Vitenskapelig kunnskap er et system som har flere kunnskapsnivåer, forskjellig i en rekke parametere. Avhengig av emne, art, type, metode og metode for kunnskap som er oppnådd, skilles empiriske og teoretiske kunnskapsnivåer. Hver av dem utfører spesifikke funksjoner og har spesifikke forskningsmetoder. Nivåene tilsvarer sammenhengende, men samtidig spesifikke typer kognitiv aktivitet: empirisk og teoretisk forskning. Ved å skille de empiriske og teoretiske nivåene av vitenskapelig kunnskap, er den moderne forskeren klar over at hvis det i vanlig kunnskap er legitimt å skille mellom det sensoriske og rasjonelle nivået, så er det empiriske forskningsnivået i vitenskapelig forskning aldri begrenset til ren sensorisk kunnskap, teoretisk kunnskap representerer ikke ren rasjonalitet. Selv innledende empirisk kunnskap oppnådd gjennom observasjon er registrert ved hjelp av vitenskapelige termer. Teoretisk kunnskap er heller ikke ren rasjonalitet. Ved konstruksjon av en teori brukes visuelle representasjoner, som er grunnlaget for sanseoppfatning. Dermed kan vi si at i begynnelsen av empirisk forskning er det det sanselige som dominerer, og i teoretisk forskning er det det rasjonelle som råder. På nivå med empirisk forskning er det mulig å identifisere avhengigheter og sammenhenger mellom fenomener og visse mønstre. Men hvis det empiriske nivået bare kan fange den ytre manifestasjonen, så kommer det teoretiske nivået til å forklare de essensielle forbindelsene til objektet som studeres.

Empirisk kunnskap er et resultat av forskerens direkte interaksjon med virkeligheten i observasjon eller eksperiment. På det empiriske nivået skjer ikke bare akkumulering av fakta, men også deres primære systematisering og klassifisering, som gjør det mulig å identifisere empiriske regler, prinsipper og lover som transformeres til observerbare fenomener. På dette nivået gjenspeiles objektet som studeres først og fremst i ytre sammenhenger og manifestasjoner. Kompleksiteten til vitenskapelig kunnskap bestemmes av tilstedeværelsen i den, ikke bare av nivåer og metoder for erkjennelse, men også av formene den er registrert og utviklet i. De viktigste formene for vitenskapelig kunnskap er fakta, problemer, hypoteser Og teorier. Deres mening er å avsløre dynamikken i erkjennelsesprosessen i løpet av forskning og studier av ethvert objekt. Å etablere fakta er en nødvendig forutsetning for å lykkes med naturvitenskapelig forskning. For å bygge en teori må fakta ikke bare etableres pålitelig, systematiseres og generaliseres, men også vurderes i sammenheng. En hypotese er formodningskunnskap som er sannsynlighet og krever verifisering. Hvis innholdet i hypotesen under testing ikke stemmer overens med empiriske data, blir den avvist. Hvis hypotesen bekreftes, kan vi snakke om den med ulik grad av sannsynlighet. Som et resultat av testing og bevis blir noen hypoteser teorier, andre blir avklart og spesifisert, og andre forkastes hvis testingen deres gir et negativt resultat. Hovedkriteriet for sannheten av en hypotese er praksis i ulike former.

En vitenskapelig teori er et generalisert kunnskapssystem som gir en helhetlig refleksjon av naturlige og betydningsfulle forbindelser i et bestemt område av objektiv virkelighet. Teoriens hovedoppgave er å beskrive, systematisere og forklare hele settet av empiriske fakta. Teorier er klassifisert som beskrivende, vitenskapelig Og deduktiv. I deskriptive teorier formulerer forskere generelle mønstre basert på empiri. Beskrivende teorier krever ikke logisk analyse og konkrete bevis (den fysiologiske teorien til I. Pavlov, evolusjonsteorien til Charles Darwin, etc.). I vitenskapelige teorier konstrueres en modell som erstatter det virkelige objektet. Konsekvensene av teorien verifiseres ved eksperiment (fysiske teorier osv.). I deduktive teorier er det utviklet et spesielt formalisert språk, der alle termer er gjenstand for tolkning. Den første av dem er Euklids "Elementer" (hovedaksiomet er formulert, deretter legges bestemmelser som er logisk utledet fra det, og alle bevis utføres på dette grunnlaget).

Hovedelementene i en vitenskapelig teori er prinsipper og lover. Prinsippene gir generelle og viktige bekreftelser på teorien. I teorien spiller prinsipper rollen som primære forutsetninger som danner grunnlaget. På sin side avsløres innholdet i hvert prinsipp ved hjelp av lover. De spesifiserer prinsippene, avslører mekanismen for deres handling, logikken i forholdet og konsekvensene som følger av dem. Lover er en form for teoretiske utsagn som avslører de generelle sammenhengene mellom fenomenene, objektene og prosessene som studeres. Ved utforming av prinsipper og lover er det ganske vanskelig for en forsker å kunne se bak en rekke, ofte helt forskjellige ytre fakta, de vesentlige egenskapene og egenskapene til egenskapene til objekter og fenomener som studeres. Vanskeligheten ligger i det faktum at det er vanskelig å registrere de vesentlige egenskapene til objektet som studeres i direkte observasjon. Derfor er det umulig å gå direkte fra det empiriske kunnskapsnivået til det teoretiske. Teori bygges ikke ved direkte generalisering av erfaring, så neste steg er å formulere problemet. Det er definert som en form for kunnskap, hvis innhold er et bevisst spørsmål, for å svare på hvilken eksisterende kunnskap som ikke er nok. Å søke, formulere og løse problemer er hovedtrekkene ved vitenskapelig virksomhet. I sin tur innebærer tilstedeværelsen av et problem med å forstå uforklarlige fakta en foreløpig konklusjon som krever eksperimentell, teoretisk og logisk bekreftelse. Prosessen med erkjennelse av omverdenen er løsningen av ulike typer problemer som oppstår i løpet av menneskelig praktisk aktivitet. Disse problemene løses ved å bruke spesielle teknikker - metoder.

– et sett med teknikker og operasjoner for praktisk og teoretisk kunnskap om virkeligheten.

Forskningsmetoder optimaliserer menneskelige aktiviteter og utstyrer dem med de mest rasjonelle måtene å organisere aktiviteter på. A.P. Sadokhin, i tillegg til å fremheve kunnskapsnivåene ved klassifisering av vitenskapelige metoder, tar hensyn til kriteriet for anvendelighet av metoden og identifiserer generelle, spesielle og spesielle metoder for vitenskapelig kunnskap. De valgte metodene kombineres og kombineres ofte underveis i forskningsprosessen.

