Методы научного познания

Методы научного познания

Научное познание, в отличие  от обыденного, осуществляется не спонтанно, а использует для достижения своих  целей специально разработанные  методы. Поиск методов, дисциплинирующих и существенно облегчающих познание, играет важную роль в развитии любой науки и, как правило, кризисы в развитии той или иной отрасли научного знания связан с исчерпанием потенциала существующих принципов и методов.

Метод (от греч. мethodos - путь, исследование) - это совокупность средств, приемов и операций, применяемых в ходе познавательной или практической деятельности. Главное требование к методу познания состоит в том, чтобы он соответствовал природе того объекта, для познания которого используется. Подчеркивая это, Гегель называл метод "имманентной душой предмета". Методы разнообразны, поскольку разнообразен мир, выступающий в качестве объекта познания и разнообразна человеческая деятельность. Философия давно, еще с Сократа и Платона интересуется проблемой метода познания, а с XVII века, с появлением экспериментальной науки, изучением природы научного познания и разработкой его методов активно начинают заниматься ученые, работающие в конкретных областях науки, в первую очередь - физики. Постепенно сформировалось специальное учение о методе, получившее название методологии. В настоящее время методологические исследования хотя и носят междисциплинарный характер, но ведущую роль в них по-прежнему играет философия.

Существуют различные  классификации методов научного познания. В зависимости от сферы  действия того или иного метода различают  всеобщие (универсальные), общенаучные  и специальные методы.

Универсальные методы имеют  философскую природу и характеризуют  человеческое мышление в целом. Это  метод восхождения от абстрактного к конкретному, метод историзма, метод единства исторического и логического способов рассмотрения.

Общенаучные методы подразделяются на методы эмпирического и теоретического уровней научного познания.

К эмпирическим методам относят  наблюдение и эксперимент.

Наблюдение - это чувственное  восприятие фактов действительности с  целью получения знания о внешних  сторонах, свойствах и признаках  рассматриваемого объекта. Результатом  наблюдения является описание объекта, зафиксированное с помощью языка, схем, графиков, диаграмм, рисунков, цифровых данных. Структура наблюдения включает в себя субъекта наблюдения, наблюдаемый  объект и средства наблюдения - разнообразные  приборы, усиливающие зрение, слух и  другие чувства наблюдателя. Не следует  считать наблюдение пассивным созерцанием  действительности, при котором на долю наблюдателя приходится простая  констатация происходящих с объектом изменений. Субъект активен в  том смысле, что он определяет цель наблюдения, составляет программу наблюдения и подбирает необходимые средства. Ученый, наблюдающий интересующий его  объект, обладает о нем определенными  теоретическими знаниями, позволяющими видеть объект иначе, чем его видит  простой обыватель. Различают два  основных вида наблюдения - качественное и количественное. Первое направлено на качественное описание явлений, а  второе имеет целью установить и  описать количественные параметры  объектов. В основе количественного  наблюдения лежит процедура измерения, то есть, процесс определения количественного отношения измеряемой величины к другой величине, которая принимается за эталон. Переход науки к количественным наблюдениям знаменовал собой зарождение точного естествознания, поскольку способствовал их математизации и сделал экспериментальную проверку гипотез более эффективной.

Эксперимент - это активный, целенаправленный метод познания, заключающийся  в многократно воспроизводимом  наблюдении объекта в специально созданных и контролируемых условиях. По сравнению с наблюдением, где  объект ведет себя естественным образом  и неподконтролен субъекту, в эксперименте исследуемое явление может воспроизводиться столько раз, сколько посчитает  необходимым экспериментатор. Кроме  того, в ходе эксперимента могут  варьироваться условия его протекания, меняться арсенал используемых средств. В современной науке эксперимент  занимает центральное место и  выступает в качестве связующего звена между эмпирическим и теоретическим  уровнями познания. Главная задача эксперимента заключается в проверке гипотез и прогнозов, выдвигаемых  теориями.

Ценность экспериментального метода состоит в том, что он применим не только к познавательной, но и  к практической деятельности человека. Эксперименты проводятся с целью  апробирования экономических проектов, социальных программ, новых форм социальной организации.

В современной науке используются различные виды эксперимента. Самым  простым является качественный эксперимент, который проводится с целью установить наличие или отсутствие предполагаемого  теорией явления. Количественный эксперимент  имеет целью выявить количественные параметры исследуемого объекта. В  фундаментальных исследованиях  широко используется мысленный эксперимент, при котором ученые работают не с  реальными объектами, а с их идеальными моделями. В зависимости от специфики  объекта различают физический, химический, биологический, социальный эксперимент. Развитие компьютерной техники способствовало распространению вычислительного  эксперимента, в основе которого лежит  компьютерный расчет вариантов математических моделей процесса.

