To hovedgrupper av naturvitenskapelige metoder. Naturvitenskapens emne og metode

Naturvitenskapelig metodikk

Hvis vi forstår sammenhengene mellom naturvitenskapens prosesser, kan vi bygge et bilde av moderne naturvitenskap. Naturvitenskapen har gått gjennom flere stadier: innsamling av naturvitenskapelig informasjon, deretter analysen. Analysestadiet er allerede en viss del av metodikken. Etter hvert som vitenskapen utvikler seg, blir den mer og mer kompleks i sine metoder.

Oppdage den universelle forbindelsen mellom naturfenomener (levende og ikke-levende), etablere essensen av livet, dets opprinnelse, det fysisk-kjemiske grunnlaget for arv.
Avsløring av essensen av fenomener både inn i dybden av materie (regionen av elementærpartikler) og mot makro (nær-jorden) og mega (videre) objekter.
Avsløring av reelle motsetninger av naturlige objekter, som bølge-partikkel dualisme (hvem ville fortelle oss, advokater, hva dette er?), partikkel og antipartikkel, forholdet mellom dynamiske og statistiske lover (dynamiske lover reflekterer en rigid deterministisk forbindelse mellom objekter, denne forbindelsen er entydig og forutsigbar, hvis vi bruker en kraft til et visst punkt, så vet vi i hvilket øyeblikk og på hvilket sted den vil være); statistiske lover (noen ganger kalt sannsynlighetslover, de brukes til å beskrive analyse i systemer der det er mange komponenter, hvor det er umulig å forutsi alt nøyaktig), tilfeldigheter og nødvendighet.
Identifisere essensen av kvalitativ transformasjon i naturen (i naturvitenskapen er det ikke selve overgangen som er viktig, men betingelsene for overgangen i virkeligheten og sprangets natur, dvs. mekanismen), identifisere forholdet mellom materie og bevissthet . På det nåværende stadiet trengs helt nye tilnærminger.

Naturvitenskapens metodikk er fokusert på å løse hovedproblemet, problemet med kontrollert utvikling av vitenskapelig kunnskap.

En metode er et sett med teknikker og operasjoner for praktisk og teoretisk utvikling av virkeligheten. Metoden utstyrer forskeren med et system av prinsipper, krav, regler, styrt av som han kan oppnå det tiltenkte målet. Mestring av en metode betyr å vite hvordan og i hvilken rekkefølge man skal utføre bestemte handlinger. Metodikk er et kunnskapsfelt som omhandler studiet av metoder, vurdering av deres effektivitet, essens og anvendelighet metoder for vitenskapelig kunnskap er vanligvis delt inn etter graden av deres generalitet, dvs. bredde av anvendelighet i prosessen med vitenskapelig forskning:

Den første gruppen er universelle metoder: dialektiske og metafysiske, de kalles også generelle filosofiske metoder.
Den andre gruppen av metoder består av generelle vitenskapelige metoder, som brukes innenfor en lang rekke vitenskapsfelt, dvs. har et bredt spekter av tverrfaglige anvendelser.
Den tredje gruppen av metoder: private vitenskapelige, som bare brukes innenfor rammen av studiet av en spesifikk vitenskap eller til og med et spesifikt fenomen.

Denne tre-trinns strukturen er i samsvar med konseptet med et system. Disse ovenfra-ned-metodene definerer utviklingen av forskning fra det generelle til det spesifikke, ved å bruke en rekke metoder. Private vitenskapelige metoder utvikles vanligvis i forhold til en spesifikk studie, vanligvis på tidspunktet for en vitenskapelig revolusjon.

Det er to kunnskapsnivåer, empirisk og teoretisk. På empirisk nivå brukes observasjon, eksperiment og måling. På det teoretiske nivået brukes idealisering og formalisering. Og modelleringsmetoden kan brukes på begge nivåer. Modellen må ta hensyn til mange faktorer og optimalisere dem. Modellering brukes oftere på teoretisk nivå, når det allerede er mange fakta, må de generaliseres og kvalifisert til å forutsi. Matematiske modelleringsmetoder har trengt inn i alle vitenskaper.

Faktamateriale eller fast etablert faktum.
Dette er resultatene av en generalisering av faktastoff uttrykt i begreper.
Vitenskapelige antakelser (hypoteser).
Normene for vitenskapelig kunnskap er et sett med spesifikke, konseptuelle og metodiske retningslinjer som er karakteristiske for vitenskapen på hvert spesifikt historisk stadium av dens utvikling. Hovedfunksjonen er å organisere og regulere forskningsprosessen. Identifisere de mest effektive måtene og midlene for å løse problemet. Endring av stadier i vitenskapen fører til endringer i normene for vitenskapelig kunnskap.
Lover, prinsipper, teorier.
Tenkestilen er preget av to tilnærminger (hovedsakelig) til hensynet til objekter. Den første er ideen om enkle dynamiske systemer (dette er den første historiske typen tenkning) og den andre er ideen om komplekse prosesser, selvorganiserende systemer.

Formålet med metodikken er å skape nye måter og metoder for å løse moderne vitenskaps problemer.

Problemet med administrert utvikling:

Med overgangen på det nåværende stadiet av naturvitenskap til studiet av store og komplekse objekter (systemer), viste de tidligere metodene for klassisk naturvitenskap seg å være ineffektive. Ellers fremstod gjenstandsverdenen mye mer mangfoldig og kompleks enn forventet, og de metodene som gjorde det mulig å studere noen av gjenstandene og kunne gi et statisk bilde, kan ikke lenger brukes på nåværende stadium. Nå forstås verden som et dynamisk system der komponenter samhandler og får nye kvaliteter.

For å studere et slikt system er det utviklet en systematisk tilnærming (systemisk studie av objekter). Grunnleggeren av systemteori, Bertalanffy, utviklet det første systemet, en østerriksk biologteoretiker, og systemtilnærmingen ble først brukt i biologi. Hovedoppgaven til generell systemteori er å finne et sett med lover som forklarer oppførselen, funksjonen og utviklingen til hele klassen av objekter som helhet. Dette er rettet mot å bygge en helhetlig teoretisk modell av klasser av objekter. I klassisk vitenskap ble et system tatt, det hadde noen komponenter (her analogien til mekanikk, alt kom ned til bevegelse i systemet, alle systemer ble betraktet som lukkede systemer). I dag kan vi stille følgende spørsmål: Finnes isolerte systemer i prinsippet. Natursystemer i naturen er åpne termodynamiske systemer som utveksler energi, materie og informasjon med omgivelsene. Funksjoner ved systemtilnærmingen:

Når man studerer et objekt som et system, vurderes ikke komponentene i dette systemet separat, men tar hensyn til deres plass i strukturen til helheten.
Selv om komponentene i et system er av samme klasse, blir de under systemanalyse betraktet som utstyrt med forskjellige egenskaper, parametere og funksjoner, men som er forent av et felles kontrollprogram.
Når du studerer systemer, er det nødvendig å ta hensyn til de ytre forholdene for deres eksistens. For høyt organiserte systemer (organiske) viser en årsaksbeskrivelse av deres atferd å være utilstrekkelig. Dette betyr at årsak-virkning-forholdet er veldig strengt (i betydningen utvetydig i henhold til slike ideer, ble det antatt at det var mulig å forutsi hele prosessen med hendelser, dette er i henhold til den klassiske skolen). Både tilfeldighet og ulogikk ble ansett som en slags misforståelse. Tilfeldigheter ble ikke viet nok oppmerksomhet. Samtidig, da forskere begynte å vurdere oppførselen til komplekse høyt organiserte systemer (biologiske, sosiale, tekniske), viste det seg at det ikke var noen streng forhåndsbestemmelse (utvetydig prediksjon). Det var ingen krise i vitenskapen i forbindelse med dette, fordi oppdagelser innen naturvitenskap avslørte generelle mønstre av spesifikke systemer, så ble disse mønstrene mulige å anvende på vitenskapen selv.

Det evolusjonær-synergetiske paradigmet, opprettelsen av en slik tilnærming ble mulig på grunnlag av en ny vitenskapelig retning - synergetikk. Synergetikk er vitenskapen om selvorganisering av systemer som består av mange undersystemer av svært forskjellig natur. Dette understreker universaliteten til denne metodiske tilnærmingen, dvs. den er anvendelig i ulike vitenskapsfelter den er basert på forståelsen av at funksjonelle systemer er basert på komplekse dynamiske selvorganiseringssystemer. En annen definisjon av synergetikk er samarbeid, samarbeid, interaksjon av ulike elementer i systemene.

Bevegelsen for utvikling av vitenskap, som løftet den til et nytt kvalitativt nivå, var assosiert med vitenskapelig og teknologisk revolusjon. Hvis vi snakker om utviklingen av komplekse systemer, er det alltid et bifurkasjonspunkt (ethvert komplekst system i utviklingen nærmer seg dette punktet). Fra dette tidspunktet kan utviklingen gå ned, eller den kan gå opp. Når det brukes på komplekse systemer, ved bifurkasjonspunktet er det nødvendig å bruke litt kraft for at utviklingen skal gå oppover.