Generelle metoder kunnskap angår enhver disiplin og gjør det mulig å koble sammen alle stadier av kunnskapsprosessen. Disse metodene brukes i ethvert forskningsfelt og gjør det mulig å identifisere sammenhenger og egenskaper ved objektene som studeres. I vitenskapshistorien inkluderer forskere metafysiske og dialektiske metoder blant slike metoder. Private metoder vitenskapelig kunnskap er metoder som bare brukes i en bestemt gren av vitenskapen. Ulike naturvitenskapelige metoder (fysikk, kjemi, biologi, økologi, etc.) er spesielle i forhold til den generelle dialektiske erkjennelsesmetoden. Noen ganger kan private metoder brukes utenfor de grenene av naturvitenskapen de har sin opprinnelse i. For eksempel brukes fysiske og kjemiske metoder innen astronomi, biologi og økologi. Ofte bruker forskere et kompleks av innbyrdes beslektede private metoder for å studere ett emne. For eksempel bruker økologi samtidig metodene i fysikk, matematikk, kjemi og biologi. Spesielle metoder for erkjennelse er forbundet med spesielle metoder. Spesielle metoder utforske visse trekk ved objektet som studeres. De kan manifestere seg på det empiriske og teoretiske kunnskapsnivået og være universelle.

Blant spesielle empiriske metoder for erkjennelse skille mellom observasjon, måling og eksperiment.

Observasjon er en målrettet prosess med å oppfatte objekter av virkeligheten, en sensorisk refleksjon av objekter og fenomener, der en person mottar primær informasjon om verden rundt seg. Derfor begynner forskningen som oftest med observasjon, og først da går forskerne over til andre metoder. Observasjoner er ikke forbundet med noen teori, men hensikten med observasjon er alltid knyttet til en eller annen problemsituasjon. Observasjon forutsetter at det eksisterer en spesifikk forskningsplan, en forutsetning som er gjenstand for analyse og verifikasjon. Observasjoner brukes der direkte eksperimenter ikke kan utføres (i vulkanologi, kosmologi). Resultatene av observasjonen er nedtegnet i en beskrivelse, og merker de tegnene og egenskapene til objektet som studeres som er gjenstand for studier. Beskrivelsen skal være så fullstendig, nøyaktig og objektiv som mulig. Det er beskrivelsene av observasjonsresultater som utgjør vitenskapens empiriske grunnlag på deres grunnlag, empiriske generaliseringer, systematisering og klassifisering skapes.

Mål- dette er bestemmelsen av kvantitative verdier (karakteristikker) av de studerte aspektene eller egenskapene til et objekt ved hjelp av spesielle tekniske enheter. Måleenhetene som de innhentede dataene sammenlignes med spiller en viktig rolle i studien.

Eksperiment – en mer kompleks metode for empirisk kunnskap sammenlignet med observasjon. Det representerer en målrettet og strengt kontrollert innflytelse fra forskeren på et objekt eller fenomen av interesse for å studere dets ulike aspekter, sammenhenger og relasjoner. Under eksperimentell forskning forstyrrer forskeren det naturlige forløpet til prosesser og transformerer forskningsobjektet. Spesifisiteten til eksperimentet er også at det lar deg se objektet eller prosessen i sin rene form. Dette skjer på grunn av maksimal utelukkelse av eksponering for fremmede faktorer. Eksperimentatoren skiller de vesentlige fakta fra de uviktige og forenkler dermed situasjonen betydelig. En slik forenkling bidrar til en dyp forståelse av essensen av fenomener og prosesser og skaper mulighet til å kontrollere mange faktorer og mengder som er viktige for et gitt eksperiment. Det moderne eksperimentet er preget av følgende trekk: en økt rolle av teori på det forberedende stadiet av eksperimentet; kompleksiteten til tekniske midler; omfanget av eksperimentet. Hovedmålet med eksperimentet er å teste hypoteser og konklusjoner av teorier som har grunnleggende og anvendt betydning. I eksperimentelt arbeid, med aktiv innflytelse på objektet som studeres, er visse av dets egenskaper kunstig isolert, som er gjenstand for studier under naturlige eller spesielt skapte forhold. I prosessen med naturvitenskapelige eksperimenter tyr de ofte til fysisk modellering av objektet som studeres og skaper forskjellige kontrollerte forhold for det. S. X. Karpenkov deler eksperimentelle midler i henhold til innholdet i følgende systemer:

S. Kh Karpenkov påpeker at avhengig av oppgaven spiller disse systemene en annen rolle. For eksempel, når man bestemmer de magnetiske egenskapene til et stoff, avhenger resultatene av et eksperiment i stor grad av følsomheten til instrumentene. Samtidig, når man studerer egenskapene til et stoff som ikke forekommer i naturen under vanlige forhold, og selv ved lave temperaturer, er alle systemer med eksperimentelle midler viktige.

I ethvert naturvitenskapelig eksperiment skilles følgende stadier ut:

Det forberedende stadiet representerer den teoretiske begrunnelsen for eksperimentet, dets planlegging, produksjon av et utvalg av objektet som studeres, valg av forhold og tekniske forskningsmidler. Resultater oppnådd på et godt forberedt eksperimentelt grunnlag er som regel lettere tilgjengelig for kompleks matematisk prosessering. Analyse av de eksperimentelle resultatene lar en evaluere visse egenskaper ved objektet som studeres og sammenligne resultatene som er oppnådd med hypotesen, noe som er svært viktig for å bestemme riktigheten og graden av pålitelighet til de endelige forskningsresultatene.

For å øke påliteligheten til de oppnådde eksperimentelle resultatene, er det nødvendig:

Blant spesielle teoretiske metoder for vitenskapelig kunnskap skille prosedyrer for abstraksjon og idealisering. I prosessene med abstraksjon og idealisering dannes begreper og termer som brukes i alle teorier. Begreper gjenspeiler den vesentlige siden av fenomener som dukker opp når man generaliserer forskning. I dette tilfellet er bare et aspekt av et objekt eller fenomen uthevet. Dermed kan begrepet "temperatur" gis en operasjonell definisjon (en indikator på graden av oppvarming av et legeme på en viss termometerskala), og fra molekylær kinetisk teori er temperatur en verdi proporsjonal med den gjennomsnittlige kinetikken bevegelsesenergien til partiklene som utgjør kroppen. Abstraksjon - mental distraksjon fra alle egenskaper, sammenhenger og relasjoner til objektet som studeres, som anses som uviktige. Dette er modellene av et punkt, en rett linje, en sirkel og et plan. Resultatet av abstraksjonsprosessen kalles abstraksjon. Virkelige objekter i noen problemer kan erstattes av disse abstraksjonene (Jorden kan betraktes som et materiell punkt når den beveger seg rundt solen, men ikke når den beveger seg langs overflaten).

