Презентация по концепции современного естествознания. Научное познание
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Лекция по дисциплине «Концепции современного естествознания» ТЕМА: НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ Доцент кафедры экологии и ЗОС Гунина Галина Николаевна Содержание 1. Структура научного познания. 2. Основные методы научного исследования. 3. Динамика развития науки. Принцип соответствия. 1. Структура научного познания Научное познание – это объективно-истинное знание о природе, обществе и человеке, полученное в результате научно-исследовательской деятельности и, как правило, апробированное (доказанное) практикой. Естественно-научное познание структурно состоит из эмпирического и теоретического направлений научного исследования. Отправной точкой любого из этих направлений научного исследования является получение научного, эмпирического факта (рис.1). Рисунок 1 – Структура естественно-научного познания Признаки эмпирического познания: - сбор фактов; - первичное обобщение; - описание наблюдаемых и экспериментальных данных; - систематизация; - классификация. Главным в эмпирическом направлении исследования в некоторых областях естествознания является наблюдение. Наблюдение – это длительное, целенаправленное и планомерное восприятие предметов и явлений объективного мира. Эксперимент – это научно поставленный опыт, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в точно учитываемые условия. Отличительная особенность научного эксперимента - эксперимент способен воспроизвести каждый исследователь в любое время. Найти аналогии в различиях – необходимый этап научного исследования. Эксперимент может быть проведен на моделях, т.е. на телах, размеры и масса которых пропорционально изменены по сравнению с реальными телами. Результаты модельных экспериментов можно считать пропорциональными результатам взаимодействия реальных тел. Возможно проведение мысленного эксперимента, т.е. представить себе тела, которых вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме. В современной науке проводят и идеализированные эксперименты, т.е. мысленные эксперименты с применением идеализаций. Идеализация – метод, с помощью которого ученый мысленно создает абстрактные объекты, не существующие в действительности. На основании эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические обобщения. Обобщение – прием мышления, основанный на сравнении объектов, в результате которого устанавливаются общие свойства и признаки объектов. О. предполагает рассмотрение объектов как части общего. Теоретическое познание На теоретическом уровне познания помимо эмпирических фактов требуются понятия, которые создаются или берутся из других разделов науки. Формирование понятий относится к теоретическому исследованию. Понятие есть мысль, отражаемая предметами и явлениями в их общих и существенных чертах, свойствах сокращенно, концентрированно. Например: материя, движение, масса, скорость, энергия, растение, животное, человек и др.. Важным способом теоретического уровня исследования является выдвижение гипотез. Гипотеза – это особого рода научное предположение о непосредственно наблюдаемых или вообще неизвестных формах связи явлений или причинах, производящих эти явления. Гипотеза как предположение выдвигается для объяснения фактов, которые не укладываются в имеющиеся законы и теории. Г. выражает прежде всего процесс становления знания, в теории же в большей степени фиксируется достигнутый этап в развитии науки. При выдвижении какой-либо гипотезы принимается во внимание не только ее соответствие эмпирическим данным, но и некоторые методологические принципы, получившие название критериев простоты, красоты, экономии мышления и т.п. После выдвижения определенной гипотезы исследование опять возвращается на эмпирический уровень для ее проверки. Цель – проверка следствий из этой гипотезы, о которых ничего не было известно до ее выдвижения. Если гипотеза подтверждается эмпирической проверкой, то она приобретает статус закона природы, если нет – считается отвергнутой. Закон природы является наилучшим выражением гармонии мира. Например: Закон сохранения и превращения энергии, Законы Менделя, Закон всемирного тяготения, Законы движения. Закон – внутренняя причинная, устойчивая связь между явлениями и свойствами различных объектов, отражающая отношения между объектами. Если изменения одних объектов или явлений (причина) вызывает вполне определенное изменение других (следствие), то это означает проявление действия закона. Например, периодический закон Д. И. Менделеева устанавливает связь между зарядом атомного ядра и химическими свойствами данного химического элемента. Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется научной теорией. Принцип фальсифицируемости научных положений, т.е. их свойство быть опровергаемыми на практике, остается в науке непререкаемым. Эксперимент, который направлен на опровержение данной гипотезы, носит название решающего эксперимента. Естествознание изучает мир с целью творения законов его функционирования как продуктов человеческой деятельности, отражающих периодически повторяющиеся факты действительности. Итак, наука строится на основе наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументации. Наука в содержательном плане – это совокупность эмпирических обобщений и теорий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом. Причем творческий процесс создания теории и аргументации в их поддержку играет в науке не меньшую роль, чем наблюдение и эксперимент. 