UTVIKLING
/ \
Kaos orden

Hvis man tidligere trodde at utvikling bare er bevegelse, og kaos ble oppfattet som en uhyggelig avgrunn og ikke forsto at det er en sammenheng mellom kaos og orden. Som et resultat av hoppet får systemet nye egenskaper på grunn av intern orden (organisasjon). Hvis vi snakker om faste stoffer, er dette orden i strukturen (krystallgitter), og dermed ser vi også orden i naturen. Utviklingen av orden skjer gjennom kaos. Valget bestemmes også av forholdene for ekstern påvirkning på systemet. Det er to mulige veier fra bifurkasjonspunktet: overgang til en høyere organisasjon eller ødeleggelse av systemet (vurder nedbrytning). Det er kritiske utviklingspunkter i vitenskapene, men det er en nyanse at det på et tidspunkt er flere veier å velge mellom. Hovedprinsippet er at hvis vi forstår hvordan et komplekst system utvikler seg, bør vi ikke blande oss inn i det, og om nødvendig bare lede systemet i riktig retning. Bestemmelser fra den synergetiske tilnærmingen:

Komplekst organiserte systemer kan ikke påtvinges utviklingsveier. Tvert imot bør man forstå hvordan man kan bidra til sine egne utviklingstendenser. Derfor er det nødvendig å prøve å lede dem til sine egne mer effektive utviklingsveier.
Denne tilnærmingen lar oss forstå rollen til kaos som en ny organisering av systemer.
Lar deg forstå og bruke øyeblikk av systemustabilitet. Bifurkasjonspunktet er nettopp øyeblikket av ustabilitet, hvor en liten innsats genererer store konsekvenser. I øyeblikk av ustabilitet kan endringer skje på høyere nivåer av organisering av materie.
Synergetikk indikerer at for komplekse systemer er det flere alternative utviklingsveier. Denne posisjonen lar oss konkludere med at det i prinsippet finnes måter å utvikle mennesket og naturen på som kan passe mennesket og ikke skade naturen. For å finne slike veier må vi forstå utviklingsmønstrene til komplekse systemer.
Synergetics gir kunnskap om hvordan man betjener komplekse systemer.
Synergetikk gjør det mulig å avsløre mønstrene til raske, ikke-lineære prosesser som ligger til grunn for kvalitative transformasjoner av systemet.

Ved hjelp av hvilke lover kan objektive mønstre beskrives: ved hjelp av dynamiske lover eller statistiske? Her oppstår problemet med forholdet mellom lover. Vi snakker med andre ord: For det første om lovers anvendelighet, og for det andre om forholdet mellom lover, som er hoved- og som er spesielle. Innenfor rammen av dette problemet (forholdet mellom lover) oppsto to filosofiske retninger:

Determinisme er læren om den kausale materielle betingelsen til naturlige, sosiale og mentale fenomener.
Indeterminisme er en doktrine som benekter enhver objektiv kausalitet av fenomener.

Fysiske teorier utviklet i forhold til disse retningene.

Dynamiske lover. Den første og en slik teori, som var korrelert med determinisme, er dynamisk. En dynamisk lov er en fysisk lov som gjenspeiler et objektivt mønster i form av en entydig sammenheng mellom visse fysiske størrelser uttrykt kvantitativt. Historisk sett var Newtons dynamiske mekanikk den første og enkleste. Laplace er ansvarlig for absoluttisering av dynamiske lover. Etter hans prinsipp er alle fenomener i verden bestemt, d.v.s. forhåndsbestemt av nødvendighet. Og tilfeldige fenomener og hendelser, som en objektiv kategori, får ingen plass. På et visst stadium av utviklingen av slike lover oppsto spørsmålet om at dynamiske lover ikke er de eneste lovene, at de ikke er universelle. Historisk sett er dette assosiert med studiet av mer komplekse systemer, så vel som med forskernes ønske om å trenge inn i materiens dyp.

Statistiske lover. Sammen med dynamiske lover finnes det lover av en annen type, hvis spådommer ikke er sikre, men sannsynlige. Men determinisme forlater ikke vitenskapen, og tilnærmingen ovenfor kalles probabilistisk determinisme – probabilistisk prognose av objektive mønstre basert på sannsynlighetslover. Slike lover kalles statistiske lover. Dette betyr at en hendelse ikke kan forutsies entydig, men med en viss grad av sannsynlighet. Her opererer vi med medianverdier og gjennomsnittsverdier. Disse lovene kalles probabilistiske fordi konklusjonene basert på dem ikke følger logisk fra tilgjengelig informasjon, og derfor ikke er entydige. Fordi informasjonen i seg selv er av statistisk natur. Disse lovene kalles statistiske. Logikken for å identifisere disse lovene tilhører Maxwell. Sannsynlighet har en objektiv karakter, som betyr at på bakgrunn av mange hendelser avsløres et bestemt mønster, uttrykt med et visst tall.

Ibid., s. 152-53). 1) Den empiriske siden involverer funksjoner: kollektive (, deres, deres akkumulering), deskriptive (fakta, deres primære systematisering); 2) teoretisk - funksjoner: forklaring, (generalisering), (skape nye teorier, fremme nye konsepter, akkumulere nye lover), prediksjon (prognostisk), som gir grunn til å kalle naturvitenskapsteorien et "kompass" i vitenskapelig forskning.

Naturvitenskapens ideologiske funksjon er uløselig knyttet til naturvitenskapens teoretiske funksjoner; den er rettet mot å utvikle et naturvitenskapelig bilde av verden, utelukker muligheten for reaksjonær-idealistiske og religiøse syn på naturen; 3) produksjon og praktisk side Naturvitenskapen manifesterer seg som en direkte produktiv kraft. Moderne vitenskap viser at naturvitenskap baner vei for utvikling av teknologi.

Naturvitenskapens virkemidler tilsvarer alle stadiene som naturvitenskapelig kunnskap går gjennom og der funksjonene til naturvitenskap kommer til uttrykk: empirisk, eksperimentell forskning forutsetter et helt system av eksperimentelt og observasjonsutstyr (enheter, inkludert datainstrumenter, spesielt måling installasjoner), med hjelp som etablerer nye fakta. Teoretisk forskning involverer det abstrakte arbeidet til forskere med sikte på å forklare fakta (presumptiv - ved hjelp av testet og bevist - ved hjelp av teorier og vitenskapens lover); på konsepter som generaliserer eksperimentelle data. Begge utfører sammen (ofte med inntreden i feltet eksperimentelle semi-fabrikk- og eksperimentelle installasjoner, designbyråer) verifisering av det som er lært.

Naturvitenskapens metoder er basert på enheten av de empiriske og teoretiske aspektene. De betinger hverandre. Deres brudd, eller i det minste den enes preferansielle utvikling på bekostning av den andre, stenger veien til korrekt kunnskap om naturen: teori blir meningsløs, erfaring blir blind.

Metoder for naturvitenskap kan deles inn i grupper: a) generelle metoder gjelder hele naturvitenskapen, ethvert naturfag, enhver vitenskap. Dette er ulike former for den dialektiske metoden, som gjør det mulig å koble sammen hele erkjennelsesprosessen, alle dens stadier, for eksempel metode osv. Systemer av grener av naturvitenskapen hvis struktur tilsvarer den faktiske historiske prosessen med utviklingen deres (for eksempel kjemi), faktisk følge denne metoden. Dialektikk kommer også til syne ved at «... metoden formelt sett ikke kan skille seg fra forskningens metode. Studien må gjøre seg kjent med materialet i detalj, analysere de ulike formene for utviklingen og spore deres interne sammenhenger. Først etter at dette arbeidet er fullført, kan den faktiske bevegelsen avbildes riktig. Siden dette har vært vellykket og materialets levetid har fått sin rett, kan det virke som om vi har en a priori-konstruksjon foran oss» (se K. Marx og Soch., 2. utg., bind 23, s. 21) ). Dette skjer spesielt ofte i formelle, matematiserte grener av naturvitenskap, for eksempel.

I naturvitenskapen konkretiseres den dialektiske metoden som en komparativ metode (i kjemien), ved hjelp av hvilken den universelle sammenhengen mellom fenomener avsløres. Derfor - komparativ , . Det har vært vellykket brukt i dyrehage-, plante- og fysisk geografi i lang tid. I naturvitenskapen fungerer den dialektiske metoden også som en historisk metode (alle progressive kosmogoniske - stjerne- og planetariske - er basert på den), i (som grunnlaget for historisk geologi, ufullstendig uttrykt i aktualismens metode), i biologien metoden er grunnlaget. Noen ganger kombineres begge metodene til en enkelt komparativ historisk metode, som er dypere og mer meningsfull enn hver av dem. Den samme metoden, når den brukes på prosessen med erkjennelse av naturen, fysikk, er assosiert med korrespondanseprinsippet og bidrar til konstruksjonen av moderne fysiske teorier.

b) Spesielle metoder brukes også i naturvitenskap, men de forholder seg ikke til emnet som helhet, men bare til ett av dets aspekter (fenomener, essens, kvantitative, strukturelle sammenhenger) eller en bestemt forskningsmetode: analyse, syntese, induksjon osv. Spesielle metoder er: observasjon, sammenligning og som spesialtilfelle. Matematiske teknikker og metoder er ekstremt viktige som spesielle måter å studere og uttrykke de kvantitative og strukturelle aspektene og relasjonene til objekter og natur, samt metoder og teorier. Rollen til matematiske metoder i naturvitenskapen øker stadig med økende bruk av regnemaskiner. Generelt er det en matematisering av moderne naturvitenskap. Metodene for analogi og industrielle eksperimenter er forbundet med det.

c) Spesielle metoder er spesielle metoder som opererer enten bare innenfor grenen av naturvitenskap, eller utenfor grenen av naturvitenskap hvor de oppsto. Dermed førte fysikkmetodene som ble brukt i andre grener av naturvitenskapen til opprettelsen

Naturvitenskapen er basert på rasjonelle erkjennelsesmetoder. Disse metodene implementeres på to hovednivåer av kunnskap: empirisk og teoretisk.

