимума некоторых признаков поведения объектов открываются или обобщаются законы их функционирования. Границы эффективности идеализации определяются практикой.

Исторический и логический методы органически связаны. Исторический метод предполагает рассмотрение объективного процесса развития объекта, реальной его истории со всеми ее поворотами, особенностями. Это определенный способ воспроизведения в мышлении исторического процесса в его хронологической последовательности и конкретности.

Логический метод - это способ, с помощью которого мысленно воспроизводит реальный исторический процесс в его теоретической форме, в системе понятий.

Задачей исторического исследования является раскрытие конкретных условий развития тех или иных явлений. Задачей логического исследования является раскрытие роли, которую отдельные элементы системы играют в составе развития целого.

Есть движение от незнания к знанию. Таким образом, первая ступень познавательного процесса — определение того, что мы не знаем. Важно четко и строго определить проблему, отделив то, что мы уже знаем, от того, что нам еще неизвестно. Проблемой (от греч. problema — задача) называется сложный и противоречивый вопрос, требующий разрешения.

Второй ступенью в является выработка гипотезы (от греч. hypothesis — предположение). Гипотеза - это научно обоснованное предположение, которое требует проверки.

Если гипотеза доказывается большим числом фактов, она становится теорией (от греч. theoria — наблюдение, исследование). Теория — это система знаний, описывающая и объясняющая определенные явления; таковы, например, эволюционная теория, теория относительности, квантовая теория и др.

При выборе лучшей теории важную роль играет степень ее проверяемости. Теория надежна, если она подтверждается объективными фактами (в том числе новонайденными) и если она отличается ясностью, отчетливостью, логической строгостью.

Научные факты

Следует различать объективные и научные факты. Объективный факт — это реально существующий предмет, процесс или состоявшееся событие. Например, фактом является гибель Михаила Юрьевича Лермонтова (1814-1841) на дуэли. Научным фактом является знание, которое подтверждено и интерпретировано в рамках общепринятой системы знаний.

Оценки противостоят фактам и отражают значимость предметов или явлений для человека, его одобрительное или неодобрительное отношение к ним. В научных фактах обычно фиксируется объективный мирта- кой, какой он есть, а в оценках отражаются субъективная позиция человека, его интересы, уровень его морального и эстетического сознания.

Большинство сложностей для науки возникает в процессе перехода от гипотезы к теории. Существуют способы и процедуры, которые позволяют проверить гипотезу и доказать ее или отбросить как неверную.

Методом (от греч. methodos — путь к цели) называется правило, прием, способ познания. В целом метод — это система правил и предписаний, позволяющих исследовать какой-либо объект. Ф. Бэкон называл метод «светильником в руках путника, идущего в темноте».

Методология — более широкое понятие и может быть определена как:

• совокупность применяемых в какой-либо науке методов;
• общее учение о методе.

Поскольку критериями истины в ее классическом научном понимании являются, с одной стороны, чувственный опыт и практика, а с другой — ясность и логическая отчетливость, все известные методы можно разделить на эмпирические (опытные, практические способы познания) и теоретические (логические процедуры).

Эмпирические методы познания

Основой эмпирических методов являются чувственное познание (ощущение, восприятие, представление) и данные приборов. К числу этих методов относятся:

• наблюдение — целенаправленное восприятие явлений без вмешательства в них;
• эксперимент — изучение явлений в контролируемых и управляемых условиях;
• измерение - определение отношения измеряемой величины к
• эталону (например, метру);
• сравнение — выявление сходства или различия объектов или их признаков.

Чистых эмпирических методов в научном познании не бывает, гак как даже для простого наблюдения необходимы предварительные теоретические основания — выбор объекта для наблюдения, формулирование гипотезы и т.д.

Теоретические методы познания

Собственно теоретические методы опираются на рациональное познание (понятие, суждение, умозаключение) и логические процедуры вывода. К числу этих методов относятся:

• анализ — процесс мысленного или реального расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения);
• синтез - соединение выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое;
• — объединение различных объектов в группы на основе общих признаков (классификация животных, растений и т.д.);
• абстрагирование - отвлечение в процессе познания от некоторых свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной его стороны (результат абстрагирования — абстрактные понятия, такие, как цвет, кривизна, красота и т.д.);
• формализация - отображение знания в знаковом, символическом виде (в математических формулах, химических символах и т.д.);
• аналогия - умозаключение о сходстве объектов в определенном отношении на основе их сходства в ряде других отношений;
• моделирование — создание и изучение заместителя (модели) объекта (например, компьютерное моделирование генома человека);
• идеализация — создание понятий для объектов, не существующих в действительности, но имеющих прообраз в ней (геометрическая точка, шар, идеальный газ);
• дедукция - движение от общего к частному;
• индукция — движение от частного (фактов) к общему утверждению.

Теоретические методы требуют эмпирических фактов. Так, хотя индукция сама по себе — теоретическая логическая операция, она все же требует опытной проверки каждого частного факта, поэтому основывается на эмпирическом знании, а не на теоретическом. Таким образом, теоретические и эмпирические методы существуют в единстве, дополняя друг друга. Все перечисленные выше методы — это методы-приемы (конкретные правила, алгоритмы действия).

Более широкие методы-подходы указывают только на направление и общий способ решения задач. Методы-подходы могут включать в себя множество различных приемов. Таковы структурно-функциональный метод, герменевтический и др. Предельно общими методами-подходами являются философские методы:

• метафизический — рассмотрение объекта в покос, статике, вне связи с другими объектами;
• диалектический — раскрытие законов развития и изменения вещей в их взаимосвязи, внутренней противоречивости и единстве.

Абсолютизация одного метода как единственно верного называется догматикой (например, диалектического материализма в советской философии). Некритичное нагромождение различных несвязанных методов называется эклектикой.

Для эмпирического уровня научного познания характерны два основных метода: наблюдение и эксперимент.

Наблюдение – исходный метод эмпирического познания. Наблюдение – целенаправленное, преднамеренное, организованное изучение исследуемого объекта, при котором наблюдатель не вмешивается в этот объект. Оно опирается, в основном, на такие чувственные способности человека как ощущение, восприятие, представление. В ходе наблюдения мы получаем знание о внешних сторонах, свойствах, признаках изучаемого объекта, которое должно быть определенным образом зафиксировано средствами языка (естественного и (или) искусственного), схем, диаграмм, цифр и т.д. К структурным компонентам наблюдения относятся: наблюдатель, объект наблюдения, условия и средства наблюдения (в т.ч. приборы, измерительные инструменты). Впрочем, наблюдение может происходить и без приборов. Наблюдение имеет важное значение для познания, однако у него есть свои недостатки. Во-первых, познавательные возможности наших органов чувств, даже усиленные приборами, все равно ограничены. Наблюдая, мы не можем изменять изучаемый объект, активно вмешиваться в его существование и в условия процесса познания. (Заметим в скобках, что активность исследователя бывает иногда либо не нужна – из-за боязни исказить истинную картину, либо просто невозможна – из-за недоступности объекта, например, или по нравственным соображениям). Во-вторых, наблюдая, мы получаем представления лишь о явлении, лишь о свойствах объекта, но не о его сущности.

Научное наблюдение, по своей сущности, является созерцанием, однако активным созерцанием. Почему активным? Потому что наблюдатель не просто механически фиксирует факты, а целенаправленно их отыскивает, опираясь на уже имеющийся разнообразный опыт, предположения, гипотезы, теории. Научное наблюдение проводится с определенной цепью, направлено на определенные объекты, предполагает выбор определенных методик и приборов, отличается систематичностью, надежностью получаемых результатов, контролем за корректностью.

