Эмпирическое знание -- это совокупность высказываний о реальных, эмпирических объектах. Эмпирическое знание основывается на чувственном познании. Рациональный момент и его формы (суждения, понятия) здесь присутствуют, но имеют подчиненное значение.
Эмпирическое, опытное исследование направлено без промежуточных звеньев на свой объект.
Методы эмпирического исследования - 1)наблюдение 2)сравнение 3)измерение 4)эксперимент.
- 1. Наблюдение - это способ познания объективного мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя. Основное условие научного наблюдения -- объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения. Это наиболее элементарный метод.
- 2. Сравнение
- один из наиболее распространенных и универсальных методов исследования. Известный афоризм "все познается в сравнении" -- лучшее тому доказательство. Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять двум основным требованиям:
- А) Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи. Б) Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам. Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблуждению. С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя различными путями. Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Эту информацию можно назвать первичной. Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных.
Сущность сводится к следующему: если из двух объектов в результате сравнения обнаружено несколько одинаковых признаков, но у одного из них найден дополнительно еще какой-то признак, то предполагается, что этот признак должен быть присущ также и другому объекту.
3. Измерение - это прием в познании, с помощью которого осуществляется количественное сравнение величин одного и того же качества. Качественные характеристики объекта, как правило, фиксируются приборами, количественная специфика объекта устанавливается с помощью измерений. 4. Эксперимент - метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Отличаясь от наблюдения активным оперированием изучаемым объектом, эксперимент осуществляется на основе теории, определяющей постановку задач и интерпретацию его результатов. Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования. Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов -- наблюдения, сравнения и измерения.
Эмпирические методы научного познания включают наблюдение, эксперимент и моделирование.
Описание, сравнение и измерение не могут быть признаны самостоятельными методами и являются способами структурирования информации, применяемыми в исследовательских ситуациях.
Описание – это представление эмпирических знаний в качественных терминах. Обычно для описания используют повествовательные схемы и утвердительные категорические (фактуальные) суждения.
Сравнение есть представление эмпирических данных в терминах, отражающих степень выраженности какого-либо свойства. Если операция сравнения становится смысловым ядром исследования, то формируется сравнительный подход и новые, предметные области.
Измерение – осуществляемая по определенным правилам операция приписывания количественных характеристик изучаемым объектам, свойствам, отношениям. Особое требование к измерению – точность, но поскольку она характеризует субъективную сторону процесса, в исследовании необходимо формулировать степень точности, достаточную для выполнения конкретной задачи.
Собственно методами эмпирического уровня научного познания являются наблюдение, эксперимент и моделирование.
Наблюдение – это исследовательская ситуация целенаправленного восприятия предметов, явлений и процессов окружающего мира.
Структура наблюдения включает в себя субъект наблюдения, объект, а также условия и обстоятельства (время, место, технические средства и теоретический контекст).
Основные характеристики научного наблюдения:
Активный характер: отбор объектов, первичная интерпретация фактов, постановка цели,
Организованность: наблюдение обусловлено теоретическими представлениями об объекте.
Наблюдение не может быть свободным от предпосылок нашего восприятия, что обусловливает проблему объективности наблюдения.
Вмешательство в изучаемые процессы при использовании данного метода ограничивается преобразованием условий для оптимального осуществления исследовательских действий. При применении данного метода следует различать первичные данные, непосредственно полученные в результате наблюдения, и тот эмпирический материал, который может быть оценен как научный фактор.
Эксперимент – это исследовательская ситуация изучения явления в специально созданных и контролируемых условиях, что позволяет управлять ходом данного процесса.
Структура эксперимента включает в себя субъект, объект, а также условия и обстоятельства (время, место, технические средства и теоретический контекст).
В отличие от наблюдения экспериментпредполагает сознательное воздействие на объект с целью достижения определенного уровня управления процессом.
Базовая логическая схема однофакторного эксперимента такова: все изменяемые явления, состояния, свойства представляются как переменные, причем они могут быть количественными величинами или качественными состояниями. Каждой переменной соответствует своя область значения. Часть переменных, которыми исследователь может управлять, называются независимыми, а те, что изменяются при варьировании независимых переменных, называют зависимыми. Соответственно, изучается поведение второго множества переменных. Учитываются и побочные факторы, не являющиеся предметом исследования, но оказывающие влияние на его ход.
В современных условиях большинство экспериментов являются многофакторными, в которых независимые переменные варьируются комплексно, а затем результаты подвергаются статистическому анализу, где каждый фактор оценивается по результатам серии опытов.