På empirisk nivå Følgende skjemaer brukes. Den opprinnelige formen for kunnskap – data. Måter å samle fakta på: observasjon og eksperimentering. Observasjon – en metode for empirisk erkjennelse, som er en sensorisk refleksjon av objekter og fenomener som ikke introduserer endringer i den observerte virkeligheten. Eksperiment – en erkjennelsesmetode der et fenomen studeres under kontrollerte og kontrollerte forhold for å identifisere faktorene som påvirker det. Under observasjon og eksperiment utføres det mål– prosessen med å bestemme de kvantitative verdiene til visse egenskaper og aspekter ved et objekt ved hjelp av spesielle enheter og instrumenter. Ved måling bestemmes en eller annen fysisk mengde. Hovedkravet til måleresultater er pålitelighet. Det er direkte relatert til reproduserbarheten til effekten eller parametrene som beskriver den. Sistnevnte vurderes ved å beregne målenøyaktigheten. Regelmessigheter og eksperimentelle avhengigheter– forhold mellom faktorer og mengder identifisert under observasjoner og eksperimenter.

På det teoretiske nivået blir eksperimentelle materialer forstått basert på metoder for logisk tenkning:

analyse(dele et objekt i dets komponentdeler med det formål å studere dem separat) og syntese(tilkobling av komponentdeler til en helhet);

induksjon(slutning fra det spesielle til det generelle, fra fakta til hypotese) og fradrag(slutning i henhold til logikkens regler for det spesielle fra det generelle);

abstraksjon(mental distraksjon fra visse mindre betydningsfulle egenskaper, aspekter, tegn på objektet som studeres samtidig som de fremhever de mer betydningsfulle) og spesifikasjon(tar hensyn til egenskapene til faget);

idealisering(mental introduksjon av visse endringer i objektet som studeres i samsvar med målene for forskningen) og modellering(studiet av et objekt basert på korrespondansen mellom noen av dets egenskaper til den konstruerte kopien);

formalisering(bruken av spesielle symboler som lar deg flykte fra å studere virkelige objekter og operere med en rekke symboler i stedet).

Det teoretiske nivået omfatter følgende kunnskapsformer.

Lov– uttrykk for den objektive sammenhengen mellom fenomener og størrelser som beskriver dem. Lover er klassifisert:

Etter bruksområde – fundamental(loven om bevaring av energi) og privat(Ohms lov);

Av design - kvantitativ(Newtons første lov) og kvalitet(lover for evolusjon av biosfæren, andre lov om termodynamikk);

Av arten av objektet - dynamisk, hvor nødvendighet råder og ved hjelp av hvilken, basert på de kjente startparametrene for tilstanden til et bestemt objekt, kan dets tilstand til enhver tid bestemmes nøyaktig (for eksempel Newtons andre lov), og statistisk, der tilfeldighet er en form for manifestasjon av nødvendighet og som tillater, basert på de innledende parameterne til tilstanden til et bestemt objekt gitt med en viss sannsynlighet, å bestemme tilstanden til enhver tid med en viss sannsynlighet (for eksempel loven av radioaktivt forfall).

Postulater og aksiomer- ubeviselige utsagn som som regel ligger til grunn for teorien.

Prinsipper– bestemmelser som også ligger til grunn for teorien.

Hypoteser– spekulative, utilstrekkelig begrunnede bestemmelser og uttalelser.

Modell– et forenklet bilde (kopi) av et ekte objekt; Utgangspunktene for å lage modeller dannes ofte i form av postulater. Basert på vurdering av oppførselen til modeller, utledes empirisk etterprøvbare konsekvenser; tankeeksperimenter brukes ofte der mulige atferdsmønstre av modeller utspilles; Utviklingen av denne metoden er matematisk og datamodellering. Det finnes modeller verbal– basert på begreper og symboler, og ikke verbal– basert på assosiasjoner og bilder.

Teori – et kunnskapssystem som beskriver et spesifikt område av sammenhengende fenomener. Teorien kan bygges på grunnlag av empiriske avhengigheter, postulater og prinsipper. Den fremstår ikke som en direkte generalisering av eksperimentelle fakta, men oppstår i et komplekst forhold mellom teoretisk tenkning og empirisk kunnskap. Teorien skal tilfredsstille følgende krav: konsistens, etterlevelse av empiri, evne til å beskrive kjente fenomener, evne til å forutsi nye fenomener. I likhet med lovene som den forener, har teorien et bruksområde, hvis grenser må spesifiseres. I løpet av utviklingen av vitenskapen kan det oppstå en ny teori som beskriver det samme spekteret av fenomener som den forrige, og slik at begge tilfredsstiller kravene ovenfor. Så, i henhold til korrespondanseprinsippet, er den nye teorien en generalisering av den forrige, har et bredere omfang og inkluderer den forrige som et spesialtilfelle.

Konsept(conceptio - forståelse) - et system av sammenkoblede og resulterende fra hverandre syn på visse fenomener, prosesser; en måte å forstå og tolke hendelser og fenomener på; en grunnleggende idé som ligger til grunn for eller avledet fra en teori.

Paradigme(paradeigma - eksempel, prøve) - et konseptuelt opplegg, et sett med konsepter som har dominert det vitenskapelige samfunnet i en viss tid, og gir en modell for å stille problemer og løse dem. Paradigmediagrammet representerer den vitenskapelige revolusjonen.

Vitenskapelig bilde av verden – en generalisert idé om alle naturfenomener, dannet innenfor rammen av det eksisterende paradigmet. I dannelsen av et vitenskapelig bilde av verden spilles en betydelig rolle prinsippet om historisme - tilnærming til virkeligheten som naturlig utvikler seg over tid.

Det er viktigere ting i verden
fantastiske funn - dette er kunnskap
metodene de ble laget på.
G.V Leibniz

Hva er en metode? Hva er forskjellen mellom analyse og syntese, induksjon og deduksjon?

Leksjon-forelesning

Hva er en metode. Metode i vitenskapen kaller de en metode for å konstruere kunnskap, en form for praktisk og teoretisk mestring av virkeligheten. Francis Bacon sammenlignet metoden med en lampe som lyser opp veien for en reisende i mørket: "Selv en halt mann som går langs veien er foran ham som går uten vei." Den riktig valgte metoden må være klar, logisk, føre til et bestemt mål og gi resultater. Studiet av et system av metoder kalles metodikk.

Erkjennelsesmetoder som brukes i vitenskapelige aktiviteter er empirisk(praktisk, eksperimentell) - observasjon, eksperiment og teoretisk(logisk, rasjonell) - analyse, syntese, sammenligning, klassifisering, systematisering, abstraksjon, generalisering, modellering, induksjon, deduksjon. I ekte vitenskapelig kunnskap brukes disse metodene alltid i enhet. For eksempel, ved utvikling av et eksperiment kreves det en foreløpig teoretisk forståelse av problemet, formulering av en forskningshypotese, og etter eksperimentet er det nødvendig å bearbeide resultatene ved hjelp av matematiske metoder. La oss vurdere funksjonene til noen teoretiske metoder for erkjennelse.

For eksempel kan alle videregående elever deles inn i underklasser - "jenter" og "gutter". Du kan velge en annen funksjon, for eksempel høyde. I dette tilfellet kan klassifisering utføres på forskjellige måter: for eksempel ved å fremheve høydegrensen på 160 cm og klassifisere elevene i underklasser "kort" og "høy" eller dele høydeskalaen i segmenter på 10 cm, så vil klassifiseringen være mer detaljert. Hvis vi sammenligner resultatene av en slik klassifisering over flere år, vil dette tillate oss å empirisk etablere trender i den fysiske utviklingen til elever.

KLASSIFISERING OG SYSTEMATISERING. Klassifisering lar deg organisere materialet som studeres, og gruppere settet (klassen) med objekter som studeres i undergrupper (underklasser) i samsvar med den valgte egenskapen.

Klassifisering som metode kan brukes til å skaffe ny kunnskap og til og med tjene som grunnlag for å konstruere nye vitenskapelige teorier. I vitenskapen bruker de vanligvis klassifiseringer av de samme objektene i henhold til forskjellige kriterier avhengig av målene deres. Imidlertid velges alltid attributtet (grunnlaget for klassifisering). For eksempel deler kjemikere klassen "syrer" i underklasser i henhold til graden av dissosiasjon (sterk og svak), og i henhold til tilstedeværelsen av oksygen (oksygenholdig og oksygenfri), og i henhold til fysiske egenskaper (flyktig - ikke -flyktig; løselig - uløselig), og andre egenskaper.

