Методическая разработка для проведения лекций по теме «Научный метод» дисциплины «Концепции современного естествознания»

Кислинский В.Б.
Сызранский филиал
ФГБОУ ВПО
«Самарский государственный экономический университет»
2015 год
Методическая разработка для проведения лекционных занятий по дисциплине «Концепции современного естествознания».


Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Научный метод.

Наука является важнейшим элементом духовной культуры людей. Традиционно принято разделять всю имеющуюся научную информацию на два основных раздела – на естественнонаучную, в которой объединяют знания об окружающей природе, и на гуманитарную, в которую включают знания о человеке, обществе и духовной жизни людей. Впервые разделение наук на естественнонаучные, т.е. науки о природе, и гуманитарные, т.е. науки об обществе, культуре, было введено в Баденской школе неокантианства. Для естественных наук предметом исследования являются объекты природы, в сфере гуманитарных наук изучаются события, субъекты.
1.1. Специфика и взаимосвязь естественнонаучного
и гуманитарного типов культур.
Не вдаваясь в дискуссию о том, что такое культура, остановимся на одном из самых простых его определений:
Культура – это совокупность созданных человеком материальных и духовных ценностей, а также сама человеческая способность эти ценности производить и использовать.
То есть, культура – это все, что создано человеком как бы в добавление к природному миру, хотя и на основе последнего. Наглядно этот тезис иллюстрирует известный античный пример о «природе вещей»: если посадить в землю черенок оливы, то из него вырастет новая олива. А если закопать в землю скамейку из оливы, то вырастет отнюдь не скамейка, а опять же новая олива! Сохранится только природная основа этого предмета, а число человеческая – исчезнет. Суть этого примера в том, что мир человеческой культуры существует не рядом с природным, а внутри него и потому неразрывно с ним связан. Следовательно, всякий предмет культуры в принципе можно разложить, как минимум, на две составляющие – природную основу и его социальное содержание и оформление.
Именно эта двойственность мира культуры и является в итоге причиной возникновения двух её типов, которые принято называть естественнонаучным типом и гуманитарным. Предметная область первого – чисто природные свойства, связи и отношения вещей, отражающиеся в мире человеческой культуры в виде естественных наук, технических изобретений, производственных технологий и т.п. Второй тип культуры – гуманитарный – охватывает область явлений, в которых представлены свойства, связи и отношения самих людей как существ общественных и духовных, наделённых разумом. В него входят такие гуманитарные науки, как философия, социология, история и др., а также религия, мораль, право и т.д.
Методы исследования в естествознании исторически сформировались раньше, чем в гуманитарных науках. В истории науки неоднократно делались попытки перенести естественнонаучные методы целиком и полностью в гуманитарную область. Такие попытки часто встречали сопротивление и критику со стороны гуманитариев, изучавших явления социальной жизни и духовной культуры. Зачастую такое сопротивление означало полное отрицание естественнонаучных методов познания.
Возникновение новых общенаучных направлений в науке, влияние достижений научно-технической революции способствовало в современной науке снятию былой вражды и конфронтации между естествоиспытателями и гуманитариями. В настоящее время зачастую социологи, юристы, педагоги применяют такие методы, как системный подход, идеи кибернетики, теории информации, математического моделирования, теории самоорганизации и другие методы в своих исследованиях.
Таким образом, изучение основных концепций современного естествознания студентами гуманитарных и социально-экономических специальностей представляется необходимым как для применения естественнонаучных методов в своей деятельности гуманитариями, так и для того, чтобы иметь четкое представление о научной картине мира, выработанное современным естествознанием.
1.2. Наука как часть культуры.
За время своего существования люди разработали много способов познания и освоения окружающего мира. Из них важнейшим, безусловно, является наука. Термин этот хорошо известен, однако попытка дать его определение обычно вызывает затруднения. Как правило, эти трудности вызваны тем, что понимание роли и места науки в жизни людей выражается в самых разных представлениях и до сих пор не получило окончательной оценки. Оно вырабатывалось долго и трудно, посредством борьбы различных подходов, идей, преодоления сомнений, разрешения противоречий и т.д. Только в 20-е годы XX столетия возникла новая научная дисциплина, получившая название «науковедение», призванная раскрыть сущность и особенности науки, механизмы её развития и применения, а также общие закономерности функционирования науки как социального института.
Наука есть, прежде всего, систематизированное познание действительности, воспроизводящее её существенные и закономерные стороны в абстрактно-логической форме понятий, категорий, законов, теорий и т.п.
Для того, чтобы возник мир науки (а произошло это около 2,5 тысячелетий назад) понадобилось достаточно много самых разнообразных условий – экономических, социальных, духовных. Из них следует отметить разделение труда, образование классов, появление письменности, высокий уровень абстрактности мышления. Появление науки означало приведение всего накопленного знания в систему. Использование научных знаний намного облегчает человеку процесс преобразования мира. Сегодня уже невозможно представить мир без науки – ведь тогда большая часть из живущих на Земле людей просто была бы обречена на вымирание.
В авангарде науки идут фундаментальные исследования. Внимание властей к ним резко выросло после того, как А.Эйнштейн сообщил в 1939 году президенту США Ф. Рузвельту о том, что физиками выявлен новый источник энергии, который позволяет создать невиданное доселе оружие массового уничтожения. Современная наука – «дорогое удовольствие». Строительство синхрофазотрона, необходимого для проведения исследований в области физики элементарных частиц, требует миллиарды долларов. А космические программы? В развитых странах на науку сейчас затрачивается 2-3% валового национального продукта. Однако без этого невозможны ни достаточная обороноспособность страны, ни производственное развитие.