Idealisering representerer operasjonen med å mentalt identifisere en egenskap eller relasjon som er viktig for en gitt teori, og mentalt konstruere et objekt utstyrt med denne egenskapen (relasjonen). Som et resultat har det ideelle objektet bare denne egenskapen (relasjonen). Vitenskapen identifiserer generelle mønstre i virkeligheten som er betydningsfulle og gjentas i ulike fag, så vi må gjøre abstraksjoner fra virkelige objekter. Dette er hvordan slike begreper som "atom", "sett", "absolutt svart kropp", "ideell gass", "kontinuerlig medium" dannes. De ideelle objektene oppnådd på denne måten eksisterer faktisk ikke, siden det i naturen ikke kan være objekter og fenomener som bare har én egenskap eller kvalitet. Når du anvender teorien, er det nødvendig å igjen sammenligne de oppnådde og brukte ideelle og abstrakte modellene med virkeligheten. Derfor er det viktig å velge abstraksjoner i samsvar med deres egnethet til en gitt teori og deretter ekskludere dem.

Blant spesielle universelle forskningsmetoder identifisere analyse, syntese, sammenligning, klassifisering, analogi, modellering. Prosessen med naturvitenskapelig kunnskap utføres på en slik måte at vi først observerer det generelle bildet av objektet som studeres, der detaljene forblir i skyggene. Med en slik observasjon er det umulig å vite den indre strukturen til objektet. For å studere det, må vi skille objektene som studeres.

Analyse– en av de innledende stadiene av forskning, når man går fra en fullstendig beskrivelse av et objekt til dets struktur, sammensetning, egenskaper og egenskaper. Analyse er en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på prosedyren for mental eller reell oppdeling av et objekt i dets bestanddeler og deres separate studie. Det er umulig å vite essensen av et objekt bare ved å fremheve elementene det består av. Når detaljene til objektet som studeres studeres gjennom analyse, blir det supplert med syntese.

Syntese – en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på kombinasjonen av elementer identifisert ved analyse. Syntese fungerer ikke som en metode for å konstruere helheten, men som en metode for å representere helheten i form av den eneste kunnskapen oppnådd gjennom analyse. Den viser stedet og rollen til hvert element i systemet, deres forbindelse med andre komponenter. Analyse fanger hovedsakelig den spesifikke tingen som skiller deler fra hverandre, syntese – generaliserer de analytisk identifiserte og studerte egenskapene til et objekt. Analyse og syntese har sitt utspring i menneskets praktiske aktiviteter. Mennesket har lært å mentalt analysere og syntetisere bare på grunnlag av praktisk separasjon, gradvis å forstå hva som skjer med et objekt når man utfører praktiske handlinger med det. Analyse og syntese er komponenter i den analytisk-syntetiske metoden for erkjennelse.

Når vi gjør en kvantitativ sammenligning av de studerte egenskapene, parameterne til objekter eller fenomener, snakker vi om en sammenligningsmetode. Sammenligning– en metode for vitenskapelig kunnskap som lar en etablere likheter og forskjeller mellom objektene som studeres. Sammenligning ligger til grunn for mange naturvitenskapelige målinger som utgjør en integrert del av ethvert eksperiment. Ved å sammenligne gjenstander med hverandre, får en person muligheten til å kjenne dem riktig og dermed korrekt navigere i verden rundt seg og målrettet påvirke den. Sammenligning er viktig når objekter som er virkelig homogene og i hovedsak like, sammenlignes. Sammenligningsmetoden fremhever forskjellene mellom objektene som studeres og danner grunnlaget for eventuelle målinger, det vil si grunnlaget for eksperimentell forskning.

Klassifisering– en metode for vitenskapelig kunnskap som kombinerer til én klasse objekter som er mest mulig like hverandre i essensielle egenskaper. Klassifisering gjør det mulig å redusere det akkumulerte mangfoldige materialet til et relativt lite antall klasser, typer og former og identifisere de første analyseenhetene, oppdage stabile egenskaper og sammenhenger. Klassifikasjoner uttrykkes typisk i form av naturspråklige tekster, diagrammer og tabeller.

Analogi - en erkjennelsesmetode der kunnskapen oppnådd ved å undersøke et objekt overføres til en annen, mindre studert, men lik den første i noen vesentlige egenskaper. Analogimetoden er basert på likheten mellom objekter i henhold til en rekke egenskaper, og likheten etableres som et resultat av å sammenligne objekter med hverandre. Derfor er grunnlaget for analogimetoden sammenligningsmetoden.

Analogimetoden er nært knyttet til metoden modellering, som er studiet av eventuelle objekter ved hjelp av modeller med videre overføring av de innhentede dataene til originalen. Denne metoden er basert på den betydelige likheten mellom det opprinnelige objektet og dets modell. I moderne forskning brukes ulike typer modellering: subjekt, mental, symbolsk, datamaskin. Emne modellering er bruk av modeller som gjengir visse egenskaper ved et objekt. Mental Modellering er bruk av ulike mentale representasjoner i form av imaginære modeller. Symbolsk modellering bruker tegninger, diagrammer og formler som modeller. De gjenspeiler visse egenskaper ved originalen i en symbolsk form. En type symbolsk modellering er matematisk modellering produsert ved hjelp av matematikk og logikk. Det involverer dannelsen av ligningssystemer som beskriver naturfenomenet som studeres, og deres løsning under ulike forhold. Datamaskin modellering har blitt utbredt i det siste (Sadokhin A.P., 2007).

Variasjonen av metoder for vitenskapelig kunnskap skaper vanskeligheter i deres anvendelse og forståelse av deres rolle. Disse problemene løses av et spesielt kunnskapsfelt - metodikk. Hovedmålet med metodikken er å studere opprinnelsen, essensen, effektiviteten og utviklingen av erkjennelsesmetoder.

2) avdekke muligheten for å bruke naturens kjente lover, krefter og substanser i praksis.

Målet for naturvitenskapen er til syvende og sist et forsøk på å løse de såkalte "verdensmysteriene", formulert på slutten av 1800-tallet av E. Haeckel og E.G. Dubois-Reymond. To av disse gåtene er knyttet til fysikk, to til biologi og tre til psykologi. Dette er gåtene:

essensen av materie og kraft

opprinnelsen til bevegelsen

livets opprinnelse

naturens hensiktsmessighet

fremveksten av sansning og bevissthet

fremveksten av tenkning og tale

fri vilje.