Klassifiseringen kan endre seg etter hvert som vitenskapen utvikler seg. På midten av 1900-tallet. studiet av ulike kjernefysiske reaksjoner førte til oppdagelsen av elementære (ikke-fissile) partikler. Til å begynne med begynte de å bli klassifisert etter masse; Slik dukket det opp leptoner (små), mesoner (mellomliggende), baryoner (store) og hyperoner (superstore). Videre utvikling innen fysikk viste at klassifisering etter masse hadde liten fysisk betydning, men begrepene ble beholdt, noe som resulterte i utseendet til leptoner, som var mye mer massive enn baryoner.

Det er praktisk å vise klassifiseringen i form av tabeller eller diagrammer (grafer). For eksempel kan en klassifisering av planeter i solsystemet, representert ved et grafdiagram, se slik ut:

Vær oppmerksom på at planeten Pluto i denne klassifiseringen representerer en egen underklasse og ikke tilhører verken de terrestriske planetene eller de gigantiske planetene. Dette er en dvergplanet. Forskere bemerker at Plutos egenskaper ligner på en asteroide, som det kan være mange av i periferien av solsystemet.

Når man studerer komplekse naturlige systemer, fungerer klassifisering faktisk som det første skrittet mot å bygge en naturvitenskapelig teori. Det neste, høyere nivået er systematisering (systematisering). Systematisering utføres på grunnlag av klassifisering av et tilstrekkelig stort volum av materiale. Samtidig identifiseres de mest essensielle trekkene som gjør det mulig å fremstille det akkumulerte materialet som et system der alle de ulike relasjonene mellom objekter reflekteres. Det er nødvendig i tilfeller der det er en rekke objekter og objektene i seg selv er komplekse systemer. Resultatet av systematisering av vitenskapelige data er taksonomi, eller på annen måte taksonomi. Systematikk, som et vitenskapsfelt, utviklet seg innen kunnskapsfelt som biologi, geologi, lingvistikk og etnografi.

Enheten for systematikk kalles et takson. I biologi er taxa for eksempel phylum, klasse, familie, slekt, orden osv. De er forent til et enkelt system av taxa av ulike rangerer etter et hierarkisk prinsipp. Et slikt system inkluderer en beskrivelse av alle eksisterende og utdødde organismer og klargjør veiene til deres utvikling. Hvis forskerne finner en ny art, må de bekrefte dens plass i det totale systemet. Det kan også gjøres endringer i selve systemet, som forblir utviklende og dynamisk. Systematikk gjør det enkelt å navigere i mangfoldet av organismer - rundt 1,5 millioner dyrearter alene er kjent, og mer enn 500 tusen plantearter er kjent, ikke medregnet andre grupper av organismer. Moderne biologisk taksonomi gjenspeiler Saint-Hilaires lov: "Mangfoldet av livsformer danner et naturlig taksonomisk system som består av hierarkiske grupper av taxa av forskjellige rangerer."

INDUKSJON OG AVDRAG. Kunnskapsveien, der det basert på systematisering av akkumulert informasjon - fra det spesielle til det generelle - trekkes en konklusjon om et eksisterende mønster, kalles ved induksjon. Denne metoden som en metode for å studere naturen ble utviklet av den engelske filosofen Francis Bacon. Han skrev: «Vi må ta så mange tilfeller som mulig – både de der fenomenet som studeres er tilstede, og de der det er fraværende, men hvor man forventer å finne det; da må du ordne dem metodisk... og gi den mest sannsynlige forklaringen; til slutt, prøv å verifisere denne forklaringen ved ytterligere sammenligning med fakta."

Induksjon er ikke den eneste måten å få vitenskapelig kunnskap om verden på. Hvis eksperimentell fysikk, kjemi og biologi ble bygget som vitenskaper hovedsakelig gjennom induksjon, så var teoretisk fysikk og moderne matematikk basert på et system av aksiomer - konsistente, spekulative utsagn, pålitelige fra synspunktet til sunn fornuft og nivået av historisk utvikling av vitenskap. Så kan kunnskap bygges på disse aksiomene ved å trekke konklusjoner fra det generelle til det spesielle, gå fra premisser til konsekvenser. Denne metoden kalles fradrag. Den ble utviklet av Rene Descartes, en fransk filosof og vitenskapsmann.

Et slående eksempel på å få kunnskap om ett emne på forskjellige måter er oppdagelsen av himmellegemenes bevegelseslover. I. Kepler, basert på en stor mengde observasjonsdata om bevegelsen til planeten Mars på begynnelsen av 1600-tallet. oppdaget ved induksjon de empiriske lovene for planetarisk bevegelse i solsystemet. På slutten av samme århundre utledet Newton deduktivt generaliserte lover for bevegelse av himmellegemer basert på loven om universell gravitasjon.

Portretter av F. Bacon og V. Livanov i bildet av S. Holmes Hvorfor er portrettene av vitenskapsmannen og den litterære helten plassert ved siden av hverandre?

I reelle forskningsaktiviteter henger vitenskapelige forskningsmetoder sammen.

Ved hjelp av referanselitteratur kan du finne og skrive ned definisjoner av følgende teoretiske forskningsmetoder: analyse, syntese, sammenligning, abstraksjon, generalisering.
Gjennomfør en klassifisering og lag et diagram over de empiriske og teoretiske metodene for vitenskapelig kunnskap du kjenner til.
Er du enig i synspunktet til den franske forfatteren Vovnart: "Intelligens erstatter ikke kunnskap"? Begrunn svaret ditt.

Novosibirsk statsuniversitet

Fakultet for mekanikk og matematikk

Emne: Concepts of Modern Natural Science

Om emnet: "Metoder for vitenskapelig kunnskap"

Panov L.V.

Kurs 3, gruppe 4123

Vitenskap er hovedårsaken til overgangen til et postindustrielt samfunn, den utbredte introduksjonen av informasjonsteknologi og fremveksten av en "ny økonomi". Vitenskapen har et utviklet system av metoder, prinsipper og imperativer for kunnskap. Det er den riktig valgte metoden, sammen med vitenskapsmannens talent, som hjelper ham til å forstå den dype sammenhengen mellom fenomener, avsløre deres essens, oppdage lover og regelmessigheter. Antallet vitenskapelige metoder øker stadig. Tross alt er det et stort antall vitenskaper i verden, og hver av dem har sine egne spesifikke metoder og forskningsemne.

Formålet med dette arbeidet er å undersøke i detalj metodene for vitenskapelig eksperimentell og teoretisk kunnskap. Nemlig hva er metoden, hovedtrekkene ved metoden, klassifisering, omfang osv. Kriteriene for vitenskapelig kunnskap vil også bli vurdert.

Observasjon.

Kunnskap begynner med observasjon. Observasjon er en sanserefleksjon av gjenstander og fenomener i den ytre verden. Observasjon er en målrettet studie av objekter, hovedsakelig basert på slike menneskelige sanseevner som sansning, persepsjon og representasjon. Dette er den første metoden for empirisk erkjennelse, som lar oss få litt primær informasjon om objektene i den omkringliggende virkeligheten.

Vitenskapelig observasjon er preget av en rekke funksjoner. For det første, ved målrettethet, bør observasjon utføres for å løse det uttalte forskningsproblemet, og observatørens oppmerksomhet bør kun rettes mot fenomener relatert til denne oppgaven. For det andre systematisk, siden observasjonen må utføres strengt i henhold til planen. For det tredje, ved aktivitet - må forskeren aktivt søke, fremheve øyeblikkene han trenger i det observerte fenomenet, og trekke på sin kunnskap og erfaring for dette.

Under observasjon er det ingen aktivitet rettet mot å transformere eller endre kunnskapsobjektene. Dette skyldes en rekke omstendigheter: utilgjengelighet av disse objektene for praktisk påvirkning (for eksempel observasjon av fjerne romobjekter), uønskethet, basert på formålet med studien, av interferens i den observerte prosessen (fenologisk, psykologisk og andre observasjoner), mangelen på tekniske, energimessige, økonomiske og andre evner som setter opp eksperimentelle studier av kunnskapsobjekter.

Vitenskapelige observasjoner er alltid ledsaget av en beskrivelse av kunnskapsobjektet. Ved hjelp av beskrivelse blir sensorisk informasjon oversatt til språket for begreper, tegn, diagrammer, tegninger, grafer og tall, og tar derved en form som er praktisk for videre rasjonell behandling. Det er viktig at begrepene som brukes for beskrivelse alltid har en klar og entydig betydning. Med utviklingen av vitenskapen og endringer i dens grunnlag, blir beskrivelsesmidlene transformert, og et nytt system av konsepter blir ofte skapt.