Объём научной деятельности, в том числе научной информации, в XX веке удваивается каждые 10-15 лет. Растёт число учёных и количество наук. В 1900 году в мире было 100 тыс. учёных, сейчас – 5 млн. (один из тысячи). Процесс дифференциации научного знания привел к тому, что сейчас насчитывается более 15 тысяч научных дисциплин.
Наука не только изучает мир и его эволюцию, но и сама является продуктом эволюции, образуя особый мир – мир знаний и навыков. Она не только приносит непосредственную пользу общественному производству и благосостоянию людей, но также учит думать, развивать ум, экономит умственную энергию. «С того момента, как наука стала действительностью, истинность высказываний человека обусловлена их научностью. Поэтому наука – элемент человеческого достоинства, отсюда и её чары, посредством которых она проникает в тайны мироздания» (К. Ясперс).
Однако эти чары приводят порой и к преувеличенному представлению о возможностях науки, к попыткам поставить ее выше других отраслей культуры. Создалось своеобразное научное лобби, которое получило название сциентизма (от латинского слова «сциенция» - наука). Сциентизм объявляет науку высшей ценностью. Эта научная идеология утверждает, что лишь наука способна решить все проблемы, стоящие перед человечеством. Для сциентизма характерны абсолютизация метода точных наук, объявление их вершиной знания, сопровождающееся отрицанием социально-гуманитарной проблематики. В рамках сциентизма наука рассматривается как единственная в будущем сфера духовной культуры.
В противоположность этому направлению во второй половине XX века громко заявили о себе антисциентистские течения. Антисциентизм исходит из положения о принципиальной ограниченности возможностей науки в решении человеческих проблем, оценивая науку как враждебную человеку силу. Это сопровождается распространением большого числа лженаук (астрологии, парапсихологии и пр.).
Не вызывает сомнений, что наука представляет собой огромное достижение человеческой культуры. Однако, наука – это только одна из сфер человеческой культуры, имеющая свою специфику, свои задачи. Сама по себе она не может считаться высшей ценностью цивилизации, наука – только средство в решении определенных проблем человечества. Это же относится и к другим сферам человеческой культуры – религии, философии, искусству. В гармоничном обществе должно одновременно находится место и для науки, и для искусства, и для философии, и для религии и для всех других сфер человеческой культуры.
1.3. Критерии научного знания.
Системность знания. Научное знание всегда выступает в качестве определенных систем: в этих системах есть исходные принципы, фундаментальные понятия и аксиомы, имеются знания, выводимые из этих принципов и понятий по законам логики. Обычно система включает также важные для этой науки опытные факты, эксперименты, математический аппарат, практические выводы и рекомендации. Хаотический же набор верных высказываний сам по себе наукой считаться не может. Однако одного принципа системности мало для того, чтобы называть какие-то знания наукой. Ведь и вне науки имеются систематизированные знания, например, религиозные, которые также объединены в стройную, логически обоснованную систему.
Наличие механизма для получения новых знаний. Наука – это не просто система знаний, но и деятельность по их получению, что означает отработанную методику практических и теоретических исследований, наличие людей, специализирующихся на этой деятельности, соответствующих организаций, материалов, технологий, средств хранения информации. Это означает, что наука появляется только тогда, когда для этого создаются объективные условия в обществе:
- более или менее четкий социальный запрос на объективные знания;
- социальная возможность выделения такой группы людей, которые бы занимались только в данной области, что связано с достаточно высоким уровнем развития общества;
- предварительное накопление знаний, навыков, образующих базу науки;
- появление средств фиксации информации, без чего невозможна передача полученных данных следующим поколениям.
Теоретичность. Если наука направлена только на решение практических задач, она перестает быть наукой. В основе науки обязательно лежат фундаментальные исследования, чистый интерес к окружающему миру и его тайнам, а затем уже на это основе становятся возможными прикладные исследования.
Рациональность. В основе рационального знания лежит признание существования универсальных, доступных разуму причинных связей, а также формального доказательства в качестве главного средства обоснования знания. Считается, что знание должно быть общезначимым, объективным, инвариантным, один и тот же результат может быть получен разными исследователями.
Наличие экспериментального метода исследования и математизация. Эти признаки науки сформировались только в Новое время, придав науке современный облик и связав её с практикой. Наука стала ориентироваться на сознательное преобразование окружающего мира в интересах человека.
Выделим важнейшие характерные свойства науки. Прежде всего, к ним относятся универсальность, общезначимость, интерсубъективность научных результатов. Если получен какой-то результат, любой ученый, воспроизведя соответствующие условия, должен получить тот же самый результат, на который не будут влиять ни национальность учёного, ни его индивидуальные особенности. Именно поэтому считается, что при контакте с внеземными цивилизациями (если такие произойдут) именно общезначимые выводы науки должны стать той точкой отсчёта, которая поможет найти общий язык даже непохожим друг на друга существам. Ведь дважды два будет равняться четырём в любом уголке нашей Метагалактики.
Немаловажными свойствами научного знания являются его достоверность, связанная с постоянной проверкой полученных результатов, а также критичность – готовность поставить под сомнение и пересмотреть свои взгляды, если в ходе проверки они не подтвердятся.