Naturvitenskapens oppgave er kunnskapen om de objektive naturlovene og fremme av deres praktiske bruk i menneskets interesse. Naturvitenskapelig kunnskap skapes som et resultat av generalisering av observasjoner oppnådd og akkumulert i prosessen med praktisk aktivitet til mennesker, og er i seg selv det teoretiske grunnlaget for deres aktivitet.

All forskning på natur i dag kan visuelt representeres som et stort nettverk bestående av grener og noder. Dette nettverket forbinder en rekke grener av fysiske, kjemiske og biologiske vitenskaper, inkludert syntetiske vitenskaper, som oppsto i krysset mellom hovedretningene (biokjemi, biofysikk, etc.).

Selv når vi studerer den enkleste organismen, må vi ta i betraktning at det er en mekanisk enhet, et termodynamisk system og en kjemisk reaktor med flerretningsstrømmer av masse, varme og elektriske impulser; det er på samme tid en slags "elektrisk maskin" som genererer og absorberer elektromagnetisk stråling. Og samtidig er det verken det ene eller det andre, det er en enkelt helhet.

Naturvitenskapelige metoder

Prosessen med vitenskapelig kunnskap i sin mest generelle form er løsningen av ulike typer problemer som oppstår i løpet av praktisk aktivitet. Løsningen på problemene som oppstår i dette tilfellet oppnås ved å bruke spesielle teknikker (metoder) som gjør det mulig å gå fra det som allerede er kjent til ny kunnskap. Dette systemet av teknikker kalles vanligvis en metode. Metode er et sett med teknikker og operasjoner for praktisk og teoretisk kunnskap om virkeligheten.

Naturvitenskapens metoder er basert på enheten av dens empiriske og teoretiske sider. De henger sammen og betinger hverandre. Deres brudd, eller den enes preferansielle utvikling på bekostning av den andre, stenger veien til korrekt kunnskap om naturen – teori blir meningsløs, erfaring blir blind.

Empirisk side forutsetter behovet for å samle fakta og informasjon (etablering av fakta, deres registrering, akkumulering), samt deres beskrivelse (uttalelse av fakta og deres primære systematisering).

Teoretisk side assosiert med forklaring, generalisering, opprettelse av nye teorier, fremsettelse av hypoteser, oppdagelse av nye lover, prediksjon av nye fakta innenfor rammen av disse teoriene. Med deres hjelp utvikles et vitenskapelig bilde av verden og derved utføres vitenskapens ideologiske funksjon.

Naturvitenskapelige metoder kan deles inn i grupper:

a) generelle metoder knyttet til all naturvitenskap, ethvert naturfag, enhver vitenskap. Dette er ulike former for en metode som gjør det mulig å koble sammen alle aspekter av erkjennelsesprosessen, alle dens stadier, for eksempel metoden for oppstigning fra det abstrakte til det konkrete, enheten i det logiske og historiske. Dette er snarere generelle filosofiske erkjennelsesmetoder.

b) spesielle metoder- spesielle metoder som ikke er relatert til faget naturvitenskap som helhet, men bare til ett av dets aspekter eller til en spesifikk forskningsmetode: analyse, syntese, induksjon, deduksjon;

Spesielle metoder inkluderer også observasjon, måling, sammenligning og eksperiment.

I naturvitenskap er spesielle vitenskapsmetoder gitt ekstremt viktig betydning, derfor er det nødvendig å vurdere essensen deres mer detaljert innenfor rammen av kurset vårt.

Observasjon - Dette er en målrettet, streng prosess for å oppfatte objekter av virkeligheten som ikke bør endres. Historisk sett utvikler observasjonsmetoden seg som en integrert del av en arbeidsoperasjon, som inkluderer å etablere samsvar mellom arbeidsproduktet og dens planlagte modell.

Observasjon som metode forutsetter eksistensen av et forskningsprogram dannet på grunnlag av tidligere tro, etablerte fakta og aksepterte konsepter. Spesielle tilfeller av observasjonsmetoden er måling og sammenligning.

Eksperiment - en erkjennelsesmetode ved hjelp av hvilken virkelighetsfenomener studeres under kontrollerte og kontrollerte forhold. Det skiller seg fra observasjon ved intervensjon i objektet som studeres, det vil si aktivitet i forhold til det. Når man utfører et eksperiment, er forskeren ikke begrenset til passiv observasjon av fenomener, men griper bevisst inn i det naturlige forløpet av deres forekomst ved direkte å påvirke prosessen som studeres eller endre betingelsene for denne prosessen.

Utviklingen av naturvitenskap reiser problemet med strengheten til observasjon og eksperimentering. Faktum er at de trenger spesielle verktøy og enheter, som nylig har blitt så komplekse at de selv begynner å påvirke objektet for observasjon og eksperimenter, noe som etter forholdene ikke burde være tilfelle. Dette gjelder først og fremst forskning innen mikroverdenens fysikk (kvantemekanikk, kvanteelektrodynamikk osv.).

Analogi - en erkjennelsesmetode der kunnskap ervervet under vurderingen av et objekt overføres til et annet, mindre studert og for tiden undersøkt. Analogimetoden er basert på likheten mellom objekter i henhold til en rekke egenskaper, noe som gjør at man kan få fullstendig pålitelig kunnskap om emnet som studeres.

Bruken av analogimetoden i vitenskapelig kunnskap krever en viss forsiktighet. Her er det ekstremt viktig å tydelig identifisere forholdene under hvilke det fungerer mest effektivt. Men i tilfeller hvor det er mulig å utvikle et system med klart formulerte regler for overføring av kunnskap fra en modell til en prototype, får resultatene og konklusjonene ved bruk av analogimetoden beviskraft.

Analyse - en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på prosedyren for mental eller reell oppdeling av et objekt i dets bestanddeler. Dismemberment tar sikte på å gå fra studiet av helheten til studiet av dets deler og utføres ved å abstrahere fra forbindelsen mellom delene med hverandre.

Syntese - Dette er en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på prosedyren for å kombinere ulike elementer av et emne til en enkelt helhet, et system, uten hvilket virkelig vitenskapelig kunnskap om dette emnet er umulig. Syntese fungerer ikke som en metode for å konstruere helheten, men som en metode for å representere helheten i form av en enhet av kunnskap oppnådd gjennom analyse. I syntese er det ikke bare en forening, men en generalisering av de analytisk identifiserte og studerte egenskapene til objektet. Bestemmelsene oppnådd som et resultat av syntese er inkludert i teorien om objektet, som, beriket og raffinert, bestemmer veien til ny vitenskapelig forskning.

Induksjon - en metode for vitenskapelig kunnskap, som er formuleringen av en logisk konklusjon ved å oppsummere observasjons- og eksperimentelle data.