I henhold til metoden for å utføre observasjoner kan de være direkte eller indirekte. Under direkte observasjoner blir visse egenskaper og aspekter ved et objekt reflektert og oppfattet av menneskelige sanser. Det er kjent at observasjoner av posisjonene til planeter og stjerner på himmelen, utført i mer enn tjue år av Tycho Brahe, var det empiriske grunnlaget for Keplers oppdagelse av hans berømte lover. Oftest er vitenskapelig observasjon indirekte, det vil si utført ved hjelp av visse tekniske midler. Hvis før begynnelsen av 1600-tallet. Da astronomer observerte himmellegemer med det blotte øye, løftet Galileos oppfinnelse av det optiske teleskopet i 1608 astronomiske observasjoner til et nytt, mye høyere nivå. Og etableringen i dag av røntgenteleskoper og deres utskyting i verdensrommet om bord på en orbitalstasjon har gjort det mulig å observere slike objekter i universet som pulsarer og kvasarer.

Utviklingen av moderne naturvitenskap er forbundet med den økende rollen til såkalte indirekte observasjoner. Dermed kan ikke objekter og fenomener studert av kjernefysikk observeres direkte verken ved hjelp av menneskelige sanser eller ved hjelp av de mest avanserte instrumentene. For eksempel, når man studerer egenskapene til ladede partikler ved hjelp av et skykammer, blir disse partiklene oppfattet av forskeren indirekte - gjennom synlige spor som består av mange dråper væske.

Eksperiment

Eksperiment - en mer kompleks metode for empirisk kunnskap sammenlignet med observasjon. Det innebærer aktiv, målrettet og strengt kontrollert innflytelse fra forskeren på objektet som studeres for å identifisere og studere visse aspekter, egenskaper og sammenhenger. I dette tilfellet kan eksperimentatoren transformere objektet som studeres, skape kunstige forhold for studiet og forstyrre prosessens naturlige forløp. I den generelle strukturen til vitenskapelig forskning inntar eksperimentet en spesiell plass. Det er eksperimentet som er bindeleddet mellom de teoretiske og empiriske stadiene og nivåene i vitenskapelig forskning.

Noen forskere hevder at et smart gjennomtenkt og dyktig utført eksperiment er overlegent teori, fordi teori, i motsetning til erfaring, kan tilbakevises fullstendig.

Et eksperiment inkluderer på den ene siden observasjon og måling, og på den andre har det en rekke viktige funksjoner. For det første lar et eksperiment deg studere et objekt i en "renset" form, det vil si å eliminere alle slags sidefaktorer og lag som kompliserer forskningsprosessen. For det andre, under eksperimentet, kan objektet plasseres under noen kunstige, spesielt ekstreme forhold, det vil si studert ved ultralave temperaturer, ved ekstremt høye trykk, eller omvendt, i et vakuum, ved enorme elektromagnetiske feltstyrker, etc. For det tredje, når man studerer en prosess, kan en eksperimentator gripe inn i den og aktivt påvirke forløpet. For det fjerde er en viktig fordel med mange eksperimenter deres reproduserbarhet. Dette betyr at de eksperimentelle forholdene kan gjentas så mange ganger som nødvendig for å oppnå pålitelige resultater.

Forberedelse og gjennomføring av et eksperiment krever overholdelse av en rekke betingelser. Et vitenskapelig eksperiment forutsetter altså tilstedeværelsen av et klart formulert forskningsmål. Eksperimentet er basert på noen innledende teoretiske prinsipper. Et eksperiment krever et visst nivå av utvikling av tekniske erkjennelsesmidler som er nødvendige for implementeringen. Og til slutt må det utføres av personer som er tilstrekkelig kvalifisert.

Basert på arten av problemene som løses, deles eksperimenter inn i forskning og testing. Forskningseksperimenter gjør det mulig å oppdage nye, ukjente egenskaper i et objekt. Resultatet av et slikt eksperiment kan være konklusjoner som ikke følger av eksisterende kunnskap om studieobjektet. Et eksempel er forsøkene utført i laboratoriet til E. Rutherford, som førte til oppdagelsen av atomkjernen. Verifikasjonseksperimenter tjener til å teste og bekrefte visse teoretiske konstruksjoner. For eksempel ble eksistensen av en rekke elementærpartikler (positron, nøytrino, etc.) først forutsagt teoretisk, og først senere ble de oppdaget eksperimentelt. Eksperimenter kan deles inn i kvalitative og kvantitative. Kvalitative eksperimenter lar oss bare identifisere effekten av visse faktorer på fenomenet som studeres. Kvantitative eksperimenter etablerer nøyaktige kvantitative sammenhenger. Som kjent ble forbindelsen mellom elektriske og magnetiske fenomener først oppdaget av den danske fysikeren Oersted som et resultat av et rent kvalitativt eksperiment (etter å ha plassert en magnetisk kompassnål ved siden av en leder som en elektrisk strøm ble ført gjennom, oppdaget han at nålen avviker fra sin opprinnelige posisjon). Dette ble fulgt av kvantitative eksperimenter av de franske forskerne Biot og Savart, samt Amperes eksperimenter, på grunnlag av hvilke en matematisk formel ble utledet. I henhold til det vitenskapelige kunnskapsfeltet eksperimentet utføres i, skilles naturvitenskapelige, anvendte og sosioøkonomiske eksperimenter.

Måling og sammenligning.

Vitenskapelige eksperimenter og observasjoner innebærer vanligvis å gjøre en rekke målinger. Måling er en prosess som involverer å bestemme de kvantitative verdiene til visse egenskaper, aspekter ved objektet eller fenomenet som studeres ved hjelp av spesielle tekniske enheter.

Måleoperasjonen er basert på sammenligning. For å gjøre en sammenligning, må du bestemme måleenhetene. I vitenskapen fungerer sammenligning også som en komparativ eller komparativ-historisk metode. Opprinnelig oppsto det innen filologi og litteraturkritikk, og begynte deretter å bli vellykket brukt innen juss, sosiologi, historie, biologi, psykologi, religionshistorie, etnografi og andre kunnskapsfelt. Det har dukket opp hele kunnskapsgrener som bruker denne metoden: komparativ anatomi, komparativ fysiologi, komparativ psykologi, etc. I komparativ psykologi utføres studiet av psyken på grunnlag av å sammenligne psyken til en voksen med utviklingen av psyken til et barn, så vel som dyr.

Et viktig aspekt ved måleprosessen er metodikken for å gjennomføre den. Det er et sett med teknikker som bruker visse prinsipper og målemidler. Med måleprinsipper mener vi de fenomenene som ligger til grunn for målinger.

Målinger er delt inn i statiske og dynamiske. Statiske målinger inkluderer måling av kroppsstørrelser, konstant trykk osv. Eksempler på dynamiske målinger er måling av vibrasjon, pulserende trykk osv. Basert på metoden for å oppnå resultater skilles direkte og indirekte målinger. Ved direkte målinger oppnås den ønskede verdien av den målte mengden ved direkte å sammenligne den med en standard eller utstedes av en måleenhet. Ved indirekte måling bestemmes ønsket verdi på grunnlag av et kjent matematisk forhold mellom denne verdien og andre verdier oppnådd ved direkte målinger. For eksempel å finne den elektriske resistiviteten til en leder ved dens motstand, lengde og tverrsnittsareal. Indirekte målinger er mye brukt i tilfeller hvor ønsket mengde er umulig eller for vanskelig å måle direkte.

Over tid forbedres på den ene siden eksisterende måleinstrumenter, på den andre siden introduseres nye måleapparater. Dermed har utviklingen av kvantefysikk økt mulighetene for målinger med høy grad av nøyaktighet betydelig. Bruk av Mössbauer-effekten gjør det mulig å lage en enhet med en oppløsning på ca. 10 -13 prosent av den målte verdien. Velutviklet måleinstrumentering, en rekke metoder og høye egenskaper ved måleinstrumenter bidrar til fremgang i vitenskapelig forskning.

Generelle kjennetegn ved teoretiske metoder

Teori er et system av begreper av lover og prinsipper som gjør det mulig å beskrive og forklare en bestemt gruppe fenomener og skissere et handlingsprogram for deres transformasjon. Følgelig gjennomføres teoretisk kunnskap ved hjelp av ulike begreper, lover og prinsipper. Fakta og teorier står ikke i motsetning til hverandre, men utgjør en helhet. Forskjellen mellom dem er at fakta uttrykker noe individuelt, mens teori omhandler det generelle. I fakta og teorier kan tre nivåer skilles: eventuelt, psykologisk og språklig. Disse nivåene av enhet kan representeres som følger:

Språklig nivå: teorier inkluderer universelle utsagn, fakta inkluderer individuelle utsagn.

Psykologisk nivå: tanker (t) og følelser (f).

Hendelsesnivå – totalt enkelthendelser (t) og enkelthendelser (f)

Teorien er som regel konstruert på en slik måte at den ikke beskriver den omgivende virkeligheten, men ideelle objekter, som et materiell punkt, en ideell gass, en absolutt svart kropp, etc. Dette vitenskapelige konseptet kalles idealisering. Idealisering er et mentalt konstruert konsept av objekter, prosesser og fenomener som ikke ser ut til å eksistere, men har bilder eller prototyper. For eksempel kan en liten kropp tjene som en prototype av et materialpunkt. Ideelle gjenstander, i motsetning til ekte, er ikke preget av et uendelig, men av et veldefinert antall egenskaper. For eksempel er egenskapene til et materialpunkt masse og evnen til å være i rom og tid.