2. Основные методы научного исследования Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры. Д. И. Менделеев Эмпирический и теоретический уровни знания различаются по предмету, средствам и результатам исследования. Знание – проверенный практикой результат познания окружающего мира; обобщенное отражение действительности в мышлении человека. Метод – это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единообразных результатов всеми исследователями. Выделяются эмпирические и теоретические методы. К эмпирическим методам относятся наблюдение, описание, измерение, сравнение, эксперимент. Научные методы Эмпирические Теоретические Наблюдение Описание Измерение Сравнение Эксперимент Моделирование (предметное, физическое) Эмпирическое обобщение Формализация Аксиоматизация Анализ Синтез Индукция Дедукция Обобщение Аналогия Математизация Абстрагирование Наблюдение – это длительное, целенаправленное и планомерное восприятие предметов и явлений объективного мира. Можно выделить два вида наблюдения – непосредственное и с помощью приборов. При осуществлении наблюдения с помощью соответствующих приборов в микромире требуется обязательный учет свойств самого прибора, его рабочей части, характера взаимодействия с микрообъектом. Наблюдение Описание Описание – это результат наблюдения и эксперимента, состоящий в фиксировании данных с помощью определенных систем обозначений, принятых в науке. Описание как метод научного исследования производится как путем обычного языка, так и специальными средствами, составляющими язык науки (символы, знаки, матрицы, графики и т.д.). Важнейшими требованиями к научному описанию являются точность, логическая строгость и простота. Измерение Измерение представляет собой познавательную операцию, обеспечивающую численное выражение измеряемых величин. И. осуществляется на эмпирическом уровне научного исследования и включает количественные эталоны и стандарты (вес, длина, координаты, скорость и т.д.). Измерение осуществляется субъектом как непосредственно, так и опосредованным образом. И. делится на два вида: прямое и косвенное. Прямое измерение представляет собой непосредственное сравнение измеряемого объекта или явления, свойства с соответствующим эталоном; косвенное определение величины измеряемого свойства на основе учета определенной зависимости от других величин. Косвенное измерение помогает производить определение величин в таких условиях, когда непосредственное измерение усложнено или невозможно. Так, например, измерение тех или иных свойств многих космических объектов, галактических микропроцессов и т.д. Сравнение Сравнение – сопоставление объектов с целью выявления признаков сходства или признаков различия между этими объектами. Известный афоризм гласит: «Все познается в сравнении». Для того чтобы сравнение было объективным, оно должно отвечать следующим требованиям: — сравнивать необходимо сопоставимые явления и предметы (нет смысла сравнивать человека с треугольником или животного с метеоритом и т.д.); — сравнение должно осуществляться по наиболее важным и существенным признакам, т.к. сравнение по несущественным признакам может привести и заблуждению. Эксперимент Эксперимент – научно поставленный опыт, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в точно учитываемые условия, что дает возможность изучать их влияние на объект в «чистом виде». В отличие от наблюдения эксперимент характеризуется вмешательством исследователя в положение изучаемых объектов благодаря активному воздействию на предмет исследования. Э. широко распространен в естественных науках (физике, химии, биологии, физиологии и других). В социальных исследованиях значение Э. ограничено: - моральными, гуманистическими соображениями; - тем, что большинство социальных явлений нельзя воспроизвести в лабораторных условиях; - тем, что многие социальные явления невозможно многократно повторять, изолировать от прочих общественных явлений. Научные методы теоретического уровня исследований Формализация Аксиоматизация Анализ Синтез Индукция Дедукция Обобщение Аналогия Математизация Формализация Формализация – отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях, т.е. построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов. Формализация играет важную роль в анализе, уточнении и экспликации научных понятий. Экспликация (от лат. E xplicatio – разъяснение) – уточнение понятий и утверждений естественного и научного языка с помощью средств символической логики). Формализация неразрывно связана с построением искусственных или формализованных научных законов. Аксиоматизация Аксиоматизация – построение теорий на основе аксиом- утверждений, доказательства истинности которых не требуется. Истинность всех утверждений аксиоматической теории обосновывается в результате строгого соблюдения дедуктивной техники вывода (доказательства) и нахождения (или построения) интерпретации аксиоматических систем. При самом же построении аксиоматики исходят из того, что принятые аксиомы – истины. Анализ Анализ – фактическое или мысленное расчленение целостного предмета на составные части (стороны, признаки, свойства, отношения или связи) с целью его всестороннего изучения. Анализ, разлагая предметы на части и изучая каждую из них, должен обязательно рассматривать их не сами по себе, а как части единого целого. Синтез Синтез – фактическое или мысленное воссоединение целого из частей, элементов, сторон и связей, выделенных с помощью анализа. С помощью синтеза мы восстанавливаем предмет как конкретное целое во всем многообразии его проявлений. В естественных науках анализ и синтез применяются не только теоретически, но и практически. В социально- экономических и