Fradrag - en metode for vitenskapelig kunnskap, som består i overgangen fra visse generelle premisser til bestemte resultater og konsekvenser.

Løsningen på ethvert vitenskapelig problem innebærer å fremsette ulike gjetninger, antakelser og som oftest mer eller mindre underbyggede hypoteser, ved hjelp av disse forsøker forskeren å forklare fakta som ikke passer inn i gamle teorier. Hypoteser oppstår i usikre situasjoner, hvis forklaring blir relevant for vitenskapen. I tillegg, på nivået av empirisk kunnskap (så vel som på nivået av dens forklaring), er det ofte motstridende vurderinger. For å løse disse problemene kreves hypoteser.

Hypotese er enhver antakelse, gjetning eller prediksjon som fremsettes for å eliminere en situasjon med usikkerhet i vitenskapelig forskning. Derfor er en hypotese ikke pålitelig kunnskap, men sannsynlig kunnskap, hvis sannhet eller usannhet ennå ikke er etablert.

Enhver hypotese må begrunnes enten med oppnådd kunnskap om en gitt vitenskap eller med nye fakta (usikker kunnskap brukes ikke for å underbygge hypotesen). Den må ha egenskapen til å forklare alle fakta som er relatert til et gitt kunnskapsfelt, systematisere dem, så vel som fakta utenfor dette feltet, forutsi fremveksten av nye fakta (for eksempel kvantehypotesen til M. Planck, fremsatt kl. begynnelsen av det 20. århundre, førte til etableringen av en kvantemekanikk, kvanteelektrodynamikk og andre teorier). Dessuten bør ikke hypotesen motsi eksisterende fakta. En hypotese må enten bekreftes eller avkreftes.

c) private metoder- dette er metoder som opererer enten bare innenfor en bestemt gren av naturvitenskapen, eller utenfor grenen av naturvitenskapen der de oppsto. Dette er metoden for ringmerking av fugler som brukes i zoologi. Og fysikkmetodene som ble brukt i andre grener av naturvitenskapen førte til opprettelsen av astrofysikk, geofysikk, krystallfysikk, etc. Et kompleks av innbyrdes beslektede private metoder brukes ofte til å studere ett emne. For eksempel bruker molekylærbiologi metodene fysikk, matematikk, kjemi og kybernetikk samtidig.

Modellering er en metode for vitenskapelig kunnskap basert på studiet av virkelige objekter gjennom studiet av modeller av disse objektene, dvs. ved å studere erstatningsobjekter av naturlig eller kunstig opprinnelse som er mer tilgjengelig for forskning og (eller) intervensjon og har egenskapene til virkelige objekter.

Egenskapene til en hvilken som helst modell bør ikke, og kan ikke, nøyaktig og fullstendig samsvare med absolutt alle egenskapene til det tilsvarende virkelige objektet i alle situasjoner. I matematiske modeller kan enhver tilleggsparameter føre til en betydelig komplikasjon med å løse det tilsvarende ligningssystemet, til behovet for å bruke ytterligere antakelser, forkaste små termer, etc., med numerisk modellering, behandlingstiden for problemet av en datamaskin uforholdsmessig. øker, og regnefeilen øker.

Konklusjon

Naturvitenskap dukket opp for mer enn 3000 år siden. Da var det ingen inndeling i fysikk, biologi, geografi. Filosofer studerte vitenskap. Med utviklingen av handel og navigasjon begynte utviklingen av geografi, og med utviklingen av teknologi - utviklingen av fysikk og kjemi.

Naturvitenskap er et svært forgrenet felt av vitenskapelig kunnskap, som berører et bredt spekter av spørsmål om ulike aspekter av livet i naturen. Naturen som et objekt for studier av naturvitenskap er kompleks og mangfoldig i sine manifestasjoner: den er i konstant endring og i konstant bevegelse. Følgelig gjenspeiles dette mangfoldet i et stort antall konsepter viet til nesten alle naturlige prosesser og fenomener. En nøye studie av dem viser at universet er regelmessig og forutsigbart; materie består av atomer og elementærpartikler; egenskapene til materielle gjenstander avhenger av hvilke atomer som er inkludert i deres sammensetning og hvordan de er plassert der; atomer består av kvarker og leptoner; stjerner blir født og dør, som alt annet i verden; Universet oppsto i en fjern fortid og har ekspandert siden den gang; alle levende ting består av celler, og alle organismer dukket opp som et resultat av naturlig utvalg; naturlige prosesser på jorden skjer i sykluser; endringer skjer hele tiden på overflaten og det er ingenting evig osv. Generelt er verden både forent og overraskende mangfoldig, den er evig og endeløs i den konstante prosessen med gjensidig transformasjon av noen systemer til andre, mens hver del av den er relativt uavhengig, og er uunngåelig avhengig av eksistensens generelle lover.

Liste over brukt litteratur

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 den betydelige rollen til tankeeksperimenter 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

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

METODIKK FOR VITENSKAPLIG FORSKNING I NATURFAG

• Kapittel 1. Den dialektiske metodens rolle i vitenskapelig kreativitet 3
• Kapittel 2. Psykologi for vitenskapelig kreativitet 8
• Kapittel 3. Generelle vitenskapelige forskningsmetoder 12
• Kapittel 4. Hovedstadier i implementering og prognoser for vitenskapelig forskning 20
• Kapittel 5. Anvendelse av matematiske forskningsmetoder 23
• i naturvitenskap 23
• Matematikkens historie 23
• Matematikk - vitenskapens språk 26
• Bruke en matematisk metode og matematisk resultat 28
• Matematikk og miljø 30
• Bibliografi 35

Kapittel 1. Den dialektiske metodens rolle i vitenskapelig kreativitet

Konseptet "metode" (fra gresk "metoder" - veien til noe) betyr et sett med teknikker og operasjoner for praktisk og teoretisk utvikling av virkeligheten. Metoden utstyrer en person med et system av prinsipper, krav, regler, styrt av som han kan oppnå det tiltenkte målet. Mestring av en metode betyr for en person kunnskap om hvordan, i hvilken rekkefølge man skal utføre visse handlinger for å løse visse problemer, og evnen til å anvende denne kunnskapen i praksis. Metodelæren begynte å utvikle seg i moderne vitenskap. Dens representanter anså den riktige metoden for å være en guide i bevegelsen mot pålitelig, sann kunnskap. Dermed en fremtredende filosof på 1600-tallet. F. Bacon sammenlignet erkjennelsesmetoden med en lykt som lyser opp veien for en reisende som går i mørket. Og en annen kjent vitenskapsmann og filosof fra samme periode, R. Descartes, skisserte sin forståelse av metoden som følger: «Med metode mener jeg presise og enkle regler, streng overholdelse som, uten unødvendig sløsing med mental styrke, men gradvis og kontinuerlig økende kunnskap, bidrar til det faktum at sinnet oppnår sann kunnskap om alt som er tilgjengelig for ham." Det er et helt kunnskapsfelt som spesifikt omhandler studiet av metoder og som vanligvis kalles metodikk. Metodikk betyr bokstavelig talt "studiet av metoder" (dette begrepet kommer fra to greske ord: "metoder" - metode og "logoer" - doktrine). Ved å studere mønstrene for menneskelig kognitiv aktivitet, utvikler metodikken på dette grunnlaget metoder for implementeringen. Metodikkens viktigste oppgave er å studere opprinnelsen, essensen, effektiviteten og andre kjennetegn ved erkjennelsesmetoder.