I tillegg spesifiserer teorien relasjonene mellom ideelle objekter, beskrevet av lover. Avledede objekter kan også konstrueres fra primære ideelle objekter. Som et resultat er en teori som beskriver egenskapene til ideelle objekter, relasjonene mellom dem og egenskapene til strukturer dannet fra primære ideelle objekter i stand til å beskrive hele variasjonen av data som en vitenskapsmann møter på empirisk nivå.

La oss vurdere de viktigste metodene for å realisere teoretisk kunnskap. Disse metodene er: aksiomatisk, konstruktivistisk, hypotetisk-induktiv og pragmatisk.

Ved bruk av den aksiomatiske metoden konstrueres en vitenskapelig teori i form av et system av aksiomer (påstander akseptert uten logisk bevis) og slutningsregler som tillater, gjennom logisk deduksjon, å få utsagn om en gitt teori (teoremer). Aksiomene skal ikke motsi hverandre, det er også ønskelig at de ikke er avhengige av hverandre. Den aksiomatiske metoden vil bli diskutert mer detaljert nedenfor.

Den konstruktivistiske metoden, sammen med den aksiomatiske, brukes i matematiske vitenskaper og informatikk. I denne metoden begynner utviklingen av en teori ikke med aksiomer, men med konsepter, legitimiteten til bruken av disse anses som intuitivt begrunnet. I tillegg er det satt regler for konstruksjon av nye teoretiske strukturer. Bare de strukturene som faktisk ble bygget anses som vitenskapelige. Denne metoden regnes som det beste middelet mot fremveksten av logiske motsetninger: konseptet er konstruert, derfor er selve måten å bygge det på.

I naturvitenskapen er den hypotetisk-deduktive metoden eller hypotesemetoden mye brukt. Grunnlaget for denne metoden er hypoteser om generaliserende makt, som all annen kunnskap er avledet fra. Inntil en hypotese forkastes, fungerer den som en vitenskapelig lov. Hypoteser, i motsetning til aksiomer, krever eksperimentell bekreftelse. Denne metoden vil bli beskrevet i detalj nedenfor.

I de tekniske og humanistiske vitenskapene er den pragmatiske metoden mye brukt, hvis essens er logikken til den såkalte. praktisk konklusjon. For eksempel ønsker forsøksperson L å gjennomføre A, men han mener at han ikke vil klare å gjennomføre A dersom han ikke gjennomfører c. Derfor antas A å ha gjort c. De logiske konstruksjonene ser slik ut: A-> p-> c. Med den konstruktivistiske metoden ville konstruksjonene ha følgende form: A-> c-> r. I motsetning til hypotetisk-deduktiv slutning, der informasjon om et faktum bringes inn under loven, må i praktisk slutning informasjon om et middel c svare til målet p, som er i samsvar med visse verdier.

I tillegg til metodene som er omtalt, er det også såkalte. beskrivende metoder. De tas opp dersom metodene omtalt ovenfor er uakseptable. Beskrivelsen av fenomenene som studeres kan være verbal, grafisk, skjematisk, formell-symbolsk. Beskrivende metoder er ofte det stadiet av vitenskapelig forskning som leder til idealene om mer utviklede vitenskapelige metoder. Ofte er denne metoden den mest passende, siden moderne vitenskap ofte omhandler fenomener som ikke overholder for strenge krav.

Abstraksjon.

I abstraksjonsprosessen går det fra sanselig oppfattede konkrete objekter til abstrakte ideer om dem. Abstraksjon består av mental abstraksjon fra noen mindre betydningsfulle egenskaper, aspekter, trekk ved objektet som studeres, mens det samtidig fremhever og danner ett eller flere vesentlige aspekter, egenskaper, trekk ved dette objektet. Resultatet oppnådd under abstraksjonsprosessen kalles abstraksjon.

Overgangen fra det sansekonkrete til det abstrakte er alltid forbundet med en viss forenkling av virkeligheten. Samtidig som forskeren går opp fra det sansekonkrete til det abstrakte, teoretiske, får forskeren muligheten til å bedre forstå objektet som studeres og avsløre dets essens. Prosessen med overgang fra sensorisk-empiriske, visuelle ideer om fenomenene som studeres til dannelsen av visse abstrakte, teoretiske strukturer som reflekterer essensen av disse fenomenene ligger til grunn for utviklingen av enhver vitenskap.

Siden betongen er en samling av mange egenskaper, aspekter, interne og eksterne forbindelser og relasjoner, er det umulig å kjenne den i all dens mangfold, forbli på scenen av sanseerkjennelse og begrense oss til det. Derfor er det behov for en teoretisk forståelse av det konkrete, som vanligvis kalles oppstigningen fra det sansekonkrete til det abstrakte. Dannelsen av vitenskapelige abstraksjoner og generelle teoretiske posisjoner er imidlertid ikke kunnskapens endelige mål, men er kun et middel til dypere, mer allsidig kunnskap om det konkrete. Derfor er det nødvendig å flytte kunnskap fra det oppnådde abstrakte tilbake til det konkrete. Den logisk-konkrete oppnådd på dette stadiet av studien vil være kvalitativt annerledes sammenlignet med den sensoriske-konkrete. Det logisk-konkrete er det konkrete, teoretisk reprodusert i forskerens tenkning, i all innholdets rikdom. Den inneholder i seg selv ikke bare det som er sanselig oppfattet, men også noe skjult, utilgjengelig for sanseoppfatningen, noe vesentlig, naturlig, som bare forstås ved hjelp av teoretisk tenkning, ved hjelp av visse abstraksjoner.

Metoden for oppstigning fra det abstrakte til det konkrete brukes i konstruksjonen av ulike vitenskapelige teorier og kan brukes både innen samfunns- og naturvitenskap. For eksempel, i teorien om gasser, etter å ha identifisert de grunnleggende lovene til en ideell gass - Clapeyrons ligninger, Avogadros lov, etc., går forskeren til de spesifikke interaksjonene og egenskapene til ekte gasser, og karakteriserer deres essensielle aspekter og egenskaper. Etter hvert som vi går dypere inn i det konkrete, introduseres nye abstraksjoner, som fungerer som en dypere refleksjon av objektets essens. I prosessen med å utvikle teorien om gasser, ble det derfor funnet at de ideelle gasslovene karakteriserer oppførselen til ekte gasser bare ved lavt trykk. Å ta disse kreftene i betraktning førte til formuleringen av Van der Waals lov.

Idealisering. Tankeeksperiment.

Idealisering er den mentale introduksjonen av visse endringer i objektet som studeres i samsvar med målene for forskningen. Som et resultat av slike endringer kan for eksempel enkelte egenskaper, aspekter eller egenskaper ved objekter utelukkes fra vurdering. Dermed innebærer den utbredte idealiseringen i mekanikk - et materiell punkt en kropp blottet for alle dimensjoner. Et slikt abstrakt objekt, hvis dimensjoner er neglisjert, er praktisk når man skal beskrive bevegelsen til et bredt utvalg av materielle objekter fra atomer og molekyler til planetene i solsystemet. Når det er idealisert, kan et objekt bli utstyrt med noen spesielle egenskaper som ikke er realiserbare i virkeligheten. Et eksempel er abstraksjonen introdusert i fysikk gjennom idealisering, kjent som den absolutt svarte kroppen. Denne kroppen er utstyrt med egenskapen, som ikke eksisterer i naturen, å absorbere absolutt all strålende energi som faller på den, uten å reflektere noe og uten å la noe passere gjennom den.

Idealisering er hensiktsmessig når de virkelige objektene som skal studeres er tilstrekkelig komplekse for de tilgjengelige midlene for teoretisk, spesielt matematisk, analyse. Det er tilrådelig å bruke idealisering i tilfeller der det er nødvendig å utelukke visse egenskaper til et objekt som skjuler essensen av prosessene som skjer i det. Et komplekst objekt presenteres i en "renset" form, noe som gjør det lettere å studere.

Som et eksempel kan vi peke på tre ulike konsepter av «ideell gass», dannet under påvirkning av ulike teoretiske og fysiske konsepter: Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein og Fermi-Dirac. Alle de tre idealiseringsalternativene som ble oppnådd i dette tilfellet viste seg imidlertid å være fruktbare i studiet av gasstilstander av forskjellig natur: Maxwell-Boltzmann-idealgassen ble grunnlaget for studier av vanlige sjeldne molekylære gasser lokalisert ved ganske høye temperaturer; Bose-Einstein idealgassen ble brukt til å studere fotonisk gass, og Fermi-Dirac idealgassen hjalp til med å løse en rekke elektrongassproblemer.

Et tankeeksperiment innebærer å operere med et idealisert objekt, som består i mentalt utvalg av visse posisjoner og situasjoner som gjør det mulig å oppdage noen viktige trekk ved objektet som studeres. Ethvert reelt eksperiment, før det utføres i praksis, blir først utført av forskeren mentalt i prosessen med å tenke og planlegge. I vitenskapelig kunnskap kan det være tilfeller når man studerer visse fenomener og situasjoner, og det viser seg å være helt umulig å gjennomføre ekte eksperimenter. Dette gapet i kunnskap kan bare fylles med et tankeeksperiment.