гуманитарных исследованиях предмет исследования подвергается лишь мысленному расчленению и воссоединению. Анализ и синтез как методы научного исследования выступают в органичном единстве. Индукция Индукция – метод исследования и способ рассуждения, в котором общий вывод о свойствах предметов и явлений строится на основе отдельных фактов или частных посылок. Например, переход от анализа фактов и явлений к синтезу полученных знаний осуществляется методом индукции. С помощью индуктивного метода можно получить знание не достоверное, а вероятное, причем различной степени достоверности. Дедукция Дедукция – это переход от общих рассуждений или суждений к частным. Вывод новых положений с помощью законов и правил логики. Дедуктивный метод имеет первостепенное значение в теоретических науках как средство их логического упорядочения и построения, особенно когда известны истинные положения, из которых можно получить логически необходимые следствия. Обобщение Обобщение – логический процесс перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему знанию, – при этом устанавливаются общие свойства и признаки исследуемых объектов. Получение обобщенного знания означает более глубокое отражение действительности, проникновение в ее сущность. Аналогия Аналогия – прием познания, представляющий собой умозаключение, в ходе которого на основе сходства объектов по некоторым признакам (свойствам и связям) делается вывод об их сходстве и в других свойствах, связях. Умозаключение по аналогии играет существенную роль в развитии научного познания. Многие важные открытия в сфере естествознания были сделаны путем переноса общих закономерностей, свойственных одной области явлений, на явления в другой области. Например, Х. Гюйгенс на основании аналогии свойства света и звука пришел к выводу о волновой природе света. Дж. К. Максвелл распространил этот вывод на характеристики электромагнитного поля. Выявление определенного сходства отражательных процессов живого организма и некоторых физических процессов способствовало созданию соответствующих кибернетических устройств. Математизация Математизация – проникновение аппарата математической логики в естественные и другие науки. Математизация современного научного знания характеризует его теоретический уровень. С помощью математики формулируются основные закономерности развития естественно-научных теорий. Математические методы находят широкое применение и в социально-экономических науках. Создание (под непосредственным влиянием практики) таких отраслей, как линейное программирование, теория игр, теория информации и появление электронных математических машин открывает совершенно новые перспективы. Моделирование Моделирование – изучение объекта путем создания и исследования его модели (копии), замещающей оригинал, с определенных сторон, интересующих исследователя. В зависимости от способа воспроизведения, т.е. от тех средств, при помощи которых строится модель, все модели могут быть разделены на два вида: «действующие», или материальные, модели; «воображаемые», или идеальные, модели. К материальным моделям можно отнести макеты моста, плотины, здания, самолета, корабля и т.д. Они могут быть построены из того же материала, что и изучаемый объект, или на основе чисто функциональной аналогии. Идеальные, мысленные модели подразделяются на: мысленные конструкции (модели атома, галактики), теоретические схемы , воспроизводящие в идеальной форме свойства и связи исследуемого объекта, и знаковые (математические формулы, химические знаки и символики и др.). Особо выделяются кибернетические модели, которые заменяют еще недостаточно изученные управляющие системы, помогают исследовать законы функционирования данной системы (например, моделирование отдельных функций человеческой психики). Абстрагирование Абстрагирование – метод познания, при котором происходит мысленное отвлечение и отбрасывание тех предметов, свойств и отношений, которые затрудняют рассмотрение объекта исследования в «чистом» виде, необходимом на данном этапе изучения. Посредством абстрагирующей работы мышления возникли все понятия, категории естественных и социально- экономических наук: материя, движение, масса, энергия, пространство, время, растение, животное, биологический вид, товар, деньги, стоимость и др. Общенаучные методы исследования Классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком. Логический метод – это метод воспроизведения в мышлении сложного развивающего объекта в форме определенной теории. При логическом исследовании объекта мы отвлекаемся от всех случайностей, несущественных фактов, зигзагов, т.е. из которых вычленяется самое главное, существенное, определяющее общий ход и направленность развития. Исторический метод – это когда воспроизводятся все детали, факты познаваемого объекта во всем конкретном многообразии исторического развития. Исторический метод предполагает исследование конкретного процесса развития, а логический метод – исследование общих закономерностей движения объекта познания. Статистические методы позволяют определять средние значения, которые, в свою очередь, позволяют определять то общее, что характерно (типично) для всей совокупности исследуемых объектов. Итак, на теоретическом уровне осуществляется объяснение объекта, раскрываются его внутренние связи и сущностные процессы (теоретические законы). Если эмпирическое познание является исходным для формирования научных законов, то теория позволяет объяснить эмпирический материал. Оба эти уровня познания тесно связаны между собой. Общими для них являются и те формы, в которых осуществляются чувственные образы (ощущения, воспри- ятия, представления) и рациональное мышление (понятия, суждения и умозаключения). 