Результаты любого эксперимента подлежат интерпретации с точки  зрения теории, задающей его рамочные условия.

К методам теоретического уровня относят абстрагирование, анализ и синтез, индукцию и дедукцию, аналогию, моделирование и другие. Этот класс  методов активно используется во всех науках и есть смысл остановиться на нем подробнее.

Абстрагирование представляет собой метод мысленного отделения  познавательно ценного от познавательно второстепенного в исследуемом объекте. Предметы, явления и процессы обладают множеством различных свойств и характеристик, не все из которых важны в данной конкретной познавательной ситуации. Поэтому исследователь сосредотачивается на том, что его интересует и отвлекается от тех сторон объекта, которые не представляются ему важными. Обязательным предварительным условием процедуры абстрагирования является установления относительной самостоятельности отдельных свойств, сторон и характеристик объекта и последующее их обособление. Метод абстрагирования применяется как в обыденном, так и в научном познании.

Анализ и синтез - это  связанные между собой методы познания, обеспечивающие целостное  знание объекта. Анализ - это мысленное  расчленение объекта на составляющие его части с целью их самостоятельного изучения. Это расчленение осуществляется не произвольно, а в соответствии со структурой объекта. После того, как составляющие объект части изучены  по отдельности, необходимо полученное знание свести воедино, восстановить целостность. Это происходит в ходе синтеза - объединения  ранее выделенных признаков, свойств, сторон в единое целое.

Индукция и дедукция являются распространенными методами получения  знания как в обыденной жизни, так и в ходе научного познания. Индукция - это логический прием получения общего знания из множества частных посылок. Недостатком индукции является то, что опыт, на данные которого она опирается, никогда не может быть завершен, и поэтому индуктивные обобщения также имеют ограниченную достоверность. Дедукция - это выводное знание. В ходе дедукции из общей посылки выводятся (дедуцируются) заключения частного характера. Истинность выводного знания зависит в первую очередь от достоверности посылки, а также от соблюдения правил логического выведения. Индукция и дедукция органически связаны и взаимно дополняют друг друга. Индукция приводит к предположению о причинах и общих закономерностях наблюдаемых явлений, а дедукция позволяет выводить из этих предположений эмпирически проверяемые следствия и тем самым подтверждать или опровергать эти предположения.

Метод аналогии - это логический прием, с помощью которого, на основе сходства объектов по одним признакам  делается вывод об их сходстве и  по другим признакам. Аналогия не произвольная логическая конструкция, а опирается  на объективные свойства и отношения  предметов. Правило вывода по аналогии формулируется следующим образом: если два единичных предмета сходны в определенных признаках, то они  могут быть сходны и в других признаках, обнаруженных в одном из сравниваемых предметов.

На основе умозаключения  по аналогии строится метод моделирования, широко распространенный в современной  науке. Моделирование - это метод  исследования объекта через построение и изучение его аналога (модели). Знания, полученные при изучении модели, переносятся на оригинал на основании  его аналогии с моделью. Моделирование  применяется там, где изучение оригинала  невозможно или затруднено и связано  с большими расходами и риском. Типичным приемом моделирования  является изучение свойств новых  конструкций самолетов на их уменьшенных  моделях, помещаемых в аэродинамическую трубу. Моделирование может быть предметным, физическим, математическим, логическим, знаковым. Все зависит  от выбора характера модели. С появлением и развитием компьютеров широкое  распространение получило компьютерное моделирование, при котором используются специальные программы.

Помимо универсальных  и общенаучных методов, существуют специальные методы исследования, применяющиеся  в конкретных науках. К ним относят  метод спектрального анализа  в физике и химии, метод статистического  моделирования при изучении сложных  систем и другие.

КЛАССИЧЕСКАЯ НАУКА

1.Естествознание в «Новое  время»

Эпоха средневековья плавно перетекает в Новое время (XYII-XYIII в.). Это начало промышленного освоения природы и время зарождения техногенной  цивилизации. Оно характеризуется  интенсивной урбанизацией, невероятно быстрой индустриализацией, зарождением  классической науки и укреплением  ее позиций. В промышленность внедряются машины и механизмы, заменяющие физический труд человека. Строятся первые механические и паровые двигатели. В результате череды социальных революций осуществляются глубокие преобразования в обществе, происходит демократизация политических структур, в общественном сознании закрепляется идеал - образ человека, рационального, умеренного и аккуратного, одной из важнейших целей которого является получение денег и прибыли. На этом социально - культурном фоне и  происходит развитие науки, она приобретает  современные черты, окончательную  огранку получает научный метод  исследования, набирают силу процессы дифференциации и диверсификации, закладывается  структура естествознания.