Зато второй основной метод эмпирического научного познания отличается активно-преобразующим характером. По сравнению с экспериментом наблюдение является пассивным способом исследования. Эксперимент представляет собой активный целенаправленный метод изучения явлений в определенных условиях их протекания, которые могут систематически воссоздаваться, изменяться, контролироваться самим исследователем. То есть особенностью эксперимента является то, что исследователь активно систематически вмешивается в условия протекания научного исследования, что позволяет воспроизводить изучаемые явления искусственно. Эксперимент позволяет изолировать изучаемое явление от других явлений, изучать его, так сказать, в «чистом виде», в соответствии с заранее поставленной целью. В условиях эксперимента можно обнаружить такие свойства, которые нельзя наблюдать в естественных условиях. Эксперимент предполагает использование еще большего арсенала специальных приборов, инструментов установок, нежели наблюдение.

Эксперименты можно классифицировать на:

Ø эксперименты прямые и модельные, первые осуществляются прямо на объекте, а вторые – на модели, т.е. на его «заместителе» объекта, и затем экстраполируются на сам объект;

Ø эксперименты полевые и лабораторные, отличающиеся друг от друга местом проведения;

Ø эксперименты поисковые, не связанные с какими-то уже выдвинутыми версиями, и проверочные, имеющие своей целью проверить, подтвердить или опровергнуть конкретную гипотезу;

Ø эксперименты измерительные, призванные выявить точные количественные соотношения между интересующими нас объектами, сторонами и свойствами каждого из них.

Особым видом эксперимента является мысленный эксперимент. В нем условия для изучения явлений являются воображаемыми, ученый оперирует чувственными образами, теоретическими моделями, однако воображение ученого подчиняется законам науки и логики. Мысленный эксперимент относится, скорее, к теоретическому уровню познания, чем к эмпирическому.

Непосредственному проведению эксперимента предшествует его планирование (выбор цели, типа эксперимента, продумывание его возможных результатов, осмысление тех факторов, которые влияют на данное явление, определение тех величин, которые должны измеряться). Кроме того, необходимо выбрать технические средства проведения и контроля эксперимента. Особенное внимание следует уделить качеству измерительных приборов. Использование именно этих измерительных средств должно быть обосновано. После проведения эксперимента результаты его статистически и теоретически анализируются.

К методам эмпирического уровня научного познания можно отнести также сравнение и измерение. Сравнение – познавательная операция, выявляющая сходство или различие объектов (или ступени их развития). Измерение – процесс определения отношения одной количественной характеристики объекта к другой, однородной с ней и принятой за единицу измерения.

Результатом эмпирического познания (или формой эмпирического уровня знания) являются научные факты. Эмпирическое знание представляет собой совокупность научных фактов, образующих базис теоретического познания. Научный факт – это объективная реальность, зафиксированная определенным способом – при помощи языка, цифр, чисел, диаграмм, фотографии и т.д. Однако не все, что получается в результате наблюдения и эксперимента можно назвать научным фактом. Научный факт возникает в результате определенной рациональной обработки данных наблюдения и эксперимента: их осмысления, интерпретации, перепроверки, статистической обработки, классификации, отбора и т.д. Достоверность научного факта проявляется в том, что он воспроизводим и может быть получен путем новых экспериментов, проводимых в разное время. Факт сохраняет свою достоверность независимо от многообразных интерпретаций. Достоверность фактов во многом зависит от того, каким образом, с использованием каких средств они получены. Научные факты (а также эмпирические гипотезы и эмпирические законы, раскрывающие устойчивую повторяемость и связи между количественными характеристиками исследуемых объектов) представляют знание лишь о том, как протекают процессы и явления, но не объясняют причины и сущность явлений, процессов, лежащих в основе научных фактов.

В предыдущей лекции мы дали определение сенсуализму, а в этой уточним понятие «эмпиризм». Эмпиризм – это направление в теории познания, признающее источником знаний чувственный опыт и считающее, что содержание знания может быть представлено либо как описание этого опыта, либо сведено к нему. Эмпиризм сводит рациональное познание к комбинациям результатов опыта. Основоположником эмпиризма считают Ф. Бэкона (XVI – XVII вв.). Ф. Бэкон считал, что вся предшествующая наука (античная и средневековая) имела созерцательный характер и пренебрегала потребностями практики, находясь во власти догм и авторитета. А «истина – дочь Времени, а не Авторитета». А что говорит время (Новое время)? Во-первых, что «знание – сила» (тоже афоризм Ф.Бэкона): общая задача всех наук – увеличение власти человека над природой и принесение пользы. Во-вторых, что над природой господствует тот, кто к ней прислушивается. Природа побеждается подчинением ей. Что это, по Ф.Бэкону, значит? Что познание природы должно исходить из нее самой и опираться на опыт, т.е. двигаться от изучения единичных фактов из опыта к общим положениям. Но Ф.Бэкон не был типичным эмпириком, он был, так сказать, умным эмпириком, ибо исходным пунктом его методологии был союз опыта и рассудка. Руководящийся собой опыт – это движение на ощупь. Истинный метод заключается в умственной переработке материалов из опыта.

Общелогические методы научного познания используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне. К таким методам относятся: абстрагирование, обобщение, анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия и др.

Об абстрагировании и обобщении, об индукции и дедукции, об аналогии мы говорили в лекции первой темы «Философия познания».

Анализ – это метод познания (прием мышления), состоящий в мысленном расчленении объекта на составляющие его части с целью их относительно самостоятельного изучения. Синтез предполагает мысленное воссоединение составных частей изучаемого объекта. Синтез позволяет представить объект исследования во взаимосвязи и взаимодействии образующих его элементов.

Напомню, что индукция – метод познания, основанный на умозаключениях от частного (единичного) к общему, когда ход мыслей направлен от установления свойств отдельных объектов к выявлению общих свойств, присущих целому классу объектов; от знания частного, знания фактов к знанию общего, знанию законов. В основе индукции лежат индуктивные умозаключения, которые не дают достоверного знания, они лишь как бы «наводят» мысль на открытие общих закономерностей. Дедукция основана на умозаключениях от общего к частному (единичному). В отличие от индуктивных дедуктивные умозаключения дают достоверное знание при условии, что такое знание содержалось в исходных посылках. Индуктивные и дедуктивные приемы мышления взаимосвязаны. Индукция наводит человеческую мысль на гипотезы о причинах и общих закономерностях явлений; дедукция позволяет выводить из общих гипотез эмпирически проверяемые следствия. Ф. Бэкон взамен распространенной в античности средневековье дедукции предложил индукцию, а Р. Декарт был приверженцем метода дедукции (хотя и с элементами индукции), рассматривая все научное знание как единую логическую систему, где одно положение выводится из другого.

4. Целью теоретического уровня научного познания является познание сущности изучаемых объектов, или получение объективной истины – законов, принципов, позволяющих систематизировать, объяснять, предсказывать научные факты, установленные на эмпирическом уровне познания (или те, что будут установлены). Научные факты к моменту теоретической их обработки уже являются обработанными на эмпирическом уровне: они первично обобщены, описаны, классифицированы... Теоретическое познание отражает явления, процессы, вещи, события со стороны их общих внутренних связей и закономерностей, т.е. их сущности.