Utviklingen av vitenskap på det nåværende stadiet er en revolusjonerende prosess. Gamle vitenskapelige begreper brytes ned, nye begreper dannes som mest reflekterer fenomenenes egenskaper og sammenhenger. Rollen til syntese og en systematisk tilnærming øker.

Vitenskapsbegrepet dekker alle områder av vitenskapelig kunnskap tatt i deres organiske enhet. Teknisk kreativitet er forskjellig fra vitenskapelig kreativitet. Et trekk ved teknisk kunnskap er den praktiske anvendelsen av objektive naturlover, oppfinnelsen av kunstige systemer. Tekniske løsninger er: skip og fly, dampmaskin og atomreaktor, moderne kybernetiske enheter og romskip. Slike avgjørelser er basert på lovene om hydro-, aero- og termodynamikk, kjernefysikk og mange andre oppdaget som et resultat av vitenskapelig forskning.

Vitenskap i sin teoretiske del er sfæren for åndelig (ideell) aktivitet, som oppstår fra materielle forhold, fra produksjon. Men vitenskapen har også motsatt effekt på produksjonen – de kjente naturlovene er nedfelt i ulike tekniske løsninger.

På alle stadier av vitenskapelig arbeid brukes metoden for dialektisk materialisme, som gir hovedretningen for forskning. Alle andre metoder er delt inn i generelle metoder for vitenskapelig kunnskap (observasjon og eksperimentering, analogi og hypotese, analyse og syntese, etc.) og private vitenskapelige (spesifikke) metoder som brukes i et snevert kunnskapsfelt eller i en egen vitenskap. Dialektiske og spesielle vitenskapelige metoder henger sammen i ulike teknikker og logiske operasjoner.

Dialektikkens lover avslører utviklingsprosessen, dens natur og retning. I vitenskapelig kreativitet manifesteres den metodiske funksjonen til dialektikkens lover i begrunnelsen og tolkningen av vitenskapelig forskning. Det sikrer helhet, konsistens og klarhet i analysen av hele situasjonen under vurdering. Dialektikkens lover lar forskeren utvikle nye metoder og midler for erkjennelse og lette orienteringen i et tidligere ukjent fenomen.

Kategoriene dialektikk (essens og fenomen, form og innhold, årsak og virkning, nødvendighet og tilfeldighet, mulighet og virkelighet) fanger opp viktige sider ved den virkelige verden. De viser at erkjennelse er preget av uttrykk for det universelle, konstante, stabile og naturlige. Gjennom filosofiske kategorier i spesifikke vitenskaper fremstår verden samlet, alle fenomener henger sammen. For eksempel hjelper forholdet mellom kategoriene årsak og virkning forskeren til å navigere riktig i oppgavene med å konstruere matematiske modeller basert på gitte beskrivelser av input- og output-prosesser, og forholdet mellom kategoriene nødvendighet og tilfeldighet - i mengden av hendelser. og fakta ved hjelp av statistiske metoder. I vitenskapelig kreativitet opptrer aldri dialektikkens kategorier isolert. De er sammenkoblet og gjensidig avhengige. Derfor er essenskategorien viktig når man identifiserer mønstre i et begrenset antall observasjoner oppnådd i et kostbart eksperiment. Når du behandler resultatene av et eksperiment, er det av spesiell interesse å finne ut årsakene til de eksisterende mønstrene og etablere de nødvendige forbindelsene.

Kunnskap om årsak-og-virkning-forhold lar deg redusere midler og arbeidskostnader når du utfører eksperimenter.

Ved utforming av et eksperimentelt oppsett sørger forskeren for drift av ulike beredskapssituasjoner.

Dialektikkens rolle i vitenskapelig kunnskap avsløres ikke bare gjennom lover og kategorier, men også gjennom metodiske prinsipper (objektivitet, kjennbarhet, determinisme). Disse prinsippene, som veileder forskere mot den mest komplette og omfattende refleksjon av objektive egenskaper, sammenhenger, trender og kunnskapslover i de vitenskapelige problemene som utvikles, er av eksepsjonell betydning for å forme forskernes verdensbilde.

Manifestasjonen av den dialektiske metoden i prosessen med utvikling av vitenskap og vitenskapelig kreativitet kan spores til koblingen av nye statistiske metoder med prinsippet om determinisme. Etter å ha dukket opp som et av de vesentlige aspektene ved materialistisk filosofi, ble determinisme videreutviklet i konseptene til I. Newton og P. Laplace. På grunnlag av nye vitenskapelige prestasjoner ble dette systemet forbedret, og i stedet for en entydig sammenheng mellom objekter og fenomener, ble statistisk determinisme etablert, noe som åpnet for den tilfeldige naturen til forbindelser. Ideen om statistisk determinisme er mye brukt i ulike felt av vitenskapelig kunnskap, og markerer et nytt stadium i utviklingen av vitenskap. Det er takket være prinsippet om determinisme at vitenskapelig tanke har, med I. P. Pavlovs ord, "prediksjon og kraft", som forklarer mange hendelser i logikken til vitenskapelig forskning.

Et viktig aspekt ved vitenskapelig kreativitets dialektikk er framsyn, som er den kreative utviklingen av refleksjonsteorien. Som et resultat av framsyn skapes et nytt system av handlinger eller tidligere ukjente mønstre oppdages. Fremsyn lar deg danne, på grunnlag av akkumulert informasjon, en modell av en ny situasjon som ennå ikke eksisterer i virkeligheten. Riktigheten av framsyn verifiseres ved praksis. På dette stadiet av utviklingen av vitenskapen er det ikke mulig å presentere et strengt opplegg som modellerer mulige måter å tenke på i vitenskapelig framsyn. Men når man utfører vitenskapelig arbeid, må man bestrebe seg på å bygge en modell av i det minste individuelle, mest arbeidskrevende fragmenter av forskningen, for å overføre noen av funksjonene til maskinen.