Научное знание всегда является принципиально незавершённым. Поскольку невозможно получить абсолютную истину, постольку научное знание не может быть завершенным. Чем больше мы узнаем о мире, тем больше тайн и загадок ждут своего решения.
В то же время эта принципиальная неполнота научного мировоззрения оставляет место для догадок и измышлений. Если раньше эти пустоты в основном заполнялись религией, то сегодня это место заняли различные псевдонауки, чьи аргументы, может быть, и неверны, зато эффектны и понятны всем. Обычному человеку психологически понятнее и приятнее псевдонаучные объяснения, в которых остаётся место чудесам, а в этом многие люди нуждаются больше, чем в сухих научных выкладках, которые невозможно понять без специального образования.
Можно выделить несколько видов псевдонаук. К первому виду следует отнести реликтовые псевдонауки, среди которых хорошо известные астрология и алхимия. Когда-то они были источником знаний о мире, базой для зарождения подлинной науки. Псевдонауками они стали после зарождения химии и астрономии.
В Новое время появились оккультные псевдонауки – спиритизм, месмеризм, парапсихология. Общим для них является признание существования потустороннего мира, не подчиняющегося физическим законам. Считается, что это – высший по отношению к нам мир, в котором возможны любые чудеса. Связаться с этим миром можно посредством всякого рода медиумов, экстрасенсов, телепатов, при этом имеют место разные паранормальные явления, которые и становятся предметом изучения псевдонаук.
В XX веке появились модернистские псевдонауки, в которых мистическая основа старых псевдонаук преобразовалась под действием научной фантастики. Среди таких псевдонаук ведущее место занимает уфология, изучающая неопознанные летающие объекты. Часто к псевдонаукам относят девиантную (некорректную) псевдонауку, то есть деятельность в рамках традиционной науки, совершающуюся с сознательным нарушением научных требований. Это подтасовка данных, фальсификация археологических находок и т.п.
Для того, чтобы отделить подлинную науку от многочисленных псевдонаук, сформулировано два основных принципа.
Принцип верификации:
если какое-то понятие или суждение сводится к непосредственному опыту, то оно имеет смысл.
Если этого сделать нельзя, то считается, что утверждение представляет собой либо тавтологию, либо лишено смысла. Но поскольку понятия развитой научной теории, например, квантовой теории поля, как правило, затруднительно свести к опытным данным, то для них используется косвенная верификация. Она утверждает, что если невозможно опытным путем подтвердить какое-то понятие или суждение теории, то можно ограничиться экспериментальным подтверждением следствий из неё. Например, понятие «кварк» было введено в теоретической физике в 50-е годы XX века, но экспериментально обнаружить такую частицу не удалось до сих пор. Однако кварковая теория предсказала ряд явлений, которые были подтверждены в ходе опытов. Тем самым косвенно доказано существование кварков.
Принцип фальсификации:
на статус научного может претендовать только принципиально опровержимое (фальсифицируемое) знание.
Данный принцип был сформулирован крупнейшим философом и методологом науки XX в. К. Поппером. Давно известно, что никакое количество экспериментальных подтверждений не является достаточным для доказательства теории. Например, мы можем наблюдать сколько угодно примеров, подтверждающих закон всемирного тяготения. Но если хотя бы один раз камень не упадет на землю, а улетит прочь от нее, то данная теория должна быть признана неверной. Именно попытки опровержения, фальсификации теории наиболее эффективны для подтверждения ее научности и истинности. Только истинная наука не боится ошибаться, не стесняется признать свои выводы ошибочными. И в этом её сила, залог её постоянного совершенствования. Поэтому если какая – то концепция утверждает, что её невозможно опровергнуть, и отрицает возможность другой интерпретации каких-то фактов, то она является псевдонаучной.
1.4. Структура и функции науки.
Рассматривая вопрос о структуре науки, в первую очередь, подразделяют её на естественные, общественные и гуманитарные науки. Однако и они представляют собой сложный комплекс множества взаимодействующих между собой самостоятельных наук.
В естествознание, предметом которого является природа как единое целое, входят физика, химия, биология, науки о Земле, астрономия, космология и т.д. Обществознание, которое изучает общественные явления и системы, состояния, процессы, включает социологию, экономические науки, юридические и политические науки и пр. Из гуманитарных наук, для которых человек является мерой всех вещей, следует назвать психологию, логику, культурологию, философию, языкознание, педагогику и др.
Особое место в структуре науки занимает математика, которая не является частью естествознания. Это междисциплинарная наука, которая используется как естественными, так и общественными и гуманитарными науками. Очень часто математику называют универсальным языком науки, цементом, скрепляющим её здание. Такое особое место математики определяется предметом её исследования. Это наука о количественных отношениях, ей все равно, что считать – атомы, живые клетки, планеты и пр.
В отдельную группу следует отнести знания науки о себе самой. Появление науковедения относится к 20-м годам нашего столетия. Её формирование означало, что наука в своём развитии поднялась до уровня понимания своей роли и своего места в обществе.
Абсолютно чёткой грани между естественными, общественными и гуманитарными науками провести нельзя. Есть целый ряд дисциплин, являющихся комплексными, занимающих промежуточное положение.
Например, на стыке естественных и общественных наук находится экономическая география. Социальная экология возникла на пересечении естественных, общественных и гуманитарных наук.