Основными формами теоретического знания являются научная проблема, гипотеза и теория. Потребность объяснения новых научных фантов, полученных в ходе познания, образует проблемную ситуацию. Научная проблема – это осознание противоречий, возникших между старой теорией и новыми научными фантами, которые необходимо объяснить, а старая теория этого сделать уже не может. (Поэтому часто пишут, что проблема – это знание о незнании.) С целью предположительного научного объяснения сущности научных фактов, приведших к постановке проблемы, выдвигается гипотеза. Это вероятностное знание о возможных закономерностях каких-либо объектов. Гипотеза должна быть эмпирически проверяемой, не должна содержать формально-логических противоречий, должна обладать внутренней стройностью, совместимостью с фундаментальными принципами данной науки. Один из критериев оценки гипотезы – ее способность объяснять максимальное число научных фактов и следствий, выводимых из нее. Гипотеза, объясняющая только те факты, которые привели к постановке научной проблемы, не является научно состоятельной . Убедительным подтверждением гипотезы является открытие в опыте новых научных фактов, подтверждающих предсказанные гипотезой следствия. То есть гипотеза должна обладать и предсказательной силой, т.е. предсказывать появление новых научных фактов, еще не обнаруженных опытом. Гипотеза не должна включать излишние допущения. Гипотеза, всесторонне проверенная и подтвержденная, становится теорией (в других случаях она либо уточняется и видоизменяется, либо отбрасывается). Теория – это логически обоснованная, проверенная на практике целостная, развивающаяся система упорядоченных, обобщенных, достоверных знаний о сущности определенной области действительности. Теория формируется в результате открытия общих законов, раскрывающих сущность исследуемой области бытия. Это высшая, наиболее развитая форма отражения действительности и организации научного знания. Гипотеза дает объяснение на уровне возможного, теория – на уровне действительного, достоверного. Теория не только описывает и объясняет развитие и функционирование различных явлений, процессов, вещей и т.д., но и предсказывает неизвестные еще явления, процессы и их развитие, становясь источником получения новых научных фактов. Теория упорядочивает систему научных фактов, включает их в свою структуру и выводит новые факты в качестве следствий из образующих ее законов и принципов.

Теория служит основанием практической деятельности людей.

Существует группа методов, которые имеют преимущественное значение именно для теоретического уровня познания. Это методы аксиоматический, гипотетико-дедуктивный, идеализации, метод восхождения от абстрактного к конкретному, метод единства исторического и логического анализа и др.

Аксиоматический метод – это способ построения научной теории, при котором в ее основу кладутся некоторые исходные положения – аксиомы, или постулаты, из которых логическим путем (по строго определенным правилам) выводятся все остальные положения данной теории.

С аксиоматическим методом связан гипотетико-дедуктивный метод – способ теоретического исследования, сущность которого заключается в создании системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых, в конечном счете, выводятся утверждения об эмпирических фактах. Сначала создается гипотеза (гипотезы), которая затем дедуктивно разворачивается в систему гипотез; затем эта система подвергается опытной проверке, в ходе которой она уточняется и конкретизируется.

Особенностью метода идеализации является то, что в теоретическое исследование вводится понятие идеального объекта, не существующего в действительности (понятия «точка», «материальная точка», «прямая», «абсолютно черное тело», «идеальный газ» и т.п.). В процессе идеализации происходит предельное отвлечение от всех реальных свойств предмета с одновременным введением в содержание образуемых понятий признаков, нереализуемых в действительности (Алексеев П.В., Панин А.В. Философия. – С.310).

Прежде чем рассмотреть метод восхождения от абстактного к конкретному, уточним понятия «абстрактное» и «конкретное». Абстрактное – это одностороннее, неполное, содержательно «бедное» знание об объекте. Конкретное – это всестороннее, полное, содержательное знание об объекте. Конкретное выступает в двух формах: 1) в форме чувственно-конкретного, с которого начинается исследование, ведущее затем к образованию абстракций (мысленно-абстрактного), и 2) в форме мысленно-конкретного, завершающего исследование на основе синтезирования ранее выделенных абстракций (Алексеев П.В., Панин А.В. Философия. – С.530). Чувственно-конкретное – это объект познания, предстающий перед субъектом в своей непознанной еще полноте (целостности) в самом начале процесса познания. Познание восходит от «живого созерцания» объекта к попыткам построения теоретических абстракций и от них – к нахождению подлинно научных абстракций, позволяющих построить научную концепцию объекта (т.е. мысленно-конкретное), воспроизводящую все существенные, внутренние закономерные связи данного объекта как целостности. То есть этот метод, по сути, состоит в движении мысли ко все более полному, всестороннему и целостному восприятию объекта, от менее содержательного к более содержательному.

Развивающийся объект в своем развитии проходит ряд стадий (этапов), ряд форм, т.е. имеет свою историю. Познание объекта невозможно без изучения его истории. Исторически представить объект означает мысленно представить весь процесс его становления, все разнообразие последовательно сменяющих друг друга форм (стадий) объекта. Однако все эти исторические этапы (формы, стадии) внутренне закономерно связаны. Логический анализ позволяет выявить эти взаимосвязи и приводит к открытию закона, определяющего развитие объекта. Без понимания закономерностей развития объекта его история будет выглядеть как совокупность или даже нагромождение отдельных форм, состояний, этапов...

Все методы теоретического уровня связаны между собой.

Как справедливо отмечают многие ученые, в духовном творчестве наряду с рациональными моментами существуют и моменты нерациональные (не «ир-», а «не-»). Одним из таким моментов выступает интуиция Слово «интуиция» происходит от лат. «пристально смотрю». Интуиция – это способность постижения истины без предварительного развернутого доказательства, как бы в результате какого-то внезапного озарения, без явной осознанности путей и средств, приводящих к этому.

Познавательное отношение человека к миру осуществляется в различных формах - в форме обыденного познания, познания художественного, религиозного, наконец, в форме научного познания. Первые три области познания рассматриваются в отличие от науки как вненаучные формы. Научное познание выросло из познания обыденного, но в настоящее время эти две формы познания довольно далеко отстоят друг от друга.

В структуре научного познания выделяются два уровня - эмпирический и теоретический . Эти уровни не следует смешивать со сторонами познания вообще - чувственным отражением и рациональным познанием. Дело в том, что в первом случае имеются в виду различные типы познавательной деятельности ученых, а во втором - речь идет о типах психической деятельности индивида в процессе познания вообще, причем оба эти типа находят применение и на эмпирическом , и на теоретическом уровнях научного познания.

Сами уровни научного познания различаются по ряду параметров: 1) по предмету исследования . Эмпирическое исследование ориентировано на явления, теоретическое - на сущность; 2) по средствам и инструментам познания; 3) по методам исследования. На эмпирическом уровне это наблюдение, эксперимент, на теоретическом - системный подход, идеализация и т.д.; 4) по характеру добытых знаний. В одном случае это эмпирические факты, классификации, эмпирические законы, во втором - законы, раскрытие существенных связей, теории.

В XVII-XVIII и отчасти в XIX вв. наука еще находилась на эмпирической стадии, ограничивая свои задачи обобщением и классификацией эмпирических фактов , формулированием эмпирических законов. В дальнейшем над эмпирическим уровнем надстраивается теоретический, связанный со всесторонним исследованием действительности в ее существенных связях и закономерностях. При этом оба вида исследования органически взаимосвязаны и предполагают друг друга в целостной структуре научного познания.

Методы применимые на эмпирическом уровне научного познания: наблюдение и эксперимент .