Valget av en spesifikk form for teoretisk beskrivelse av fysiske fenomener i vitenskapelig forskning bestemmes av visse innledende bestemmelser. Således, når måleenhetene endres, endres også de numeriske verdiene til mengdene som bestemmes. Endring av måleenhetene som brukes fører til utseendet til andre numeriske koeffisienter

i uttrykk for fysiske lover som forbinder ulike størrelser. Invariansen (uavhengigheten) til disse beskrivelsesformene er åpenbar. De matematiske sammenhengene som beskriver det observerte fenomenet er uavhengige av det spesifikke referansesystemet. Ved å bruke egenskapen invarians kan en forsker utføre eksperimenter ikke bare med virkelig eksisterende objekter, men også med systemer som ennå ikke eksisterer i naturen og som er skapt av designerens fantasi.

Den dialektiske metoden legger særlig vekt på prinsippet om enhet av teori og praksis. Som en motivator og kilde til kunnskap, fungerer praksis samtidig som et kriterium for påliteligheten til sannheten.

Kravene til praksiskriteriet skal ikke tas bokstavelig. Dette er ikke bare et direkte eksperiment som lar deg teste en hypotese, en modell av et fenomen. Resultatene av studien skal oppfylle kravene til praksis, d.v.s. bidra til å nå målene en person streber etter.

Da han oppdaget sin første lov, forsto I. Newton vanskelighetene knyttet til tolkningen av denne loven: i universet er det ingen forhold slik at krefter ikke virker på en materiell kropp. Mange år med praktisk utprøving av loven har bekreftet dens uklanderlighet.

Dermed manifesterer den dialektiske metoden som ligger til grunn for den vitenskapelige forskningens metodikk seg ikke bare i samspill med andre private vitenskapelige metoder, men også i erkjennelsesprosessen. Den dialektiske metoden, som lyser opp veien for vitenskapelig forskning, indikerer retningen til eksperimentet, bestemmer vitenskapens strategi, bidrar i det teoretiske aspektet til formuleringen av hypoteser og teorier, og i det praktiske aspektet - måter å realisere kunnskapsmålene. Ved å instruere vitenskapen til å bruke hele rikdommen av kognitive teknikker, gir den dialektiske metoden mulighet for analyse og syntese av problemene som løses og gi rimelige spådommer for fremtiden.

Avslutningsvis siterer vi ordene til P. L. Kapitsa, der kombinasjonen av den dialektiske metoden og naturen til vitenskapelig forskning er perfekt uttrykt: "... anvendelsen av dialektikk innen naturvitenskap krever en usedvanlig dyp kunnskap om eksperimentell fakta og deres teoretiske generalisering. Uten dette kan ikke dialektikk i seg selv gi en løsning på problemet dette vil være like ustemt som en vanlig fiolin.» Kapittel 2. Vitenskapelig kreativitets psykologi

Med tanke på vitenskap som et komplekst system, er ikke dialektikk begrenset til studiet av samspillet mellom dens elementer, men avslører grunnlaget for denne interaksjonen. Vitenskapelig aktivitet som en gren av åndelig produksjon inkluderer tre hovedstrukturelle elementer: arbeid, et kunnskapsobjekt og kognitive midler. I sin gjensidige avhengighet danner disse komponentene et enkelt system og eksisterer ikke utenfor dette systemet. Analyse av forbindelsene mellom komponenter lar oss avsløre strukturen til vitenskapelig aktivitet, hvor det sentrale punktet er forskeren, dvs. emne for vitenskapelig kunnskap.

Av utvilsomt interesse når man studerer forskningsprosessen er spørsmålet om psykologien til vitenskapelig kreativitet. Den kognitive prosessen utføres av spesifikke personer, og mellom disse menneskene er det visse sosiale forbindelser som viser seg på ulike måter. Arbeidet til en vitenskapsmann er uatskillelig fra arbeidet til hans forgjengere og samtidige. I verkene til en individuell vitenskapsmann, som i en dråpe vann, brytes særegenhetene ved hans tids vitenskap. Spesifisiteten til vitenskapelig kreativitet krever visse egenskaper hos en vitenskapsmann som er karakteristisk for denne spesielle typen kognitiv aktivitet.

Kraften som motiverer en til å vite må være en uinteressert kunnskapstørst, glede av forskningsprosessen og ønsket om å være nyttig for samfunnet. Hovedsaken i vitenskapelig arbeid er ikke å strebe etter oppdagelse, men å utforske det valgte kunnskapsfeltet dypt og omfattende. Oppdagelse oppstår som et sideelement av forskning.

Forskerens handlingsplan, det unike ved beslutningene han tar, årsakene til suksesser og fiaskoer avhenger i stor grad av faktorer som observasjon, intuisjon, hardt arbeid, kreativ fantasi, etc. Men det viktigste er å ha mot til å tro på resultatene dine, uansett hvor mye de avviker fra de generelt aksepterte. Et slående eksempel på en vitenskapsmann som visste hvordan han skulle bryte "psykologiske barrierer" er skaperen av den første romteknologien, S.P. Korolev.

Drivkraften til vitenskapelig kreativitet bør ikke være ønsket om å gjøre en revolusjon, men nysgjerrighet og evnen til å bli overrasket. Det er mange tilfeller der overraskelse, formulert i form av et paradoks, førte til oppdagelser. Dette var for eksempel det som skjedde da A. Einstein skapte teorien om tyngdekraften. A. Einsteins uttalelse om hvordan funn gjøres er også interessant: alle vet at noe ikke kan gjøres, men en person vet ikke dette ved et uhell, så han gjør en oppdagelse.

Av eksepsjonell betydning for vitenskapelig kreativitet er evnen til å glede seg over enhver liten suksess, samt en følelse av skjønnheten i vitenskapen, som ligger i den logiske harmonien og rikdommen av sammenhenger i fenomenet som studeres. Skjønnhetsbegrepet spiller en viktig rolle i å kontrollere riktigheten av resultater og for å finne nye lover. Det representerer en refleksjon i vår bevissthet av harmonien som finnes i naturen.

Den vitenskapelige prosessen er en manifestasjon av helheten av de listede faktorene, en funksjon av forskerens personlighet.