Для оценки результатов эксперимента используют понятие валидности, то есть приближенности к реального эксперимента к идеалу. Идеальный эксперимент как абстракция - это исключительно благоприятная ситуация, когда
Условия эксперимента абсолютно стабильны; действия всех побочных факторов постоянны,
Эксперимент может быть воспроизведен сколько угодно раз и может длиться сколько угодно долго без искажений,
Экспериментальная ситуация полностью отражает ту естественную ситуацию, абстракцией которой является, т.е. результаты адекватно экстраполируемы на определенный класс реальных ситуаций.
Чем больше валидность эксперимента, тем выше его научная значимость.
Этапы экспериментального исследования:
1) Разработка программы и рабочей гипотезы. Программа включает в себя цель и смысл, структуру, условия, методы достижения цели, адекватные объекту исследования.
2) Проведение эксперимента с обязательным протоколированием.
3) Анализ и обобщение полученных результатов, содержательная интерпретация. На этой стадии объект как бы восстанавливается во всей полноте связей отдельных сторон, которые были искусственно разделены в эксперименте.
Моделирование – это создание такой мысленно представляемой или материально реализованной системы (модели), которая, отражая или воспроизводя объект исследования, способна давать новую информацию об этом объекте.
Моделирование применяется тогда, когда взаимодействие с объектом исследования затруднено, неэффективно или невозможно. Особенностью данного метода является то, что для изучения объекта используется опосредующее звено, объект-заместитель, «представляющий» исходный объект исследования, причем для одного и того же объекта может существовать несколько моделей, отражающей разные аспекты структуры или функционирования объекта.
Структура моделирования:
- субъект,
- объект- оригинал,
- объект-посредник (модель,)
- контекст исследования (время, место, допущения, концептуальные и материально-технические средства).
Необходимым условием моделирования является существенное сходство модели и оригинала. Поскольку моделирование основывается на логической операции мышления по аналогии, вероятность выводов в зависит не только от количества уподобляемых свойств оригинала и модели, но и от того, насколько эти свойства существенны.
Процесс моделирования включает:
1) Построение модели, воспроизведение необходимых параметров. На этом этапе важно отграничить именно необходимые и достаточные для целей исследования параметры.
2) Изучение модели, учитывающие ее определенную самостоятельность.
3) Экстраполяция, перенос полученных данных на область знаний об исходном объекте, интерпретация, оценка их приемлемости по отношению к оригиналу.
Роль модели специфична тем, что она представляет собой и одновременно и объект, и средство изучения.
Каждый объект исследования может быть представлен различными моделями в зависимости от цели конкретного исследования.
Значение моделирования как метода научного познания раскрывается через его функции.
Обобщающая функция состоит в том, что модель может стать удачной формой репрезентации знаний. Эвристическая функция реализуется, если моделирование способствует выдвижению новых гипотез. Трансляционная функция позволяет осуществлять перенос концептуальных схем из одной области знаний в другую. Конструктивная функция состоит в создании на основе моделей новых объектов. Интерпретирующая функция делает моделирование формой связи теоретического и эмпирического уровней познания: модель может быть средством истолкования теории или средством интерпретации фактов.
Завершающим этапом эмпирического исследования является обобщение данных, включающее структурирование, обобщение, формулировку эмпирических регулярностей и законов. Осуществляются описание , придающее информации статус эмпирического факта, визуализация материала, оценка релевантности исследования, верифицируемость результатов. Здесь же фиксируются необъяснимые моменты, аномалии, нарушения корреляции, исключения из области регулярностей, что дает возможность ставить новые вопросы и формулировать новые проблемы исследования.
Вопросы для контроля и самоподготовки:
1. Охарактеризуйте исследовательскую процедуру описания объекта исследования.
2. Охарактеризуйте исследовательскую процедуру сравнения объектов исследования.
3. Охарактеризуйте исследовательскую процедуру измерения объекта исследования.
4. Каковы основные характеристики научного наблюдения и его отличие от эксперимента?
5. Что означает тезис о теоретической нагруженности наблюдения?
6. В чем состоит проблема объективности наблюдения?
7. Каковы особенности научного наблюдения в зависимости от специфики объекта исследования? Приведите примеры.
8. Охарактеризуйте особенности экспериментального метода.
9. Что такое идеальный эксперимент? Что означает валидность эксперимента?
10. Охарактеризуйте многофакторный эксперимент.
11. Раскройте этапы экспериментального метода на конкретном примере.
Древнегреческий учёный, один из первых географов.
Его сочинения дошли до нас только в фрагментах. Один из самых известных трактатов - «Об измерении Земли».