Наблюдение - это преднамеренное и целенаправленное восприятие явлений и процессов без прямого вмешательства в их течение, подчиненное задачам научного исследования. Основные требования к научному наблюдению следующие: 1) однозначность цели, замысла; 2) системность в методах наблюдения; 3) объективность; 4) возможность контроля либо путем повторного наблюдения, либо с помощью эксперимента.

Наблюдение используется, как правило, там, где вмешательство в исследуемый процесс нежелательно либо невозможно. Наблюдение в современной науке связано с широким использованием приборов, которые, во-первых, усиливают органы чувств, а во-вторых, снимают налет субъективизма с оценки наблюдаемых явлений. Важное место в процессе наблюдения (как и эксперимента) занимает операция измерения. Измерение - есть определение отношения одной (измеряемой) величины к другой, принятой за эталон. Поскольку результаты наблюдения, как правило, приобретают вид различных знаков, графиков, кривых на осциллографе, кардиограмм и т.д., постольку важной составляющей исследования является интерпретация полученных данных.

Особой сложностью отличается наблюдение в социальных науках, где его результаты во многом зависят от личности наблюдателя и его отношения к изучаемым явлениям. В социологии и психологии различают простое и соучаствующее (включенное) наблюдение. Психологи наряду с этим используют и метод интроспекции (самонаблюдения).

Эксперимент в отличие от наблюдения - это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях. Эксперимент, как правило, осуществляется на основе теории или гипотезы, определяющих постановку задачи и интерпретацию результатов. Преимущества эксперимента в сравнении с наблюдением состоят в том, во-первых, что оказывается возможным изучать явление, так сказать, в "чистом виде", во-вторых, могут варьироваться условия протекания процесса, в-третьих, сам эксперимент может многократно повторяться.

Различают несколько видов эксперимента.

1) Простейший вид эксперимента - качественный, устанавливающий наличие или отсутствие предлагаемых теорией явлений.

2) Вторым, более сложным видом является измерительный или количественный эксперимент, устанавливающий численные параметры какого-либо свойства (или свойств) предмета, процесса.

3) Особой разновидностью эксперимента в фундаментальных науках является мысленный эксперимент.

4) Наконец: специфическим видом эксперимента является социальный эксперимент, осуществляемый в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента ограничена моральными и правовыми нормами.

Наблюдение и эксперимент являются источником научных фактов , под которыми в науке понимаются особого рода предложения, фиксирующие эмпирическое знание. Факты - фундамент здания науки, они образуют эмпирическую основу науки, базу для выдвижения гипотез и создания теорий.

Обозначим некоторые методы обработки и систематизации знаний эмпирического уровня. Это прежде всего анализ и синтез. Анализ - процесс мысленного, а нередко и реального расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения). Процедурой, обратной анализу, является синтез. Синтез - это соединение выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое.

Значительная роль в обобщении результатов наблюдения и экспериментов принадлежит индукции (от лат. inductio - наведение), особому виду обобщения данных опыта. При индукции мысль исследователя движется от частного (частных факторов) к общему. Различают популярную и научную, полную и неполную индукцию. Противоположностью индукции является дедукция, движение мысли от общего к частному. В отличие от индукции, с которой дедукция тесно связана, она в основном используется на теоретическом уровне познания.

Процесс индукции связан с такой операцией, как сравнение - установление сходства и различия объектов, явлений. Индукция, сравнение, анализ и синтез подготавливают почву для выработки классификаций - объединения различных понятий и соответствующих им явлений в определенные группы, типы с целью установления связей между объектами и классами объектов. Примеры классификаций - таблица Менделеева, классификации животных, растений и т.д. Классификации представляются в виде схем, таблиц, используемых для ориентировки в многообразии понятий или соответствующих объектов.

Рассматривая конкретные методы научного познания, следует понимать, что умение использовать эти методы всегда предполагает наличие специализированных знаний. Это важно учитывать потому, что любые формы и виды научной деятельности обязательно предполагают соответствующую подготовку тех специалистов, которые ею занимаются . Эмпирические методы познания – в том числе даже самый «простой» из них – наблюдение – для своего проведения предполагает, во-первых, наличие определенных теоретических знаний, а, во-вторых, использование специального и часто очень сложного оборудования. Кроме этого, проведение любых научных исследований всегда предполагает наличие определенной проблемной ситуации, в целях разрешения которой и проводятся эти исследования . Поэтому эмпирические методы научного познания – это совсем не то же самое, что и относительно похожие способы изучения реальности, которые проводятся с точки зрения здравого смысла и в рамках обыденно-практической установки.

К эмпирическим методам научного познания относятся:

1. Наблюдение;

2. Эксперимент;

3. Измерение.

Среди названных методов научного познания наблюдения является относительно самым простым методом, так как, например, измерение, предполагая проведение дополнительных процедур, в качестве своей основы обязательно предполагает и соответствующее наблюдение.

Наблюдение

Научное наблюдение – это целенаправленное восприятие предметов, явлений и процессов, как правило, окружающего мира. Отличительная особенность именно наблюдения состоит в том, что это метод пассивной регистрации тех или иных фактов действительности. Среди видов научных наблюдений можно выделить следующие:

В зависимости от цели наблюдения можно разделить на проверочные и поисковые ;

По характеру существования того, что исследуется, наблюдения можно разделить на наблюдения предметов, явлений и процессов, которые существуют объективно , т.е. вне сознания наблюдателя, и интроспекцию, т.е. самонаблюдение ;

Наблюдение объективно существующих предметов принято делить на непосредственные и косвенные наблюдения.

В рамках разных наук роль и место метода наблюдения разная. В некоторых науках наблюдение – это практически единственный способ получения исходных достоверных данных. В частности, в астрономии. Хотя эта наука по существу является прикладным разделом физики и поэтому она основывается на теоретических представлениях этой фундаментальной естественной науки, однако многие данные, которые актуальны именно для астрономии, могут быть получены только посредством наблюдения. Например, знания об объектах, которые расположены на расстоянии нескольких световых лет. Для социологии наблюдение – это также один из основных методов эмпирического научного познания.

Научное наблюдение для своего успешного проведения предполагает наличие проблемной ситуации, а также соответствующего концептуально-теоретического обеспечения. В основе научного наблюдения, как правило, лежит какая-либо гипотеза или теория, для подтверждения или опровержения которой и проводится соответствующее наблюдение . Роль и место концептуальных факторов в научном наблюдении, а также специфику их конкретных видов можно показать с помощью следующих примеров.

Как известно, люди наблюдали движение объектов на небе с незапамятных времен и в результате этого пришли к вполне естественному в рамках здравого смысла выводу о том, что Земля с находящимися на ней наблюдателями стоит неподвижно, а вокруг нее по правильным круговым орбитам равномерно двигаются планеты. Для того чтобы объяснить, почему эти планеты не падают на Землю, а парят в пространстве, было высказано предположение, что Земля находится внутри нескольких прозрачных стеклоподобных сфер, в которые как бы вкраплены планеты и звезды. Вращение этих сфер вокруг своей оси, которая совпадает с центром нашей планеты, приводит к тому, что поверхность сфер начинает двигаться, увлекая за собой прочно закрепленные на ней планеты.