Удовлетворение социальных потребностей общества было связано  с развитием механики, которая  в начале XYIII века достигла своего апогея и превратила эпоху пара и машины в «новое время». Весь ученый физический мир занимается проблемами механики: И.Ньютон (1643-1727), Х.Гюйгенс (1629-1695), Р.Гук (1635-1703).. Х.Гюйгенс, продолжая исследования Галилея, изучил колебательное движение тел и его законы. И первыми механическими часами человечество обязано тоже ему. Р.Гук изучал особенности деформации твердых тел, что имело чрезвычайно важное значение для развивающейся техники. Свою завершенность механика получила в работах И.Ньютона. Его интересы в науке разнообразны. Но основные направления исследований Ньютона - математика, механика и оптика. В 1687 году выходит его знаменитое сочинение «Математические начала натуральной философии», в котором он определяет основные понятия механики - массу, силу, количество движения, пространство, время, развивает учение Галилея об относительности движения, открывает законы динамики и следствия из них - законы сохранения. Для изучения природы движения Ньютон разрабатывает специальный математический аппарат - дифференциальное и интегральное исчисление. Особое место в творчестве Ньютона занимает теория тяготения. Опираясь на многовековые наблюдения предшественников за движением планет Солнечной системы, на исследования Кеплера и Гюйгенса, он открывает закон всемирного тяготения. Все в механике становится на свои места. Движение тел происходит под действием сил. Порядок в движении планет определяет сила тяготения. Но откуда она взялась изначально? Кто совершил первотолчок и закрутил пружину мира? Ньютон видел ответ на эти вопросы в божественном начале мира. Работы Ньютона стали фундаментом модели мира - механической картины, которая получила свою окончательную огранку к концу XVIII века благодаря работам И.Бернулли (1667-1748), Д.Бернулли (1700-1782), Л.Эйлера (1707-1783), Ж.Лагранжа (1736-1813), Ж.Д,Аламбера (1717-1783), Г.Лейбница (1646-1716) и других.

Ее основные идеи:

1. Мир дискретен и представляет  совокупность взаимодействующих  тел, которые состоят из мельчайших  корпускул - атомов.

2. Все тела находятся  в вечном движении в пространстве, заполненном гипотетической упругой  средой - эфиром, подобной легкому  газу, благодаря которой осуществляется их дальнодействие.

3. Пустое пространство  есть вместилище тел. Оно абсолютно,  трехмерно, однородно и изотропно.  Время абсолютно, однородно, однонаправленно  и необратимо. Пространство и  время не связаны между собой.

     Положение тела  в пространстве в любой момент  времени можно указать с помощью  системы отсчета и координат.  Специальные преобразования позволяют  перейти от одной инерциальной  системы отсчета к другой.

     Тела природы  обладают внутренним свойством  двигаться прямолинейно и равномерно, различаются массой и энергией. Взаимодействие тел носит гравитационный  характер, количественно определяется  законом всемирного тяготения  и распространяется с бесконечно  большой скоростью. Действие сил  обусловливает особенности движения  тел.

     Энергия, импульс  и момент количества движения  тела могут принимать непрерывный  ряд значений.

     Законы сохранения  обеспечивают вечность и неизменность  мира, непрерывность и периодичность  движения.

     Все тела  природы стремятся к устойчивому  состоянию с минимумом энергии.

     Все явления  связаны жесткими причинно-следственными  связями, которые предопределяются  законами механики.

     Законы механики  универсальны и применимы к  любым процессам.

Механическая картина  мира явилась важной ступенью в познании природы. Как и всякая модель, она  условна и приемлема лишь для  описания движения макротел, скорости которых много меньше скорости света. На ее базе сформировалось представление  о природе как сложном и  точном «часовом» механизме, некогда  заведенном в результате «божественного первотолчка», механизме неизменном, раз и навсегда заданном. Ее законы исключают случайность и неопределенность или рассматривают их как досадное недоразумение. Они описывают явления природы в аналитических функциях, отражающих однозначную зависимость. Этому во многом способствует математика того времени, благодаря которой физические законы предстали перед человечеством в виде строгих и совершенных математических формул. Это значило, что, все явления природы связаны между собой жесткими причинно-следственными связями.

«Механический» подход к  описанию строения и поведения объектов исследования получает статус универсального. Предпринимаются грандиозные попытки  создания «социальной физики», которая  бы на основе законов математики и  механики смогла описать функционирование общества.