В день летнего солнцестояния в Сиене (ныне город Асуан в Египте), в полдень солнечные лучи освещали дно глубокого вертикального колодца, в то время как в Александрии, лежащей примерно на этом же меридиане, стержень солнечных часов отбрасывал в полдень короткую тень. Проведя геометрические вычисления, Эратосфен показал, что расстояние между городами, отложенное по поверхности земного шара, должно составлять 1/50 окружности Земли. Отсюда он нашёл длину окружности Земли равной 250 000 стадий, что соответствует приблизительно 39 690 км и отличается от современных и более точных вычислений всего на 80 км…
«Научному успеху Эратосфена способствовала совместная работа в Александрийской Мусейоне с выдающимися учеными того времени, такими, как Архимед , Конон, Аристрах Самосский, Аполлоний Пергский, и др. Эратосфен назвал новую науку «географией» (буквально - «землеописание»), введя термин, ранее не известный его предшественникам. Хр. Паассен обращает внимание на то, что Эратосфен предложил новую науку называть не «ойку- , менографией» (т. е. «описанием обитаемой земли»), а именно «географией», желая этим подчеркнуть, что в задачу новой науки должна входить характеристика всего земного шара - суши и океана, а не только её обитаемой, населенной части».
Дитмар А.Б., Рубежи ойкумены. Эволюция представлений античных учёных об обитаемой Земле и природной широтной зональности, М., «Мысль», 1973 г., с. 72.
Кроме этого: «Наряду с параллелями Эратосфен провёл несколько «меридианов», т. е. прямых линий, перпендикулярных экватору. Расстояния между ними он вычислил на основании сведений о протяженности сухопутных дорог и морских путей. […] Такая сетка параллелей и «меридианов» позволила Эратосфену путем отсчета известных ему расстояний от этих линий вычертить карту обитаемой земли: показать контуры материков, изобразить горные хребты, обозначить реки, города и пр.»
Дитмар А.Б., Рубежи ойкумены. Эволюция представлений античных учёных об обитаемой Земле и природной широтной зональности, М., «Мысль», 1973 г., с. 78.
«Эратосфена
часто называют «отцом географии» не только за его заслуги в развитии географических идей - он первым назвал географию географией. Но, как мы уже заметили, многие из тех, кто в значительной степени способствовал становлению географической мысли, не считали себя географами. […]
По всей видимости, он окончил и Академию и Ликей.
Около 244 г. до н. э. Эратосфен получил приглашение фараона принять должность наставника его детей; кроме того, ему присвоили титул «первого хранителя» музея в Александрии .
Со смертью главного хранителя (около 234 г. до н. э.) его назначили на этот пост, самый почётный в греческом учёном мире. Он сохранял его вплоть до своей кончины, наступившей в возрасте восьмидесяти лет (около 192 г. до н.э.).
Джордж Сартон приводит ряд интересных дополнительных сведений, показывающих отношение греческих учёных к главному хранителю Александрийского музея.
У Эратосфена
было два прозвища: Бета, которое означало, что хотя он и был главным служителем, но учёный получился из него второстепенный, и Пентатлос (Пятиборец), то есть атлет, выступающий в пяти различных видах спортивных игр. Сартон поясняет, что в то время среди древнегреческих учёных возросла роль специализации - феномен, появившийся вновь лишь в XVII веке. Узкие специалисты - тогда, как и сейчас - склонны смотреть с презрением на тех людей, знания которых отличаются широтой. Мы хотим познакомить вас с тем, что говорит Сартон об этой весьма характерной человеческой ситуации: «Первое прозвище, Бета, свидетельствовало о том, что учёные того времени - естествоиспытатели и - гуманитарии - уже вполне овладели наукой зависти и были всегда готовы опорочить тех, чьё превосходство они не хотели понимать и принимать, поскольку оно их оскорбляло. И вот профессионалы-математики смотрели на него как на недостаточно преуспевшего в их сфере деятельности; к тому же их раздражало разнообразие его нематематических интересов. Что же касается литераторов и филологов, то они не могли оценить его географические устремления.
Эратосфен, возможно, был на вторых ролях во многих областях знания, но неоспоримо его первое место в геодезии и географии; и по сей день он считается величайшим географом всех времен.
Те, кто осуждали его, не могли этого даже предположить, и вот результат - они «просмотрели» его.
Жил среди них гениальный человек, но в своей ограниченности и глупости они не увидели этого, потому что он работал в новой, ещё не изведанной сфере знаний.
Как обычно бывает в подобных случаях, они доказали этим не его, а свою собственную посредственность».
Быть может, наибольшую известность приобрёл Эратосфен своим вычислением окружности Земли.