Хотя это представление является совершенно неверным, однако оно вполне согласуется с соответствующей логикой здравого смысла, согласно которой для того, чтобы тело постоянно двигалось и никогда не падало, оно должно за что-либо держаться (в данном случае, быть прикрепленным к прозрачным сферам). Представление о том, что возможно постоянное движение тела по замкнутой траектории без того, чтобы его кто-либо поддерживал, для мышления в рамках здравого смысла соответствующей эпохи кажется невероятным. Следует заметить, что, по своему, здравый смысл «прав»: дело в том, что, действительно, в рамках естественного, обыденного и дотеоретического восприятия движения тел на Земле мы не видим ничего, чтобы могло бы все время перемещаться по замкнутой траектории, паря и не касаясь чего-либо, и при этом не падать. Ньютон, который открыл закон всемирного тяготения, естественно тоже наблюдал движение различных земных и космических тел, в том числе, и Луны. Однако он не просто смотрел на них, но использовал наблюдения для того, чтобы на их основе понять то, что увидеть нельзя. А именно: сопоставив данные скорости движения Луны вокруг Земли и их расстояния между собой с характеристиками движения падающих на Землю тел, он пришел к выводу, что за всем этим скрыта единая и общая закономерность, которая и получила название «закона тяготения».

Данный пример можно рассматривать как случай поискового наблюдения, результатом которого стала формулировка соответствующего закона. Целью поискового наблюдения является сбор фактов как первичного эмпирического материала, на основе анализа которого может быть выделено общее и существенное. Проверочное наблюдение отличается от поискового тем, что здесь конечной целью является не поиск нового теоретического знания, а проверка уже существующего. Проверочное наблюдение – это попытка верификации или опровержения какой-либо гипотезы. Примером такого наблюдения является, допустим, попытка убедиться в том, что закон тяготения носит действительно всемирный характер, т.е. что его действие распространяется на взаимодействие любых массивных тел. Из этого закона, в частности, следует, что чем меньше масса взаимодействующих тел, тем меньше и сила притяжения между ними. Поэтому если мы сможем наблюдать, что сила притяжения у поверхности Луны меньше аналогичной силы у поверхности Земли, которая тяжелее Луны, то из этого следует, что данное наблюдение подтверждает закон тяготения. В ходе полета космонавтов можно наблюдать феномен невесомости, когда люди свободно парят внутри корабля, фактически не притягиваясь ни к одной его стенке. Зная, что масса космического корабля практически ничтожна по сравнению с массой планет, данное наблюдение можно рассматривать как еще одну проверку закона тяготения.

Рассмотренные примеры можно считать случаями непосредственных наблюдений объективно существующих объектов. Непосредственные наблюдения – это такие наблюдения, когда соответствующие объекты можно воспринимать непосредственно, видя их самих, а не только те действия, которые они оказывают на другие объекты. В отличие от непосредственных наблюдений косвенные наблюдения – это такие, когда сам объект исследования вообще не наблюдаем. Однако, несмотря на это в случае косвенного наблюдения все же можно видеть те действия, которые оказывает ненаблюдаемый объект на другие, наблюдаемые предметы. Необычное поведение или состояние наблюдаемых тел, которые нельзя объяснить, если предположить, что в действительности есть только непосредственно наблюдаемые тела и есть исходное условие для косвенного наблюдения. Анализируя особенности необычного поведения видимых объектов и сравнивая его со случаями обычного поведения этих объектов можно сделать определенные выводы о свойствах ненаблюдаемых объектов. Компонент необычности в поведении видимых тел и есть косвенное наблюдение того, что не наблюдаемо непосредственно. Примером косвенных наблюдений будет, допустим, ситуация, связанная с «броуновским движением», а также эмпирическая составляющая знаний о «черных дырах».

Броуновское движение – это постоянное движение мельчайших, но все же с помощью достаточного сильного микроскопа визуально наблюдаемых частиц какого-либо вещества в жидкости. В случае броуновского движения вполне естественен вопрос: какова причина наблюдаемого движения этих частиц? Отвечая на этот вопрос можно предположить, что есть и другие, невидимые частицы, которые сталкиваются с видимыми и тем самым толкают их. Как известно, причина броуновского движения в том, что визуально ненаблюдаемые с помощью оптического микроскопа объекты – атомы и молекулы – все время сталкиваются с наблюдаемыми частицами, заставляя их двигаться. Таким образом, хотя сами атомы и молекулы в оптическом диапазоне (видимый свет) вообще ненаблюдаемы, однако и до изобретения электронного микроскопа их отдельные свойства можно было наблюдать. Естественно, только косвенно.

Что касается «черных дыр», то их непосредственно наблюдать невозможно в принципе. Дело в том, что сила тяготения, которая действует в них, столь велика, что никакой предмет – в том числе, видимый свет – не может преодолеть притяжение этих объектов. Тем не менее, черные дыры можно наблюдать косвенно. В частности, в связи с характерным изменением картины звездного неба вблизи них (за счет искривления пространства гравитационными силами) или в том случае, когда черная дыра и самосветящийся объект (звезда) составляют единую систему, которая по законам механики вращается вокруг общего центра масс. В последнем случае необычное движение звезды по замкнутой траектории (ведь непосредственно наблюдаема только она) и будет случаем косвенного наблюдения черной дыры.

Интроспекция – это наблюдение человека за содержанием собственного сознания. В конце 40-х годов XX в. в США был проведено следующее исследование. Для того чтобы выяснить, возможно ли функционирование сознания в случае паралича тела, испытуемому ввели производное кураре, вещество которое парализует всю мускульную систему человека. Оказалось, что, несмотря на паралич мускулатуры (испытуемый был подключен к аппарату искусственного дыхания, так как самостоятельно дышать он не мог) способность к сознательной деятельности сохранилась. Испытуемый был в состоянии наблюдать за тем, что происходит вокруг него, понимал речь, запоминал события и размышлял о них. Из этого был сделан вывод, что психическая деятельность может осуществляться и при отсутствии какой-либо мышечной активности.

Данные, которые получены в результате наблюдения, могут претендовать на научный статус только в том случае, если будет признана их объективность. Существенным фактором этого является воспроизводимость однажды увиденного другими . Если, например, кто-либо заявит, что он наблюдает нечто, что другие в аналогичных условиях не наблюдают, то это будет достаточным основанием для того, чтобы не признать научный статус данного наблюдения. Если же некоторое «наблюдение» еще и противоречит известным и хорошо установленным закономерностям в области какой-либо сферы знания, то в этом случае со значительной долей уверенности можно сказать, что «наблюдаемого» факта в действительности вообще никогда и не существовало. Видимо, одним из самых широко известных случаев такого псевдонаблюдения можно считать историю с «Лох-Несским чудовищем».

Для придания наблюдению статуса научно значимого знания важным моментом является обоснование того, что наблюдаемый объект, те или иные его свойства существуют объективно , а не являются только результатом воздействия инструментария, который использует наблюдатель. Примером грубой ошибки можно считать случай, когда, допустим, камера фотографирует объект, который в действительности является не удаленным предметом экспонируемой панорамы, а артефактом, который случайно прилип к элементам оптической системы камеры (например, частичка пыли на объективе).

Проблема учета и минимизации влияния субъекта-исследователя на изучаемый объект характерна не только для естествознания, но также и для социальных наук. В частности, в рамках социологии существует понятие «включенного наблюдения », т.е. такого, когда исследователь, который собирает данные о некоторой социальной группе, при этом достаточно долгое время живет рядом или даже в составе этой группы. Последнее делается для того, чтобы те, кто является объектом наблюдения, привыкли к присутствию стороннего наблюдателя, не обращали на не него особого внимания и вели в его присутствии себя так, как они ведут обычно.