3. Динамика развития науки. Принцип соответствия. Наука есть наилучший путь для того, чтобы сделать человеческий дух героическим. Д. Бруно Внутренняя динамика развития науки имеет свои особенности на каждом из уровней исследования. Эмпирическому уровню присущ обобщающий характер, поскольку даже отрицательный результат наблюдения или эксперимента вносит свой вклад в накопление знаний. Теоретический уровень отличается более скачкообразным характером, так как каждая новая теория представляет собой качественное преобразование системы знаний. Новая теория, пришедшая на смену старой, не отрицает ее полностью (хотя в истории науки имели место случаи, когда приходилось отказываться от ложных концепций теплорода, эфира, электрической жидкости и т.п.), но чаще ограничивает сферу ее применимости, что позволяет говорить о преемственности в развитии теоретического знания. Вопрос о смене научных концепций является одним из наиболее актуальных в методике современной науки. В первой половине XX в. основной структурной единицей исследования признавалась теория и вопрос о ее смене ставился в зависимости от ее эмпирического подтверждения или опровержения. Главной методологической проблемой считалась проблема сведения теоретического уровня исследования к эмпирическому, что, в конечном счете, оказалось невозможным. В начале 60-х гг. XX в. американский ученый Т. Кун выдвинул концепцию, в соответствии с которой теория до тех пор остается принятой научным обществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования в данной области. Парадигма Парадигма – это совокупность теоретических и методологических предпосылок, определяющих конкретное научное исследование, которая воплощается в научной практике на данном этапе. П. является основанием выбора проблем, а также моделью, образцом для решения исследовательских задач. П. позволяет решать возникающие в научных исследованиях затруднения, фиксировать изменения в структуре знания, происходящие в результате научной революции и связанные с накоплением новых эмпирических данных. Динамика развития науки Принцип соответствия Принцип соответствия (ПС) в его наиболее общей форме утверждает, что теории, справедливость которых экспериментально установлена для той или иной области естествознания, с появлением новых, более общих теорий не устраняются как нечто ложное, но сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельная форма и частный случай новых теорий. ПС является одним из важнейших достижений естествознания XX в. Благодаря ПС история естествознания предстает перед нами не как хаотическая смена различных, более или менее удачных теоретических воззрений, не как череда их катастрофических крушений, а как закономерный и последовательный процесс развития познания, идущего ко все более широким обобщениям, как познавательный процесс, каждая ступень которого имеет объективную ценность и доставляет частицу абсолютной истины, обладание которой становится все более и более полным. С этой точки зрения процесс познания понимается как процесс движения к абсолютной истине через бесконечную последовательность относительных истин. Процесс движения к абсолютной истине происходит не плавно, не путем простого накопления фактов, а диалектически – через революционные скачки, при которых всякий раз преодолевается противоречие между накопившимися фактами и господствующей в данное время парадигмой. ПС соответствия показывает, как именно в естествознании абсолютная истина складывается из бесконечной последовательности относительных истин. Принцип соответствия утверждает, что: - каждая естественно-научная теория является относительной истиной, содержащей элемент абсолютной истины; - смена естественно-научных теорий – это не последовательность разрушений разных теорий, а логический процесс развития естествознания, движения разума через последовательность относительных истин к абсолютной; - как новые, так и старые теории образуют единое целое. Таким образом, согласно ПС развитие естествознания представляется как процесс последовательного обобщения, когда новое не просто отрицает старое, а отрицает с удержанием всего того положительного, что было накоплено в старом. Выводы 1. Естественно-научное познание структурно состоит из эмпирического и теоретического направлений научного исследования. В структуре эмпирического направления, исследования проводят по следующей схеме: эмпирический факт, наблюдения, научный эксперимент, эмпирические обобщения. В структуре теоретического метода действует иная схема: научный факт, понятия, гипотеза, закон природы, научная теория. 2. Научный метод представляет собой яркое воплощение единства всех форм знаний о мире. Тот факт, что познание в естественных, технических, социальных и гуманитарных науках в целом совершается по некоторым общим правилам, принципам и способам деятельности, свидетельствует, с одной стороны, о взаимосвязи и единстве этих наук, а с другой – об общем, едином источнике их познания, которым служит реальный мир: природа и общество. 3. Теория до тех пор остается принятой научным обществом, пока не подвергается сомнению основная парадигма (установка, образ) научного исследования. Динамика развития науки происходит так: старая парадигма – нормальная стадия развития науки – революция в науке – новая парадигма. 4. Принцип соответствия утверждает, что развитие естествознания происходит, когда новое не просто отрицает старое, а отрицает с удержанием всего положительного, что было накоплено в старом. |