По ориентации на практическое применение все науки могут быть разделены на фундаментальные и прикладные.
Фундаментальные науки – физика, химия, космология и др. – изучают объективные закономерности окружающего нас мира ради чистого интереса к истине, не имея в виду какого-либо сиюминутного практического применения полученных знаний.
Прикладные науки занимаются применением результатов фундаментальных исследований для решения как познавательных, так и социально-практических задач: материаловедение, физика полупроводников, генная инженерия и пр. Так как на практике часто бывает сложно отличить прикладные исследования от фундаментальных, то в современном науковедении утвердился следующий критерий их разделения. Решением проблем, которые ставятся перед учеными извне, занимаются прикладные науки. Решением внутренних проблем самой науки занимаются фундаментальные исследования.
В зависимости от предмета, характера, степени объяснения действительности и практического значения можно разделить научные знания на следующие группы:
- фактологические знания, т.е. набор систематизированных фактов объективной действительности;
- теоретические, или фундаментальные знания, включающие в себя теории для объяснения процессов объективной действительности;
- технико-прикладные знания (технологии) – знания о практическом приложении фактологических или фундаментальных знаний, в результате чего достигается определённый технический эффект;
- практически-прикладные, или праксеологические знания – данные о том экономическом эффекте, который может быть получен в результате применения вышеуказанных видов.
Технология и праксеология существенно отличаются друг от друга. Мало создать новые технологии, они ещё должны быть востребованы обществом. Поэтому каждый год регистрируются тысячи изобретений, но до стадии промышленной разработки доходят из них лишь единицы. Бывает так, что общество стимулирует развитие малоэффективных технологий, отказываясь при этом от более продуктивных. Общеизвестно, что XIX век называют веком «пара», что отражает господство парового двигателя во всех отраслях промышленности. Однако, КПД парового двигателя очень мал, тем не менее праксеологический эффект этого изобретения оказался очень высоким.
В тесной связи со структурой научного знания находятся функции науки:
описательная – выявление существенных свойств и отношений действительности из всего многообразия предметов и явлений;
систематизирующая – отнесение описанного по классам и разделам;
объяснительная – систематическое изложение сущности изучаемого объекта, причин его возникновения и развития;
производственно-практическая – возможность применения полученных результатов в производстве, в социальном управлении;
прогностическая – предсказание новых открытий в рамках существующих теорий, а также формирование прогнозов и рекомендаций на будущее;
мировоззренческая – формирование научной картины мира, т.е. целостной системы представлений об общих свойствах и закономерностях, существующих в природе.
Отдельно рассмотрим предмет и структуру естествознания. Естествознание – это наука о Природе как единой целостности. Являясь самостоятельной наукой, естествознание имеет свой предмет исследования, отличный от предмета специальных естественных наук. Спецификой естествознания является то, что оно изучает те же природные явления сразу с позиций нескольких наук, выявляя наиболее общие закономерности и тенденции. Итогом таких исследований является формулировка основных законов, связывающих микро-, макро и мегамиры, Землю и космос, физические и химические явления с жизнью и разумом во Вселенной.
Основой, фундаментом естествознания, бесспорно является физика, предметом которой являются тела, их движения, превращения и формы проявления на различных уровнях. Внутри физики выделяется большое число разделов, из которых важнейшим является механика – учение о равновесии и движении тел в пространстве и времени. Механическое движение представляет собой простейшую и в то же время наиболее распространенную форму движения материи. Механика стала исторически первой физической наукой, долгое время она являлась лидером среди естественных наук. Механика является физикой макромира. В Новое время зародилась физика микромира. В её основе лежит статистическая механика, изучающая движение молекул жидкости и газа. Позже появились атомная физика и физика элементарных частиц. Другими разделами физики являются термодинамика, изучающая тепловые процессы, физика колебаний, тесно связанная с оптикой, акустикой, электричеством.
Следующей ступенькой является химия, изучающая химические элементы, их свойства, превращения и соединения. В химии выделяют неорганическую и органическую химию, химию материалов и другие разделы.
В свою очередь, химия лежит в основе биологии – науки о живом. Среди биологических наук следует выделить ботанику (изучает мир растений), зоологию (изучает мир животных). Анатомия, физиология и эмбриология изучают строение, функции и развитие организма. Цитология исследует живую клетку, гистология – свойства тканей. Генетика рассматривает проблемы наследственности и изменчивости.
Науки о Земле являются следующим элементом структуры естествознания. В группу этих наук входят геология, география, экология и др. Все они рассматривают строение и развитие нашей планеты, представляющей собой сложнейший комплекс физических, химических, биологических явлений и процессов.
Завершает эту грандиозную пирамиду знаний о Природе космология, изучающая Вселенную как целое. Частью этих знаний является астрономия. На этом уровне активно используются физические знания, что позволяет говорить о циклическом, замкнутом характере естествознания.
Итак, естествознание предстаёт перед нами не только как совокупность наук о Природе, но, прежде всего как единая система знания, элементы которой, т.е. частные естественные науки, являются чрезвычайно тесно взаимосвязанными и взаимообусловленными. И это отражение того единства, которое существует в реальном мире.
1.5. Структура и методы научного познания.