Эксперимент

Главное отличие эксперимента от наблюдения состоит в том, что это метод не пассивной регистрации данных, а такой способ познания действительности, где с целью исследования существующих связей и отношений целенаправленно организуется протекание соответствующих процессов и явлений . В ходе проведения эксперимента исследователь сознательно вмешивается в естественный ход событий для того, чтобы выявить хотя и существующую, но часто неочевидную взаимосвязь между изучаемыми явлениями. Эксперимент принято относить к эмпирическим методам познания потому, что здесь, как правило, предполагается манипулирование объективно существующими предметами и процессами материального мира, которые, естественно, можно наблюдать. Однако не в меньшей степени эксперимент связан и с определенными теоретическими представлениями. В основе любого эксперимента всегда лежит определенная гипотеза или теория, для подтверждения или опровержения которых и проводится соответствующий эксперимент.

Среди видов экспериментальных исследований можно выделить следующие:

С точки зрения цели проведения эксперименты также как и научные наблюдения можно разделить на проверочные и поисковые ;

В зависимости от объективных характеристик предметов, с помощью которых проводятся исследования, эксперименты можно разделить на прямые и модельные ;

Эксперимент называется прямым , когда объектом изучения является реально существующий предмет или процесс, и модельным , когда вместо самого предмета используется его, как правило, уменьшенная модель. Особой разновидностью модельных экспериментов является исследования математических моделей тех или иных предметов или процессов. Что касается «мысленных экспериментов » – т.е. таких, где реальное исследование вообще не проводится, а только воображается протекание некоторых процессов и явлений – то последние, строго говоря, не могут быть отнесены к области эмпирического познания, так как по своей сути они представляют разновидность теоретических исследований. Впрочем, во многих случаях на основании мысленного эксперимента может быть проведено и реальное опытное исследование, которое можно рассматривать как материализацию соответствующих теоретических представлений.

Для того чтобы понять роль эксперимента как метода научного познания необходимо себе представлять, что та действительность с которой имеет дело исследователь, изначально предстает перед ним не как строго и систематически организованная цепь отношений и причинно-следственных связей, а лишь как лишь более или менее упорядоченное целое, в рамках которого роль и влияние тех или иных факторов часто не вполне очевидна. Поэтому предварительным условием проведения эксперимента является формулировка гипотезы о том, как именно изучаемые факторы могут быть связаны между собой, а для того, чтобы эту предполагаемую взаимосвязь проверить, необходимо создать условия, чтобы исключить влияние других, относительно случайных и несущественных факторов , действие которых может скрывать или нарушать протекание исследуемых отношений. Например, на основе обыденного восприятия окружающего мира можно заметить, что более тяжелое тело падает на поверхность Земли быстрее, чем более легкое. Так происходит потому, что воздух атмосферы препятствует движению тел. Не зная этого, на основе одного только опыта обыденного наблюдения, предварительно обобщив его, можно прийти к «открытию» не существующей на самом деле зависимости: утверждению о том, скорость падения тела всегда зависит от их массы. В действительности такой связи как постоянной зависимости нет, так как массу Земли можно считать бесконечно большой величиной по сравнению с массой любого предмета, который мы в состоянии сбросить на нее. В силу этого скорость падения любого сбрасываемого тела зависит только от массы Земли. Но как это доказать? Галилей, с именем которого принято связывать начало применения эксперимента как метода научного познания, сделал это следующим образом. Он сбросил с высоты 60 м. (Пизанская башня) одновременно два предмета: мушкетную пулю (200 гр.) и пушечное ядро (80 кг.). Так как оба предмета упали на Землю одновременно, Галилей сделал вывод, что гипотеза о том, что скорость падения тела всегда связана с его массой, неверна.

Опыт Галилея – это пример прямого эксперимента с целью проверки (опровержения) неверной теории, согласно которой скорость падения всегда зависит от массы падающего тела. Несколько изменив исходные условия в опыте Галилея нетрудно организовать проведение такого эксперимента, результаты которого можно интерпретировать в качестве подтверждения теории тяготения. Например, если взять достаточно большую камеру, из которой предварительно был откачен весь воздух, и поместить туда неплотный комок ваты и свинцовый шарик, а затем заставить их падать внутри этой камеры, то в результате можно увидеть, что шарик и комок, имея существенно разные параметры массы, площади поверхности и плотности, тем не менее, в разряженной среде (в отсутствии воздуха) упадут одновременно. Этот факт и можно интерпретировать как подтверждение теории тяготения.

Следует заметить, что далеко не во всех случаях у ученых есть хорошее теоретическое обоснование для экспериментальных исследований. Особенность поисковых экспериментов связана с тем, что они проводятся, чтобы собрать необходимую эмпирическую информацию для построения или уточнения некоторого предположения или догадки . Наглядным примером такого типа исследований могут служить опыты Бенджамина Румфорда по изучению природы тепловых явлений. До создания молекулярно-кинетической теории теплоту считали своего рода материальной субстанцией. В частности, полагали, что нагревание тела связано с добавлением к нему этой субстанции, которую называли теплородом. Специалистам по обработке металла резанием во времена Румфорда было хорошо известно, что при сверлении металла образуется большое количество теплоты. Этот факт в рамках теории теплорода пытались объяснить тем, что при обработке металла теплород отделяется от него и переходит в металлическую стружку, которая образуется в результате сверления. Хотя такое объяснение и выглядит малоубедительным, однако ничего лучшего в тот период предложить не могли.

Румфорд естественно знал о факте сильного тепловыделения при сверлении, однако для того, чтобы его объяснить он проделал следующий эксперимент. Он взял специально затупленное сверло и с его помощью проделал отверстие. В результате выделилось еще больше тепла, чем при действии острым сверлом, но зато было просверлено гораздо меньшее отверстие и образовалось совсем немного опилок. На основании данного эксперимента был сделан вывод: увеличение тепла не связано с образованием опилок, в которые, как считалось, переходит субстанция теплорода. Причина тепла – это не высвобождение и переход особой материальной субстанции теплорода, а движение. Таким образом, эксперимент, проделанный Румфордом, способствовал пониманию того, что тепло – это характеристика определенного состояния вещества, а не что-то добавленное к нему.

Далеко не во всех случаях эксперимент является прямым взаимодействием с изучаемым объектом. Очень часто гораздо экономнее проводить исследование на уменьшенных моделях этих объектов . В частности, примерами таких исследований являются опыты по определению аэродинамических характеристик планера (корпуса) самолета или исследования величины сопротивления воды, которое существует при данных формах корпуса судна. Очевидно, что проведение таких исследований на моделях, соответственно, в аэродинамической трубе или в бассейне гораздо дешевле, чем эксперименты с реальными объектами. При этом, надо понимать, что уменьшенная модель – это не точная копия изучаемого объекта, так как физические эффекты, возникающие при обдуве или движений модели, не только количественно, но и качественно не тождественны тем, которые имеют место в случае полноразмерных объектов. Поэтому для того, чтобы полученные на модельных экспериментах данные могли быть использованы при проектировании полноразмерных объектов, они должны быть пересчитаны с учетом специальных коэффициентов.