Он сумел сделать это скорее всего потому, что, обладая незаурядной фантазией, первым из учёных интуитивно осмыслил решающее значение двух независимых наблюдений местоположения Солнца над горизонтом во время солнцестояния.
Одно из наблюдений было привязано к местности вблизи Сиены (Асуан). В русле Нила непосредственно ниже первого порога, напротив Сиены, находился остров, на котором был глубокий колодец. В дни летнего солнцестояния в воде колодца можно было увидеть отражение солнечного диска. Этот колодец был хорошо известен с давних времен, и, конечно, туристы древности специально поднимались вверх по Нилу, чтобы увидеть это удивительное зрелище, повторявшееся каждый год. Оно означало, что в этот день солнце, несомненно, находится прямо над головой. Второе наблюдение было сделано во дворе Александрийского музея , где стоял высокий обелиск.
Использовав его в качестве гномона, Эратосфен измерил длину полуденной тени в день солнцестояния, что позволило ему определить величину угла между обелиском и лучами Солнца. Имея эти сведения, Эратосфен затем прибег к хорошо известной теореме Фалеса , гласившей, что на крестлежащие углы, образовавшиеся при пересечении двух параллельных прямых третьей прямой, равны между собой. Параллельные линии представляли падавшие на Землю лучи Солнца. Солнечные лучи, вертикальные к земной поверхности в Сиене, можно было мысленно продлить до центра Земли. Так же до центра Земли можно было продлить и линию обелиска, стоявшего тоже вертикально, но в Александрии. Тогда угол между солнечными лучами и вертикальным обелиском должен быть таким же, как и угол у центра Земли. Теперь нужно было решить, какую часть окружности составляет дуга, стягивающая угол.
Эратосфен определил, что она равна 1/50 всей окружности. После этого оставалось лишь величину расстояния между Сиеной и Александрией, которая равнялась примерно пятистам милям, умножить на 50. Таким образом, Эратосфен пришёл к выводу, что окружность всей Земли равна примерно 25 000 миль (как стало известно теперь, окружность Земли, проходящая через полюса, составляет 24 860 миль».
Престон Джеймс, Джеффри Мартин, Все возможные миры: история географических идей, М., «Прогресс», 1988 г., с. 58-61.
Древнегреческий учёный, один из первых географов.
Его сочинения дошли до нас только в фрагментах. Один из самых известных трактатов - «Об измерении Земли».
В день летнего солнцестояния в Сиене (ныне город Асуан в Египте), в полдень солнечные лучи освещали дно глубокого вертикального колодца, в то время как в Александрии, лежащей примерно на этом же меридиане, стержень солнечных часов отбрасывал в полдень короткую тень. Проведя геометрические вычисления, Эратосфен показал, что расстояние между городами, отложенное по поверхности земного шара, должно составлять 1/50 окружности Земли. Отсюда он нашёл длину окружности Земли равной 250 000 стадий, что соответствует приблизительно 39 690 км и отличается от современных и более точных вычислений всего на 80 км…
«Научному успеху Эратосфена способствовала совместная работа в Александрийской Мусейоне с выдающимися учеными того времени, такими, как Архимед , Конон, Аристрах Самосский, Аполлоний Пергский, и др. Эратосфен назвал новую науку «географией» (буквально - «землеописание»), введя термин, ранее не известный его предшественникам. Хр. Паассен обращает внимание на то, что Эратосфен предложил новую науку называть не «ойку- , менографией» (т. е. «описанием обитаемой земли»), а именно «географией», желая этим подчеркнуть, что в задачу новой науки должна входить характеристика всего земного шара - суши и океана, а не только её обитаемой, населенной части».
Дитмар А.Б., Рубежи ойкумены. Эволюция представлений античных учёных об обитаемой Земле и природной широтной зональности, М., «Мысль», 1973 г., с. 72.
Кроме этого: «Наряду с параллелями Эратосфен провёл несколько «меридианов», т. е. прямых линий, перпендикулярных экватору. Расстояния между ними он вычислил на основании сведений о протяженности сухопутных дорог и морских путей. […] Такая сетка параллелей и «меридианов» позволила Эратосфену путем отсчета известных ему расстояний от этих линий вычертить карту обитаемой земли: показать контуры материков, изобразить горные хребты, обозначить реки, города и пр.»
Дитмар А.Б., Рубежи ойкумены. Эволюция представлений античных учёных об обитаемой Земле и природной широтной зональности, М., «Мысль», 1973 г., с. 78.
«Эратосфена
часто называют «отцом географии» не только за его заслуги в развитии географических идей - он первым назвал географию географией. Но, как мы уже заметили, многие из тех, кто в значительной степени способствовал становлению географической мысли, не считали себя географами. […]
По всей видимости, он окончил и Академию и Ликей.