Процесс познания в самом общем виде представляет собой решение различного рода задач, возникающих в ходе практической деятельности человека. В структуре научного познания чётко выделяются два уровня – эмпирический и теоретический. Каждый из них характеризуется не только собственными формами организации научного знания, но и присущими им методами познания.
На эмпирическом уровне происходит сбор фактов и информации, а также их описание (первичная систематизация).
Теоретический уровень связан с объяснением и обобщением фактов, созданием новых законов, теорий, выдвижением гипотез, а также предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира, что важно для осуществления мировоззренческой функции науки.
В основе методов науки лежит единство эмпирических и теоретических сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преобладание одной стороны за счёт другой, закрывает путь к правильному познанию природы: теория становится беспредметной, опыт – слепым. Другими словами, в каждом конкретном научном исследовании обычно применяется сочетание методов.
Помимо выделения двух уровней познания в основу классификации научных методов может быть положена возможность использования метода в разных сферах человеческой деятельности. В таком случае схема классификации выглядит следующим образом:
общие
Научные особенные
методы
частные
Общие методы познания касаются любого предмета, любой науки. Такие методы позволяют связывать воедино все стороны процесса познания, все его этапы. Это, пожалуй, скорее общефилософские методы. В истории науки известны только два таких метода – метафизический и диалектический. До конца XIX века в науке господствовал метафизический метод и лишь с XX века он уступил своё место диалектическому методу. Оба этих метода лишь намечают границы познания, вводят его гносеологические предпосылки.
Частные методы научного познания – это специальные методы, действующие только в пределах отдельной науки. Например, метод кольцевания птиц используется лишь в зоологии. Иногда частные методы могут использоваться за пределами той науки, в которой они возникли. Многие методы физики, использованные в других отраслях естествознания, привели к образованию междисциплинарных наук – геофизики, астрофизики, физической химии и т.п. В современном естествознании нередки ситуации, когда в рамках одной науки используется комплекс взаимосвязанных частных методов. Например, молекулярная биология одновременно применяет методы физики, математики, химии, кибернетики.
Особенные методы познания определяют стратегию научного поиска. Они применяются большинством наук на разных этапах познавательной деятельности и касаются определенной стороны изучаемого предмета или приема исследования. Именно среди особенных методов ярко выделяются эмпирический и теоретический уровни познания. Поэтому их, в свою очередь, можно классифицировать следующим образом:
особенные эмпирические
Особенные
научные особенные теоретические
методы
особенные универсальные
К особенным эмпирическим методам относятся наблюдение, измерение и эксперимент.
Наблюдение – это целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, которые при этом не должны быть изменены.
Именно в ходе наблюдения мы получаем первичную информацию об объектах и процессах. С наблюдения обычно начинается исследование и лишь потом переходит к другим приемам и методам. Наблюдение должно быть целенаправленным и планомерным. Результаты наблюдения должны фиксироваться в описании, отражающем те свойства и стороны изучаемого объекта, которые являются предметом внимания со стороны ученого. Такое описание должно быть максимально полным, точным и объективным, давая достоверную и адекватную картину явления. Наблюдение является важнейшим методом познания в тех науках, которые ставят задачу изучить поведение объекта (в экологии, социальной психологии и т.п.). Также широко этот метод применяется там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (в астрономии, вулканологии и т.д.). По способу проведения наблюдения подразделяются следующим образом:
непосредственные
Наблюдения
опосредованные
Непосредственные наблюдения связаны с отражением различных сторон или свойств объекта посредством органов чувств человека. Особенно большое значение при этом имеет зрение (визуальное наблюдение). Это важнейший метод исследования в астрономии, с помощью которого ещё в древности была составлена карта звездного мира, звезды получили свои названия и были объединены в созвездия.
Существенных результатов ученым удается достигнуть при помощи опосредованных наблюдений, которые проводятся с помощью технических средств. Так, в астрономии важнейшим этапом в развитии стало создание телескопа, многократно расширившего возможности человеческого глаза и позволившего сделать уникальные открытия. С тех пор помимо оптических телескопов появились радиотелескопы, рентгеновские телескопы, с помощью которых удается получить информацию о таких необычных космических объектах, как квазары и пульсары. Многие разделы современного естествознания (например, физика микромира или молекулярная генетика) просто не смогли бы появиться без соответствующих технических средств.
Для получения существенных результатов чаще всего требуется проведение большого числа наблюдений, так как при однократном наблюдении велика вероятность ошибки. Так, чтобы мы смогли услышать привычный для нас прогноз погоды, на Земле работают свыше 10 тысяч метеостанций, а также многочисленные зонды и метеоспутники, с помощью которых ведется непрерывный глобальный мониторинг состояния земной атмосферы, поверхности суши и океана.
Измерение – это определение количественных значений и характеристик изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств.
При этом основополагающая роль принадлежит единицам измерения – эталонам, с которыми сравниваются полученные данные. Они могут быть основными и производными, выводимыми из основных с помощью математических операций.
Методика построения основных и производных единиц измерения принадлежит К. Гауссу. В 1832 году он ввёл три основных независимых друг от друга единицы измерения: длины – миллиметр, массы – миллиграмм, времени – секунда. Остальные единицы выводились из этих трёх. За время бурного развития естествознания было создано множество различных систем единиц измерения, что затрудняло работу ученых. Поэтому в 1960 г. Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц – СИ. Она основана на семи основных единицах: метр (м) – единица длины, килограмм (кг) – единица массы, секунда (с) – единица времени, ампер (А) – единица силы электрического тока, кельвин (К) – единица термодинамической температуры, кандела (кд) – единица силы света, моль – единица количества вещества и двух дополнительных: радиан (рад) – плоский угол, стерадиан (ср) – телесный угол.