Den vitenskapelige aktiviteten til Galileo, Newton, Maxwell, Carnot, Einstein og andre forskere som la grunnlaget for moderne naturvitenskap, vitner om tankeeksperimentenes betydelige rolle i dannelsen av teoretiske ideer. Historien om fysikkens utvikling er rik på fakta om bruken av tankeeksperimenter. Et eksempel er Galileos tankeeksperimenter, som førte til oppdagelsen av treghetsloven.

Hovedfordelen med idealisering som metode for vitenskapelig kunnskap er at de teoretiske konstruksjonene som er oppnådd på grunnlag av den, gjør det mulig å effektivt studere virkelige objekter og fenomener. Forenklinger oppnådd gjennom idealisering gjør det lettere å lage en teori som avslører lovene i det studerte området av fenomener i den materielle verden. Hvis teorien som helhet korrekt beskriver virkelige fenomener, så er også idealiseringene som ligger til grunn for den legitime.

Formalisering. Aksiomer.

Formalisering er en spesiell tilnærming i vitenskapelig kunnskap, som består i bruk av spesielle symboler, som lar en flykte fra studiet av virkelige objekter, fra innholdet i de teoretiske bestemmelsene som beskriver dem, og i stedet operere med et visst sett med symboler (tegn).

Denne erkjennelsesmetoden består i å konstruere abstrakte matematiske modeller som avslører essensen av virkelighetsprosessene som studeres. Ved formalisering overføres resonnement om objekter til planet for å operere med tegn (formler). Relasjoner mellom tegn erstatter utsagn om objekters egenskaper og relasjoner. På denne måten skapes en generalisert tegnmodell av et bestemt fagområde, som gjør det mulig å oppdage strukturen til ulike fenomener og prosesser mens man abstraherer fra de kvalitative egenskapene til sistnevnte. Avledningen av noen formler fra andre i henhold til de strenge logikkens regler representerer en formell studie av hovedkarakteristikkene til strukturen til forskjellige fenomener, noen ganger svært fjerne i naturen.

Et eksempel på formalisering er de matematiske beskrivelsene av ulike objekter og fenomener som er mye brukt i vitenskapen, basert på relevante substansteorier. Samtidig bidrar den matematiske symbolikken som brukes ikke bare til å konsolidere eksisterende kunnskap om objektene og fenomenene som studeres, men fungerer også som et slags verktøy i prosessen med videre kunnskap om dem.

Fra løpet av matematisk logikk er det kjent at for å bygge et formelt system er det nødvendig å sette alfabetet, sette reglene for dannelsen av formler, sette reglene for å utlede noen formler fra andre. En viktig fordel med et formelt system er muligheten til å gjennomføre studiet av ethvert objekt på en rent formell måte innenfor sine rammer ved bruk av tegn. En annen fordel med formalisering er å sikre at vitenskapelig informasjon registreres kort og tydelig.

Det skal bemerkes at formaliserte kunstige språk ikke har fleksibiliteten og rikdommen til naturlig språk. Men de mangler polysemien av termer som er karakteristiske for naturlige språk. De er preget av presist konstruert syntaks og entydig semantikk.

Analyse og syntese. Induksjon og deduksjon. Analogi

Empirisk analyse er ganske enkelt dekomponeringen av en helhet til dens konstituerende, enklere elementære deler. . Slike deler kan være de materielle elementene til et objekt eller dets egenskaper, egenskaper, relasjoner.

Syntese, tvert imot, er kombinasjonen av komponenter i et komplekst fenomen. Teoretisk analyse innebærer å fremheve det grunnleggende og essensielle i et objekt, umerkelig for empirisk visjon. Den analytiske metoden inkluderer resultatene av abstraksjon, forenkling og formalisering. Teoretisk syntese er en ekspanderende kunnskap som konstruerer noe nytt som går utover eksisterende rammeverk.

I synteseprosessen bringes komponentene (sidene, egenskaper, egenskaper, etc.) til objektet som studeres, dissekert som et resultat av analyse, sammen. På dette grunnlaget skjer videre studier av objektet, men som en helhet. Samtidig betyr syntese ikke en enkel mekanisk tilkobling av frakoblede elementer til et enkelt system. Analyse fanger hovedsakelig opp det som er spesifikt som skiller deler fra hverandre. Syntese avslører den essensielle fellesheten som forbinder delene til en enkelt helhet.

Disse to sammenhengende forskningsmetodene får hver sin spesifikasjon i hver vitenskapsgren. Fra en generell teknikk kan de bli til en spesiell metode: for eksempel er det spesifikke metoder for matematisk, kjemisk og sosial analyse. Den analytiske metoden er også utviklet i noen filosofiske skoler og retninger. Det samme kan sies om syntese.

Induksjon kan defineres som en metode for å gå fra kunnskap om individuelle fakta til kunnskap om generelle fakta. Deduksjon er en metode for å gå fra kunnskap om generelle lover til deres spesielle manifestasjon.

Induksjon er mye brukt i vitenskapelig kunnskap. Ved å oppdage lignende tegn og egenskaper i mange objekter av en bestemt klasse, konkluderer forskeren med at disse tegnene og egenskapene er iboende i alle objekter i en gitt klasse. Den induktive metoden spilte en viktig rolle i oppdagelsen av noen naturlover - universell gravitasjon, atmosfærisk trykk, termisk utvidelse av kropper.

Induksjonsmetoden kan implementeres i form av følgende metoder. Metoden for enkel likhet, der det i alle tilfeller av observasjon av et fenomen bare finnes en felles faktor, alle andre er forskjellige. Denne ene, lignende faktoren er årsaken til dette fenomenet. Metoden for enkelt forskjell, der årsakene til forekomsten av et fenomen og omstendighetene der det ikke oppstår er like i nesten alle henseender og skiller seg bare i en faktor, kun til stede i det første tilfellet. Det konkluderes med at denne faktoren er årsaken til dette fenomenet. Den kombinerte likhets- og forskjellsmetoden er en kombinasjon av de to ovennevnte metodene. Metoden for å ledsage endringer, der hvis visse endringer i ett fenomen hver gang medfører visse endringer i et annet fenomen, trekkes en konklusjon om årsakssammenhengen til disse fenomenene. Metoden for residualer, der hvis et komplekst fenomen er forårsaket av en multifaktoriell årsak, og noen av disse faktorene er kjent som årsaken til en del av dette fenomenet, så følger konklusjonen: årsaken til en annen del av fenomenet er gjenværende faktorer inkludert i den generelle årsaken til dette fenomenet. Faktisk tjener de ovennevnte metodene for vitenskapelig induksjon hovedsakelig til å finne empiriske forhold mellom de eksperimentelt observerte egenskapene til objekter og fenomener.

F. Bacon. tolket induksjon ekstremt bredt, og vurderer det som den viktigste metoden for å oppdage nye sannheter i vitenskapen, det viktigste middelet for vitenskapelig kunnskap om naturen.

Deduksjon er tvert imot å få spesifikke konklusjoner basert på kunnskap om noen generelle bestemmelser. Dette er med andre ord bevegelsen av vår tenkning fra det generelle til det spesifikke. Men den spesielt store kognitive betydningen av deduksjon kommer til uttrykk i tilfellet når det generelle premisset ikke bare er en induktiv generalisering, men en slags hypotetisk antagelse, for eksempel en ny vitenskapelig idé. I dette tilfellet er deduksjon utgangspunktet for fremveksten av et nytt teoretisk system. Den teoretiske kunnskapen som skapes på denne måten forutbestemmer det videre forløpet av empirisk forskning og styrer konstruksjonen av nye induktive generaliseringer.

Å skaffe ny kunnskap gjennom deduksjon finnes i alle naturvitenskaper, men den deduktive metoden er spesielt viktig i matematikk. Matematikere blir oftest tvunget til å bruke deduksjon. Og matematikk er kanskje den eneste virkelig deduktive vitenskapen.

I moderne vitenskap var den fremtredende matematikeren og filosofen R. Descartes en pådriver for den deduktive metoden for erkjennelse.

Induksjon og deduksjon brukes ikke som isolerte, atskilt fra hverandre. Hver av disse metodene brukes på riktig stadium av den kognitive prosessen. Dessuten, i prosessen med å bruke den induktive metoden, er deduksjon ofte til stede "i en skjult form."

Analogi forstås som likhet, likhet mellom noen egenskaper, egenskaper eller forhold til generelt forskjellige objekter. Etablering av likheter (eller forskjeller) mellom objekter utføres som et resultat av deres sammenligning. Dermed er sammenligning grunnlaget for analogimetoden.

Å oppnå en korrekt konklusjon ved analogi avhenger av følgende faktorer. For det første på antall felles egenskaper for de sammenlignede objektene. For det andre, fra det enkle å oppdage felles egenskaper. For det tredje om dybden av forståelse av sammenhengene mellom disse lignende egenskapene. Samtidig må det tas i betraktning at hvis et objekt som det er gjort en slutning om analogt med et annet objekt har en egenskap som er uforenlig med egenskapen hvis eksistens bør konkluderes, så er den generelle likheten mellom disse objektene mister all mening.