Около 244 г. до н. э. Эратосфен получил приглашение фараона принять должность наставника его детей; кроме того, ему присвоили титул «первого хранителя» музея в Александрии .
Со смертью главного хранителя (около 234 г. до н. э.) его назначили на этот пост, самый почётный в греческом учёном мире. Он сохранял его вплоть до своей кончины, наступившей в возрасте восьмидесяти лет (около 192 г. до н.э.).
Джордж Сартон приводит ряд интересных дополнительных сведений, показывающих отношение греческих учёных к главному хранителю Александрийского музея.
У Эратосфена
было два прозвища: Бета, которое означало, что хотя он и был главным служителем, но учёный получился из него второстепенный, и Пентатлос (Пятиборец), то есть атлет, выступающий в пяти различных видах спортивных игр. Сартон поясняет, что в то время среди древнегреческих учёных возросла роль специализации - феномен, появившийся вновь лишь в XVII веке. Узкие специалисты - тогда, как и сейчас - склонны смотреть с презрением на тех людей, знания которых отличаются широтой. Мы хотим познакомить вас с тем, что говорит Сартон об этой весьма характерной человеческой ситуации: «Первое прозвище, Бета, свидетельствовало о том, что учёные того времени - естествоиспытатели и - гуманитарии - уже вполне овладели наукой зависти и были всегда готовы опорочить тех, чьё превосходство они не хотели понимать и принимать, поскольку оно их оскорбляло. И вот профессионалы-математики смотрели на него как на недостаточно преуспевшего в их сфере деятельности; к тому же их раздражало разнообразие его нематематических интересов. Что же касается литераторов и филологов, то они не могли оценить его географические устремления.
Эратосфен, возможно, был на вторых ролях во многих областях знания, но неоспоримо его первое место в геодезии и географии; и по сей день он считается величайшим географом всех времен.
Те, кто осуждали его, не могли этого даже предположить, и вот результат - они «просмотрели» его.
Жил среди них гениальный человек, но в своей ограниченности и глупости они не увидели этого, потому что он работал в новой, ещё не изведанной сфере знаний.
Как обычно бывает в подобных случаях, они доказали этим не его, а свою собственную посредственность».
Быть может, наибольшую известность приобрёл Эратосфен своим вычислением окружности Земли.
Он сумел сделать это скорее всего потому, что, обладая незаурядной фантазией, первым из учёных интуитивно осмыслил решающее значение двух независимых наблюдений местоположения Солнца над горизонтом во время солнцестояния.
Одно из наблюдений было привязано к местности вблизи Сиены (Асуан). В русле Нила непосредственно ниже первого порога, напротив Сиены, находился остров, на котором был глубокий колодец. В дни летнего солнцестояния в воде колодца можно было увидеть отражение солнечного диска. Этот колодец был хорошо известен с давних времен, и, конечно, туристы древности специально поднимались вверх по Нилу, чтобы увидеть это удивительное зрелище, повторявшееся каждый год. Оно означало, что в этот день солнце, несомненно, находится прямо над головой. Второе наблюдение было сделано во дворе Александрийского музея , где стоял высокий обелиск.
Использовав его в качестве гномона, Эратосфен измерил длину полуденной тени в день солнцестояния, что позволило ему определить величину угла между обелиском и лучами Солнца. Имея эти сведения, Эратосфен затем прибег к хорошо известной теореме Фалеса , гласившей, что на крестлежащие углы, образовавшиеся при пересечении двух параллельных прямых третьей прямой, равны между собой. Параллельные линии представляли падавшие на Землю лучи Солнца. Солнечные лучи, вертикальные к земной поверхности в Сиене, можно было мысленно продлить до центра Земли. Так же до центра Земли можно было продлить и линию обелиска, стоявшего тоже вертикально, но в Александрии. Тогда угол между солнечными лучами и вертикальным обелиском должен быть таким же, как и угол у центра Земли. Теперь нужно было решить, какую часть окружности составляет дуга, стягивающая угол.
Эратосфен определил, что она равна 1/50 всей окружности. После этого оставалось лишь величину расстояния между Сиеной и Александрией, которая равнялась примерно пятистам милям, умножить на 50. Таким образом, Эратосфен пришёл к выводу, что окружность всей Земли равна примерно 25 000 миль (как стало известно теперь, окружность Земли, проходящая через полюса, составляет 24 860 миль».
Престон Джеймс, Джеффри Мартин, Все возможные миры: история географических идей, М., «Прогресс», 1988 г., с. 58-61.