Существует несколько видов измерений. В зависимости от времени измерения бывают статические и динамические. В статистических измерениях измеряемая величина остается неизменной (например, длина тела). В динамических измерениях интересующая величина меняется (например, амплитуда колебаний).
По способу получения результатов различают прямые и косвенные измерения. Прямые измерения получаются при сравнении объекта с эталоном или выдаются измерительным прибором. Косвенные измерения осуществляются на основе математических расчетов.
Частным случаем измерения является сравнение.
Эксперимент – это целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на объект для изучения различных его сторон, связей и отношений.
Эксперимент является более сложным методом эмпирического познания по сравнению с наблюдением и измерением. В ходе эксперимента ученый может вмешиваться в естественный ход процессов, преобразовывать объект исследования, помещать его в искусственные условия.
Эксперимент вышел в число важнейших методов науки со времен Г. Галилея, благодаря которому естествознание совершило гигантский скачок в своем развитии. В наше время эксперименты стали значительно сложнее и дороже. Одновременно существенным становится вопрос о его взаимодействии с теорией. Ведь эксперименты должны всегда базироваться на каких-то теоретических положениях, иметь четко определенную цель и план исследования.
В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе эксперимента, они подразделяются на исследовательские и проверочные.
Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные ранее свойства. При этом могут получиться результаты, не предсказанные существующими теориями.
Например, Э. Резерфорд в ходе своих экспериментов по изучению процесса рассеяния альфа-частиц обнаружил существование атомного ядра, что привело впоследствии к рождению ядерной физики.
Проверочные эксперименты служат для проверки и подтверждения существующих гипотез и теорий.
Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные.
Качественные эксперименты позволяют выявить влияние каких-либо внешних факторов на объект исследования. Часто они стимулируют выполнение количественных экспериментов, направленных на установление точных количественных зависимостей исследуемого явления. Так, например, в ходе качественного эксперимента Эрстед открыл связь электричества и магнетизма, а уже позднее Ампер в количественном эксперименте сформулировал закон для силы взаимодействия токов.
К особенным теоретическим методам относят абстрагирование, идеализацию, формализацию, индукцию, дедукцию, гипотезу.
Абстрагирование – это мысленное отвлечение от всех свойств, связей и отношений изучаемого объекта, которые представляются несущественными для данной теории.
В результате процесса абстрагирования получается вместо реального объекта его абстракция. Примерами абстракций являются точка, прямая линия и т.д.
Идеализация - это операция мысленного выделения какого-то одного, наиболее важного для данной теории свойства или отношения.
В качестве примеров можно взять такие свойства, как упругость и неделимость. Представляем мысленно, что существует некий объект, наделенный только выбранным свойством. В результате получаются такие понятия, как «абсолютно упругое тело» и «атом». Полученные таким образом идеальные объекты в природе на самом деле не существуют, но их теоретическое исследование оказывается существенно удобнее. Процедура идеализации намного сложнее, чем абстрагирование. Если абстракции невысоких уровней доступны даже высшим животным, то идеализация – способность, присущая только человеку.
Формализация – использование специальной символики вместо реальных объектов.
Ярким примером формализации является широкое использование математической символики и математических методов в естествознании. Этой же цели служат логические системы, применяемые в современной науке. Формализация осуществляется обычно по единым правилам: определяется совокупность символов, с которыми предполагается работать, и устанавливается система правил, с помощью которых из этих символов можно получить определённые выводы. По сути дела, формализация представляет собой создание искусственного языка, без которого невозможно существование научной теории.
Индукция – метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента, получение общего вывода на основании частных посылок (движение от частного к общему).
Родоначальником индуктивного метода познания считается крупнейший философ Нового времени Ф. Бэкон. Он считал индукцию важнейшим методом поиска истины в науке. Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточного большого множества таких предметов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины или эмпирические обобщения. Например, в большом числе опытов по изучению электропроводности ученые фиксировали способность металлов проводить электрический ток. На основании этих опытов было сделано индуктивное умозаключение об электропроводности как свойстве всех металлов.
Индукция не может существовать в отрыве от дедукции.
Дедукция – метод научного познания, представляющий собой получение частных выводов на основе общих знаний (вывод от общего к частному).
Как метод познания дедукция исходит из уже познанных законов и принципов, поэтому метод дедукции не позволяет получить принципиально нового знания. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного знания.
Решение любой научной проблемы обязательно подразумевает выдвижение различных предположений, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в рамки старых теорий.
Гипотезой называют всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании.
Очевидно, гипотеза – это не достоверное, а вероятное знание, истинность либо ложность которого ещё не установлена. Любая гипотеза обязательно должна быть обоснована либо уже имеющимся знанием данной науки, либо новыми фактами. Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, а также способностью предсказывать появление новых фактов. Так, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в 1900 г. и представлявшая собой предположение, что энергия может излучаться только определенными минимальными порциями – квантами, привела к созданию квантовой механики.