В связи с распространением в настоящее время ЭВМ все более широкое распространение получают эксперименты с математическими моделями исследуемых объектов. Предпосылкой математического моделирования является квантификация каких-либо существенных свойств исследуемых объектов и тех закономерностей, которым подчиняются эти объекты. Исходные параметры математической модели – это свойства реально существующих объектов и систем, которые переведены в числовую форму. Процесс математического моделирования – это вычисление тех изменений, которые произойдут с моделью в случае изменения исходных параметров. В силу того, что таких параметров может быть очень много, для их расчета требуется большая затрата сил. Применение ЭВМ позволяет автоматизировать и существенно ускорить процесс соответствующих расчетов. Очевидными достоинствами математического моделирования является возможность получения (за счет обработки большого числа параметров) быстрого расчета возможных сценариев развития моделируемых процессов. Дополнительным эффектом такого вида моделирования является значительная экономия средств, а также минимизация других издержек. Например, проведение расчетов особенностей протекания ядерных реакций с помощью ЭВМ позволили отказаться от реальных испытаний ядерного оружия.

Наглядным и самым известным примером мысленного эксперимента является «корабль Галилея». Во времена Галилея полагали, что покой носит абсолютный характер, а движение – это лишь временный процесс перехода от одного состояния к другому под действием какой-либо силы. Стремясь опровергнуть это утверждение, Галилей представил себе следующее. Пусть человек, который находится в закрытом трюме равномерно движущегося корабля и поэтому ничего не знает о том, что происходит вне трюма, попытается ответить на вопрос: стоит ли корабль на месте или плывет? Размышляя над этим вопросом, Галилей пришел к выводу, что у находящегося в трюме при данных условиях нет никакого способа, для того чтобы узнать правильный ответ. А из этого следует, что равномерное движение неотличимо от покоя и, следовательно, нельзя утверждать, что покой – это естественное, как бы первичное, и поэтому соответствующее абсолютной системе отсчета состояние, а движение – это лишь момент покоя, нечто такое, что всегда сопровождается действием какой-либо силы.

Естественно, мысленный эксперимент Галилея нетрудно реализовать и в натурном исполнении.

Экспериментальные исследования могут проводиться не только в естественных, но и в социально-гуманитарных наука. . Например, в психологии, где на основе экспериментов получены данные, которые используются для обоснования предположений, которые, на первый взгляд, достаточно сложно верифицировать. В частности, до всяких специализированных исследований, на уровне обыденного восприятия взрослому человеку хорошо известно, что его психика отличается от психики ребенка.

Вопрос в том, насколько именно она отличается? Если, допустим, характеризуя уровень психического развития взрослого, используют такие понятия, как «личность» и «самосознание», то можно ли и в каком смысле использовать их для характеристики уровня психического развития ребенка? В каком возрасте, например, у человека уже есть самосознания, а когда его еще нет? На первый взгляд, здесь достаточно сложно сказать что-то определенное. Тем более что и сами эти понятия не являются такими, которые определены строго и однозначно.

Несмотря на эти трудности, психолог Жан Пиаже в своих работах достаточно убедительно показал, что маленький ребенок гораздо в меньшей степени способен к осознанному контролю собственных психических процессов, нежели взрослый. В результате ряда исследований Пиаже пришел к выводу, что дети в возрасте 7-8 лет практически не способны к интроспекции (без которой говорить о самосознании в том смысле, в каком им обладают взрослые люди, вряд ли возможно). Эта способность, по его мнению, постепенно формируется в возрастном промежутке между 7-8 и 11-12 годами. Такие выводы Пиаже сделал на основе ряда экспериментов, содержание которых сводилось к тому, что сначала детям предлагали несложную арифметическую задачу (с которой большинство детей может справиться), а затем просил их объяснить, как именно они пришли к соответствующему решению. По мнению Пиаже, наличие интроспективной способности можно признать существующей, если ребенок может провести ретроспекцию, т.е. способен правильно воспроизвести процесс собственного решения. Если он это сделать не может и пытается объяснить решение, отталкиваясь, например, от полученного результата, как если бы он знал его наперед, то это означает, что ребёнок не обладает интроспективной способностью в том смысле, как это присуще взрослым.

В рамках экономической науки тоже, вероятно, можно осмысленно говорить об экспериментальных исследованиях. В частности, если существует некоторая налоговая ставка, в соответствии с которой осуществляются платежи, но при этом часть налогоплательщиков стремиться занизить или скрыть свои доходы, то в рамках описываемой ситуации могут быть предприняты действия, которые можно назвать экспериментальными. Допустим, зная описываемое положение дел, соответствующие правительственные органы могут принять решение об уменьшении ставки налогового обложения, предполагая, что при новых условиях значительной части налогоплательщиков будет выгоднее платить налоги, нежели уклоняться от них, рискуя получить штрафы и другие санкции.

После введения новых ставок налогообложения необходимо сравнить уровень собираемых налогов с тем, который существовал при прежних ставках. Если окажется, что количество налогоплательщиков возросло, так как некоторые при новых условиях согласились выйти «из тени», и общее количество сборов тоже увеличилось, то полученная информация может быть использована для совершенствования работы налоговых органов. Если же окажется, что никаких изменений в поведении налогоплательщиков не произошло и общее количество собранных налогов упало, то эта информация также может быть использована в работе соответствующих органов, мотивируя их, естественно, к поиску каких-то других решений.

Измерение

Измерение – это нахождение отношение между некоторой величиной и другой, которая принята за единицу измерения . Результат измерения выражается, как правило, некоторым числом, благодаря чему становится возможным подвергнуть полученные результаты математической обработке. Измерение – это важный метод научного познания, так как посредством его можно получить точные количественные данные о величине и интенсивности и на основании этого даже иногда сделать предположения о природе соответствующих процессов или явлений.

Изменение как способ определения величины и интенсивности встречается уже на уровне обыденного восприятия мира. В частности, как субъективное переживание «равенства», «большей» или «меньшей» величины какого-либо явления или процесса по сравнению с другими случаями его проявления. Например, свет может восприниматься как более или менее яркий, а температура оцениваться по таким ощущениям, как «холодно», «очень холодно», «тепло», «жарко», «горячо» и т.п. Очевидным недостатком такого способа определения интенсивности является его субъективность и приблизительность . Впрочем, для уровня обыденного восприятия мира такой «шкалы» может быть достаточно, однако в рамках научного познания подобная приблизительность – это серьезная проблема. Причем настолько, что отсутствие способов и практики точных измерений может даже выступать в качестве одного из серьезных факторов, которые сдерживают научное и техническое развитие.

Понять значимость точных измерений можно, если, допустим, представить себе те задачи, которые должны решить конструкторы и технологи при создании сложного технического устройства (например, двигателя внутреннего сгорания). Для того, чтобы этот двигатель работал и при этом еще имел достаточно высокий КПД, необходимо, чтобы его детали – в частности, поршни и цилиндры – были сделаны с высокой точностью. Причем настолько, что зазор между стенками цилиндра и диаметром поршня должен быть в пределах только десятых долей миллиметра. В свою очередь, для того, чтобы изготовить эти детали двигателя, нужны станки, которые способны обрабатывать металл с такой высокой точностью. Если такой или приближающейся к ней точности при данном техническом оснащении достигнуть нельзя, то двигатель либо вообще не будет работать, либо его КПД будет столь низким, что его использование будет экономически нецелесообразно. То же самое можно сказать и в отношении любых других сколько-нибудь сложных технических устройств.