Det er forskjellige typer slutninger ved analogi. Men felles for dem er at i alle tilfeller blir én gjenstand undersøkt direkte, og det trekkes en konklusjon om en annen gjenstand. Derfor kan slutning ved analogi i den mest generelle forstand defineres som overføring av informasjon fra ett objekt til et annet. I dette tilfellet kalles det første objektet, som faktisk er gjenstand for forskning, en modell, og det andre objektet, som informasjonen som er oppnådd som et resultat av å studere det første objektet (modellen) overføres til, kalles originalen eller prototypen . Dermed fungerer modellen alltid som en analogi, det vil si at modellen og objektet (originalen) som vises med dens hjelp, er i en viss likhet (likhet).

Analogimetoden brukes i en rekke vitenskapsfelt: matematikk, fysikk, kjemi, kybernetikk, humaniora, etc.

Modellering

Modelleringsmetoden er basert på å lage en modell som er en erstatning for et reelt objekt på grunn av en viss likhet med det. Hovedfunksjonen til modellering, hvis vi tar det i vid forstand, er å materialisere, å objektivisere idealet. Å bygge og studere en modell tilsvarer å forske på og konstruere et modellert objekt, med den eneste forskjellen at det andre er gjort materielt, og det første gjøres ideelt, uten å påvirke selve det modellerte objektet.

Bruken av modellering er diktert av behovet for å avdekke aspekter ved objekter som enten ikke kan forstås gjennom direkte studier, eller det er ulønnsomt å studere dem på denne måten av rent økonomiske årsaker. En person kan for eksempel ikke direkte observere prosessen med naturlig dannelse av diamanter, opprinnelsen og utviklingen av livet på jorden, en rekke fenomener i mikroverdenen og makrokosmos. Derfor må vi ty til kunstig reproduksjon av slike fenomener i en form som er praktisk for observasjon og studier. I noen tilfeller er det mye mer lønnsomt og økonomisk å bygge og studere modellen i stedet for å eksperimentere direkte med et objekt.

Avhengig av modellens art skilles det mellom flere typer modellering. Mental modellering inkluderer ulike mentale representasjoner i form av visse imaginære modeller. Det skal bemerkes at mentale (ideelle) modeller ofte kan realiseres materielt i form av sanseoppfattelige fysiske modeller. Fysisk modellering er preget av fysisk likhet mellom modellen og originalen og har som mål å gjengi i modellen prosessene som ligger i originalen. Basert på resultatene av å studere visse fysiske egenskaper til modellen, bedømmes fenomener som oppstår under reelle forhold.

For tiden er fysisk modellering mye brukt for utvikling og eksperimentell studie av ulike strukturer, maskiner, for en bedre forståelse av noen naturfenomener, for å studere effektive og sikre metoder for gruvedrift, etc.

Symbolsk modellering er assosiert med en konvensjonelt symbolsk representasjon av noen egenskaper, relasjoner til det opprinnelige objektet. Symbolske (tegn)modeller inkluderer ulike topologiske og grafiske representasjoner av objektene som studeres, eller for eksempel modeller presentert i form av kjemiske symboler og gjenspeiler tilstanden eller forholdet mellom elementene under kjemiske reaksjoner. En type symbolsk (tegn) modellering er matematisk modellering. Matematikkens symbolspråk gjør det mulig å uttrykke egenskaper, aspekter, relasjoner til objekter og fenomener av en helt annen karakter. Forholdet mellom ulike størrelser som beskriver funksjonen til et slikt objekt eller fenomen kan representeres av de tilsvarende ligningene (differensial, integral, algebraisk) og deres systemer. Numerisk modellering er basert på en tidligere opprettet matematisk modell av objektet eller fenomenet som studeres og brukes i tilfeller med store mengder beregninger som kreves for å studere denne modellen.

Numerisk modellering er spesielt viktig der det fysiske bildet av fenomenet som studeres ikke er helt klart og den interne mekanismen for interaksjon ikke er kjent. Ved å beregne ulike alternativer på en datamaskin akkumuleres fakta, noe som gjør det mulig til slutt å velge de mest realistiske og sannsynlige situasjonene. Aktiv bruk av numeriske modelleringsmetoder kan dramatisk redusere tiden som kreves for vitenskapelig utvikling og designutvikling.

Modelleringsmetoden er i stadig utvikling: noen typer modeller blir erstattet av andre etter hvert som vitenskapen skrider frem. Samtidig forblir én ting uendret: betydningen, relevansen og noen ganger uerstatteligheten av modellering som en metode for vitenskapelig kunnskap.

For å bestemme kriteriene for naturvitenskapelig kunnskap er det formulert flere prinsipper i vitenskapens metodikk - verifikasjonsprinsippet og falsifikasjonsprinsippet. Formulering av verifikasjonsprinsippet: ethvert begrep eller vurdering har mening dersom det kan reduseres til direkte erfaring eller uttalelser om det, dvs. empirisk etterprøvbar. Hvis det ikke er mulig å finne noe empirisk fast for en slik dom, så representerer det enten en tautologi eller er meningsløst. Siden konseptene til en utviklet teori som regel ikke kan reduseres til eksperimentelle data, er det gjort en lempelse for dem: indirekte verifisering er også mulig. For eksempel er det umulig å indikere en eksperimentell analog til konseptet "kvark". Men kvarkteorien forutsier en rekke fenomener som allerede kan oppdages eksperimentelt. Og dermed indirekte verifisere selve teorien.

Verifikasjonsprinsippet gjør det mulig, til en første tilnærming, å skille vitenskapelig kunnskap fra klart uvitenskapelig kunnskap. Det kan imidlertid ikke hjelpe der idésystemet er skreddersydd på en slik måte at det kan tolke absolutt alle mulige empiriske fakta til sin fordel - ideologi, religion, astrologi osv.

I slike tilfeller er det nyttig å ty til et annet prinsipp om differensiering mellom vitenskap og ikke-vitenskap, foreslått av den største filosofen i det 20. århundre. K. Popper, - prinsippet om forfalskning. Den sier: kriteriet for den vitenskapelige statusen til en teori er dens falsifiserbarhet eller falsifiserbarhet. Med andre ord, bare den kunnskapen kan gjøre krav på tittelen «vitenskapelig» som i prinsippet kan tilbakevises.

Til tross for sin tilsynelatende paradoksale form, har dette prinsippet en enkel og dyp mening. K. Popper trakk oppmerksomheten til den betydelige asymmetrien i prosedyrene for bekreftelse og tilbakevisning i erkjennelse. Intet antall fallende epler er tilstrekkelig til å definitivt bekrefte sannheten av loven om universell gravitasjon. Imidlertid er bare ett eple som flyr bort fra jorden nok til at denne loven blir anerkjent som falsk. Derfor er det nettopp forsøk på å falsifisere, d.v.s. å tilbakevise en teori bør være mest effektiv når det gjelder å bekrefte dens sannhet og vitenskapelige karakter.

En teori som i utgangspunktet er ugjendrivelig kan ikke være vitenskapelig. Ideen om den guddommelige skapelsen av verden er i prinsippet ugjendrivelig. For ethvert forsøk på å tilbakevise det kan presenteres som et resultat av den samme guddommelige planen, hvis kompleksitet og uforutsigbarhet rett og slett er for mye for oss å håndtere. Men siden denne ideen er ugjendrivelig, betyr det at den er utenfor vitenskapen.

Det kan imidlertid bemerkes at det konsekvent anvendte prinsippet om falsifikasjon gjør enhver kunnskap hypotetisk, dvs. fratar den fullstendighet, absolutthet, uforanderlighet. Men dette er sannsynligvis ikke en dårlig ting: det er den konstante trusselen om forfalskning som holder vitenskapen "på tå hev" og hindrer den i å stagnere og hvile på laurbærene.

Dermed ble hovedmetodene for det empiriske og teoretiske nivået av vitenskapelig kunnskap vurdert. Empirisk kunnskap inkluderer å gjøre observasjoner og eksperimenter. Kunnskap begynner med observasjon. For å bekrefte en hypotese eller for å studere egenskapene til et objekt, plasserer en vitenskapsmann den under visse forhold - utfører et eksperiment. Blokken med eksperimentelle og observasjonsprosedyrer inkluderer beskrivelse, måling og sammenligning. På teoretisk kunnskapsnivå er abstraksjon, idealisering og formalisering mye brukt. Modellering er av stor betydning, og med utviklingen av datateknologi - numerisk modellering, siden kompleksiteten og kostnadene ved å gjennomføre et eksperiment øker.

Arbeidet beskriver to hovedkriterier for naturvitenskapelig kunnskap – prinsippet om verifikasjon og forfalskning.

1. Alekseev P.V., Panin A.V. "Filosofi" M.: Prospekt, 2000

2. Leshkevich T.G. "Vitenskapsfilosofi: tradisjoner og innovasjoner" M.: PRIOR, 2001

3. Ruzavin G.I. "Metode for vitenskapelig forskning" M.: UNITY-DANA, 1999.

4. Gorelov A.A. "Konsepter om moderne naturvitenskap" - M.: Center, 2003.

5. http://istina.rin.ru/philosofy/text/3763.html

6. http://vsvcorp.chat.ru/mguie/teor.htm