В случае своего подтверждения гипотеза становится теорией. Для этого необходимо вновь вернуться на эмпирический уровень познания. При проверке научной гипотезы должны проводиться новые эксперименты, задающие природе новые вопросы, исходя из сформулированной гипотезы. Это делается с целью проверки следствий, полученных после выдвижения гипотезы. В ходе этих проверочных экспериментов гипотеза либо опровергается, что означает выдвижение новой гипотезы, либо подтверждается и приобретает статус закона. Несколько подобных законов, относящихся к одной области действительности, объединяются в теорию. Подтвержденная на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные факты и новые данные.
К особенным универсальным методам научного познания относятся аналогия, моделирование, анализ и синтез.
Аналогия – метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым объектом по каким-либо существенным свойствам.
Если мы знаем, какими свойствами обладает хорошо изученный нами объект, и считаем, что по целому ряду признаков он схож с интересующим нас предметом, мы можем сделать логический вывод о наличии тех же свойств у данного предмета, что и у известного объекта. Это и есть умозаключение по аналогии. Например, по аналогии делались предположения о свойствах ещё не открытых химических элементов, исходя из их положения в таблице Менделеева.
Однако применение метода аналогии в научном познании требует определённой осторожности. Можно ошибочно принять чисто внешнее, случайное сходство между двумя объектами за глубокую внутреннюю связь и на этом основании сделать выводы, которые не будут соответствовать действительности. Так, хотя и лошадь, и автомобиль используются как транспортные средства, было бы неверным переносить знания об устройстве машины на анатомию и физиологию лошади. Такая аналогия неуместна.
Метод аналогий часто используется при объяснении нового материала на учебных занятиях.
Этот метод тесно связан с ещё одним методом научного познания, получившим название «моделирование».
Моделирование представляет собой изучение каких-либо объектов, посредством их моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал.
Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого наблюдения. В таком случае заменяют этот объект моделью. Модель является аналогией оригинала. Сама возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны оригинала. Современной науке известны следующие типы моделирования: предметное, мысленное, знаковое и компьютерное.
Предметное моделирование представляет собой использование моделей, воспроизводящих объект в некотором масштабе. Так, на моделях исследуются аэродинамические качества самолетов и других машин, ведется испытание плотин, электростанций и т.п.
Мысленное моделирование представляет собой использование различных мысленных представлений в форме воображаемых моделей. Например, известная идеальная планетарная модель атома, предложенная Э. Резерфордом, напоминала Солнечную систему: вокруг положительно заряженного ядра вращаются отрицательно заряженные электроны.
Знаковое или символическое моделирование использует в качестве моделей схемы, чертежи, формулы. Разновидностью знакового моделирования является математическое моделирование. Математическая модель явления обычно представляет собой систему уравнений или неравенств, с помощью которых описывается взаимодействие объектов, их функционирование.
Компьютерное моделирование получило широкое распространение в последнее время. В данном случае компьютер является одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющим оригинал. Моделью при этом является компьютерная программа.
Анализ – метод научного познания, в основу которого положена процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение.
Эта процедура ставит своей задачей переход от изучения целого к изучению его частей. Анализ – органическая составная часть всякого научного исследования и обычно является его первой стадией. На этом этапе исследователь переходит от описания объекта в целом к изучению его строения, состава, структуры. Особое значение анализу как методу научного познания придавалось в классическом естествознании Нового времени. Однако анализ связан лишь с первым этапом исследования. Для постижения объекта как единого целого недостаточно знать, из чего он состоит. Важно понять, как связаны друг с другом составные части объекта, а это можно сделать, лишь изучив их в единстве. С этой целью анализ дополняется синтезом.
Синтез – метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов объекта в единое целое, систему.
Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. Синтез показывает роль и место каждого элемента в этой системе, его связь с другими составными частями системы. Таким образом, в синтезе происходит не просто объединение, а обобщение аналитически выделенных и изученных частей объекта.
Синтез – такая же необходимая часть научного познания, как и анализ, и идёт вслед за ним. Анализ и синтез – это две стороны единого метода познания, друг без друга они существовать не могут.
Итак, наука состоит из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий, аргументации. Важнейшей частью науки также является творческая интуиция. Научное познание имеет двухуровневую структуру и состоит из эмпирического и теоретического познания. Можно представить стандартную модель научного познания в следующем виде:
бесспорные фактыHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15эмпирическое обобщениеHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15гипотезыHYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15теория
эмпирический уровень теоретический
уровень
Подобная модель научного познания называется гипотетико-дедуктивной. Основная часть современного научного знания построена именно таким образом.
С содержательной стороны построенная теория состоит из:
- эмпирического базиса;
- логического аппарата теории;
- собственно теории.
Следует также отметить, что теории возникают и существуют не сами по себе, а на основе так называемых научно-исследовательских программ, или парадигм – совокупности предпосылок, определяющих конкретное научное исследование. В свою очередь, эти парадигмы существуют в рамках всего культурно-исторического целого, так как от типа культуры зависит, какие проблемы находятся в центре внимания общества.
1.6. Этика науки как социального института.