Квантификация отношений между теми или иными явлениями, которая достигается за счет их выражения в точной количественной форме (последнее находит свое проявление в строгой формулировке соответствующих законов природы посредством использования математических формул) – это не просто своеобразная форма записи данных, а особый способ выражения знания, имеющий при этом совершенно определенное эвристическое значение . В частности, выражение в такой форме широко известного закона всемирного тяготения, согласно которому между любыми двумя телами действует сила притяжения, пропорциональная произведению их масс и обратно пропорциональная квадрату расстояния между ними, ценно не просто как «точное знание», которое может быть представлено в виде компактной формулы . Эвристическая ценность этой и других формул состоит в том, что используя такую форму представления знаний, можно выполнить точный расчет для конкретной ситуации, подставив в формулу определенные значения. На основании соответствующих расчетов можно создать, допустим, самолет или ракету, которые смогут подняться в воздух и не упасть, вылететь за пределы земного притяжения и достигнуть запланированной цели.

Что касается конкретных объектов изменения , то для естественных наук огромное значение имеет умение, прежде всего, определить численные характеристики пространства и времени : величину, расстояние между объектами и длительность соответствующих процессов.

Измерить расстояние между двумя объектами – значит сравнить его с эталоном . До недавнего времени в качестве эталона использовалось тело, сделанное из твердого сплава , форма которого слабо изменялось при изменении внешних условий. В качестве единицы длины был выбран метр – отрезок, сравнимый с размерами человеческого тела. В большинстве случаев этот эталон не укладывается целое число раз на длине измеряемого отрезка. Поэтому оставшаяся длина измеряется при помощи 1/10, 1/100, 1/1000 и т.д. частей эталона. На практике многократное деление исходного эталона невозможно. Поэтому для повышения точности измерения и измерения малых отрезков потребовался эталон существенно меньших размеров, в качестве которого в настоящее время используются стоячие электромагнитные волны оптического диапазона .

В природе существуют объекты, значительно меньшие по размерам длин волн оптического диапазона – это многие молекулы, атомы, элементарные частицы. При их измерении возникает принципиальная проблема: объекты, размеры которых меньше длины волны видимого излучения, перестают отражать свет по законам геометрической оптики и, следовательно, перестают восприниматься в форме привычных зрительных образов. Для оценки размеров таких мелких объектов свет заменяют потоком каких-либо элементарных частиц . В этом случае величина объектов оценивается по так называемым сечениям рассеяния, определяемым отношением числа частиц, изменивших направление своего движения, к плотности падающего потока. Наименьшим расстоянием, известным в настоящее время, является характерный размер элементарной частицы: 10 -15 м. Говорить о меньших размерах бессмысленно.

При измерении расстояний, значительно превышающих 1 м, пользоваться соответствующим эталоном длины тоже оказывается неудобным. Для измерения расстояний, сравнимых с размерами Земли, применяют методы триангуляции и радиолокации . Метод триангуляции состоит в том, что, зная величины одной стороны треугольника и двух прилегающих к ней углов, можно рассчитать величины двух других сторон. Суть метода радиолокации состоит в измерении времени задержки отраженного сигнала, скорость распространения и время отправления которого известны. Однако для очень больших расстояний, например, для измерения расстояний до других галактик, указанные методы оказываются неприменимыми, так как отраженный сигнал оказывается слишком слабым, а углы, под которыми виден объект, оказываются практически неизмеримыми. На очень больших расстояниях наблюдаемыми оказываются только самосветящиеся объекты (звезды и их скопления). Расстояние до них оценивается исходя из наблюдаемой яркости. В настоящее время наблюдаемая часть Вселенной имеет размеры 10 24 м. Говорить о больших размерностях не имеет смысла.

Измерение длительности процесса означает сравнение его с эталоном . В качестве такого эталона удобно выбрать какой-либо периодически повторяющийся процесс а, например колебания маятника . За единицу измерения времени выбрали секунду – интервал, примерно равный периоду сокращения сердечной мышцы человека. Для измерения значительно более коротких периодов времени возникла необходимость в новых эталонах. В их роли выступали колебания кристаллической решетки и движение электронов в атоме . Еще меньшие периоды времени можно измерить, если сравнивать их со временем прохождения света через заданный промежуток. Поэтому наименьшим осмысленным интервалом времени является время прохождения света через минимально возможное расстояние.

При помощи маятниковых часов возможно измерение временных интервалов, значительно превосходящих 1 секунду, но и здесь возможности метода не беспредельны. Периоды времени, сравниваемые с возрастом Земли (10 17 сек.) обычно оцениваются по полураспаду атомов радиоактивных элементов. По современным представлениям, максимальный промежуток времени, о котором имеет смысл говорить, является возраст Вселенной, который оценивается периодом 10 18 сек. (для сравнения: человеческая жизнь длится около 10 9 сек.).

Описанные способы изменений пространства и времени и та точность, которая в этом достигнута, имеют большое теоретическое и практическое значение. В частности, экстраполяция назад во времени наблюдаемого и точно измеренного расширения Вселенной является одним из важных фактов, который приводят в пользу теории Большого взрыва. Благодаря возможности точных измерений получены данные о перемещении материков Земли относительно друга друга на величину примерно равную нескольким сантиметрам в год, что имеет важное значение для геологии.

Умение провести точное изменение имеет большое значение. Данные, которые могут быть получены в результате такого изменения, часто выступают в качестве существенного аргумента в пользу принятия или отклонения какой-либо гипотезы . Например, измерение О. Рёмером в XVII в. скорости света было важным аргументом в пользу признания того, что последний является естественным физическим процессом, а не чем-то иным, нематериальным, скорость чего «бесконечна», как думали в те и последующие времена многие. Способность точно измерить период прохождения светового луча в разные стороны с помощью специально сконструированного прибора (опыт Майкельсона – Морли в 1880 г.) была важным фактором, который во многом способствовал отказу от теории эфира в физике.

Измерение как метод научного познания имеет огромное значение не только для естественных и технических наук, но значим также и для сферы социально-гуманитарного познания . Исходя из собственного опыта все знают, что осмысленный материал запоминается быстрее, чем бессмысленный. Однако насколько? Психолог Герман Эббингауз установил, что осмысленный материал запоминается в 9 раз быстрее, чем бессмысленный. В настоящее время в рамках прикладной психологии измерения широко используются для оценки психических способностей человека.

Социолог Эмиль Дюркгейм на основе анализа статистических данных о числе самоубийств в различных странах Европы установил корреляцию между этим фактом и степенью интеграции между людьми в соответствующих социальных группах. Знание численности населения некоторой страны, динамика смертности и рождаемости – это важные статистические данные для целого ряда прикладных наук об обществе.

Велика роль измерений и статистических данных и для современной экономической науки, особенно в связи с широким использованием в ней математических методов. Например, численный учет спроса и предложения имеет важное значение в сфере маркетинговых исследований.

Такие эмпирические методы познания, как наблюдение, эксперимент и измерения играют огромную роль в современном научном познании и их использование неотделимо от соответствующих теоретических научных представлений. Именно это отличает их от обыденных эмпирических способов познания мира. Эмпирические методы значимы на всех этапах научного познания мира, так как получаемый посредством них материал используется как для подтверждения и опровержения соответствующих теоретических представлений, так и учитывается при их формулировке.

Одна из существенных особенностей, которая связана с современным этапом развития научных эмпирических методов познания, состоит в том, что для получения и проверки соответствующих результатов требуется чрезвычайно сложное и дорогостоящее оборудование . Видимо, можно сказать, что дальнейшее развитие естественных и технических наук во много определяется возможностью и способностью создавать это оборудование . Например, современные исследования в области фундаментальной физики столь дороги, что проводить их способны только некоторые страны, которые имеют специалистов соответствующего уровня и средства для того, чтобы, в частности, участвовать строительстве и эксплуатации такого сложного прибора для экспериментальных исследований, каким является недавно вступивший в строй большой адронный коллайдер.