В XX веке в связи с превращением науки в непосредственную производительную силу и обретением его влияния планетарного масштаба возник широкий круг проблем, связанных с моральной регуляцией научного творчества. Моральное измерение регламентация науки возникла потому, что её деятельность начинает сказываться на человечестве не всегда позитивно. Перечислим несколько таких последствий:
создание современной экспериментальной базы и информационного обеспечения науки требуют отвлечения огромных материальных и людских ресурсов, и обществу далеко не безразлично, как эти ресурсы используются;
в поле деятельности сегодняшней науки попали такие природные объекты, в которые входит сам человек: экологические, биотехнологические, нейро-информационные и прочие системы, экспериментирование с которыми потенциально содержит в себе катастрофические для человека последствия; поэтому стремление к истине, новизне и проч. обязательно должны скорректироваться ценностями общечеловеческими;
даже если научные исследования не угрожают безопасности всего человечества очень важно исключить возможность нанесения ими ущерба правам и достоинства любого отдельного человека;
выбор конкретной стратегии научного поиска требует сейчас учёта общесоциальных ценностей и целей, диктующих насущность решения множества проблем: экологических, медицинских, борьбы с голодом, бедностью и т.д.
Возникшая дилемма очень непроста: либо позволить обществу придирчиво контролировать живую жизнь науки (как правило, бюрократично и малокомпетентно), либо выработать в научной среде собственные дополнительные социально-этические регуляторы научного творчества. В настоящее время работа ведется по обоим направлениям, но дело продвигается с трудом.
Итоговое же решение проблемы наверняка будет диалектическим, т.е. совмещающим крайности. Свобода, как утверждал Б. Спиноза, есть познанная необходимость. Если необходимость ограничений будет понята и принята научным сообществом добровольно, свобода научного поиска сохранится.
Конечно, общество не может ждать, пока весь ученый мир осознает необходимость самоограничений. Оно не может себе позволить оказаться в зависимости от прихоти какого-нибудь непризнанного гения, решившего в поисках славы клонировать человека, например. Поэтому общество вводит правовые ограничения на потенциально опасные исследования и эксперименты. Так, принятая в 1997 году Парламентской Ассамблеей Совета Европы «Конвенция по биомедицине и правам человека» однозначно запретила создание эмбрионов человека в исследовательских целях, вмешательство в геном человека с целью изменения генома его потомках ми т.п. А после появившихся сенсационных сообщений о клонировании овец Советом Европы был принят дополнительный протокол к Конвенции, запрещающий «любые действия с целью создания человеческого существа, идентичного другому человеческому существу, живому или мёртвому».
И хотя в декабре 2001 года Европарламент отклонил закон, запрещающий клонирование человека, законы такого рода уже приняты во многих странах. В России в мае 2002 года был принят Федеральный закон «О временном запрете на клонирование человека». В настоящее время в ООН обсуждается международное соглашение, которое должно запретить клонирование человека с репродуктивными целями.
Однако юридические запреты не решают проблему полностью, поскольку вряд ли они смогут остановить авантюристов от науки или политики. В каком-то смысле этические ограничения более надежны, так как встроены во внутренние психологические механизмы поведения людей. Только личная моральная ответственность ученого за возможные негативные последствия его экспериментов, развитое чувство морального долга могут послужить гарантом предотвращения трагических научных коллизий.
Лейтмотив сегодняшней этики науки можно сформулировать так: «Интересы отдельного человека и общества выше интересов науки». Никогда ранее проблема так не стояла. Молчаливо подразумевалось, что любое знание – благо. Увы, XX век развеял эту иллюзию. Афоризм «Знание-сила» никто не отменял. Однако он уточнен: сила знания может быть как доброй, так и злой. А отличить одно от другого помогает этика науки.



Контрольные вопросы:
1. В чем состоит научный метод?
2. В чем заключается единство научного метода?
3. Что называют парадигмой в науке?
4. Основные различия между естественными и гуманитарными науками.
5. Перечислите методы эмпирического знания.
6. Перечислите методы эмпирического знания.
7. В чем заключается основной способ построения естественнонаучных теорий?
8. В чем заключается двойственность мира культуры?
9. Дайте определение науки.
10. Сформулируйте основные черты сциентизма.
11. Перечислите критерии научного знания.
12. Объясните суть принципа фальсификации.


Примерные темы рефератов:
1. Структура естественно-научного познания.
2. Общенаучные методы исследования.
3. Индукция и дедукция.
4. Социальные функции естествознания.
5. Этические проблемы современного естествознания.
6. Традиционные и техногенные общества. Проблемы техногенной цивилизации.


Тестовые задания:
1. В состав эмпирического метода исследования не входит:
1. Эмпирический факт.
2. Наблюдение.
3. Научный эксперимент.
4. Научная гипотеза.

2. Какой из теоретических методов исследования соответствует определению «Это переход от общих рассуждений к частным»?
1. Формализация.
2.Дедукция.
3. Индукция.
4. Синтез.

3. Какой из эмпирических методов соответствует определению «он представляет собой познавательную операцию, обеспечивающую численное выражение измеряемых величин»?
1. Наблюдение.
2. Описание.
3. Измерение.
4. Эксперимент.

4. Метод научного познания, основанный на мысленнон или реальном расчленении, разложении объекта на составные элементы в целях их дальнейшего изучения, называется
1. Экспериментом.
2. Синтезом.
3. Анализом.
4. Наблюдением.

5. Систематизированные знания в их совокупности – это научный(-ая) 1. Факт.
2. Гипотеза.
3. Теория.
4. Метод.


























HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER1419HYPER15




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc file10
    Кислинский Владимир Борисович
    Размер файла: 152 kB Загрузок: 1