Vitenskapens oppgave er å finne objektive naturlover, og derfor avhenger ikke det endelige resultatet av vitenskapsmannens personlige egenskaper. Imidlertid kan erkjennelsesmetodene være forskjellige hver vitenskapsmann kommer til en løsning på sin egen måte. Det er kjent at M.V. Lomonosov, uten å bruke matematisk apparat, uten en eneste formel, var i stand til å oppdage den grunnleggende loven om bevaring av materie, og hans samtidige L. Euler tenkte i matematiske kategorier. A. Einstein foretrakk harmonien i logiske konstruksjoner, og N. Bohr brukte presise beregninger.

En moderne vitenskapsmann trenger slike egenskaper som evnen til å flytte fra en type problem til en annen, evnen til å forutsi den fremtidige tilstanden til objektet som studeres eller betydningen av noen metoder, og viktigst av alt, evnen til å fornekte dialektisk (samtidig som den bevarer alt positivt) gamle systemer som forstyrrer en kvalitativ endring i kunnskap, fordi uten å bryte ned utdaterte ideer, er det umulig å skape mer perfekte. I kognisjon utfører tvil to direkte motsatte funksjoner: på den ene siden er den et objektivt grunnlag for agnostisisme, på den andre er den en kraftig stimulans for erkjennelse.

Suksess i vitenskapelig forskning følger ofte de som ser på gammel kunnskap som en betingelse for å komme videre. Som utviklingen av vitenskapen de siste årene viser, skaper hver ny generasjon forskere mesteparten av kunnskapen akkumulert av menneskeheten. Vitenskapelig konkurranse med lærere, og ikke blind etterligning av dem, bidrar til vitenskapens fremgang. For en student bør idealet ikke så mye være innholdet i kunnskapen mottatt fra veilederen, men snarere hans egenskaper som en person man ønsker å etterligne.

Det stilles spesielle krav til en vitenskapsmann, så han bør bestrebe seg på å gjøre kunnskapen han har tilegnet seg tilgjengelig for sine kolleger så raskt som mulig, men ikke tillate forhastede publikasjoner; vær følsom, mottakelig for nye ting og forsvar ideene dine, uansett hvor stor motstanden er. Han må bruke arbeidet til sine forgjengere og samtidige, med omhyggelig oppmerksomhet på detaljer; oppfatte som sitt første ansvar utdanning av en ny generasjon forskere. Unge forskere anser det som heldig hvis de klarer å gjennomgå en læretid hos master i realfag, men samtidig må de bli selvstendige, oppnå uavhengighet og ikke forbli i skyggen av lærerne sine.

Vitenskapens fremgang, karakteristisk for vår tid, har ført til en ny arbeidsstil. Romantikken til kollektivt arbeid har dukket opp, og hovedprinsippet for å organisere moderne vitenskapelig forskning er kompleksiteten. En ny type vitenskapsmann er en forsker-arrangør, en leder av et stort vitenskapelig team, i stand til å håndtere prosessen med å løse komplekse vitenskapelige problemer.

Indikatorer på renheten til den moralske karakteren til fremragende forskere har alltid vært: eksepsjonell samvittighetsfullhet, en prinsipiell holdning til valg av forskningsretning og oppnådde resultater. Derfor er den endelige autoriteten i vitenskapen sosial praksis, hvis resultater er høyere enn meningene til de største myndighetene.

Kapittel 3. Generelle vitenskapelige forskningsmetoder

Erkjennelsesprosessen som grunnlag for enhver vitenskapelig forskning er en kompleks dialektisk prosess med gradvis reproduksjon i menneskesinnet av essensen av prosessene og fenomenene i den omgivende virkeligheten. I prosessen med erkjennelse mestrer en person verden, forvandler den for å forbedre livet sitt. Drivkraften og det endelige målet for kunnskap er praksis som transformerer verden på grunnlag av sine egne lover.

Kunnskapsteorien er en lære om lovene for prosessen med erkjennelse av omverdenen, metodene og formene for denne prosessen, om sannhet, kriteriene og betingelsene for dens pålitelighet. Kunnskapsteorien er det filosofiske og metodiske grunnlaget for enhver vitenskapelig forskning, og derfor bør enhver nybegynner forsker kjenne til det grunnleggende i denne teorien. Metodikken for vitenskapelig forskning er læren om prinsippene for konstruksjon, former og metoder for vitenskapelig kunnskap.

Direkte kontemplasjon er det første stadiet av erkjennelsesprosessen, dets sensoriske (levende) stadium og er rettet mot å etablere fakta og eksperimentelle data. Ved hjelp av sansninger, oppfatninger og ideer skapes et begrep om fenomener og objekter, som manifesterer seg som en form for kunnskap om det.

På stadiet av abstrakt tenkning er matematiske apparater og logiske konklusjoner mye brukt. Dette stadiet lar vitenskapen se fremover inn i det ukjentes rike, gjøre viktige vitenskapelige oppdagelser og oppnå nyttige praktiske resultater.

Praksis og menneskelig produksjonsaktivitet er vitenskapens høyeste funksjon, et kriterium for påliteligheten til konklusjoner oppnådd på stadiet av abstrakt teoretisk tenkning, et viktig stadium i erkjennelsesprosessen. Den lar deg bestemme anvendelsesområdet for resultatene som er oppnådd og korrigere dem. Basert på det skapes en mer korrekt idé. De vurderte stadiene i prosessen med vitenskapelig kunnskap karakteriserer de generelle dialektiske prinsippene for tilnærmingen til studiet av lovene for utvikling av natur og samfunn. I spesifikke tilfeller utføres denne prosessen ved hjelp av visse metoder for vitenskapelig forskning. En forskningsmetode er et sett med teknikker eller operasjoner som letter studiet av den omgivende virkeligheten eller den praktiske implementeringen av ethvert fenomen eller prosess. Metoden som brukes i vitenskapelig forskning avhenger av arten av objektet som studeres, for eksempel brukes spektralanalysemetoden for å studere utstrålende legemer.

Forskningsmetoden bestemmes av forskningsverktøyene som er tilgjengelige for en gitt periode. Forskningsmetoder og verktøy henger tett sammen og stimulerer hverandres utvikling.

I enhver vitenskapelig forskning kan to hovednivåer skilles: 1) empirisk, hvor prosessen med sanseoppfatning, etablering og akkumulering av fakta finner sted; 2) teoretisk, der en syntese av kunnskap oppnås, oftest manifestert i form av opprettelsen av en vitenskapelig teori. I denne forbindelse er generelle vitenskapelige forskningsmetoder delt inn i tre grupper:

1) metoder for empirisk forskning;

2) metoder for teoretisk forskning nivå;

3) metoder for empiriske og teoretiske nivåer av forskning - universelle vitenskapelige metoder.

Det empiriske forskningsnivået er knyttet til å utføre eksperimenter og observasjoner, og derfor er rollen til sanseformer for refleksjon av omverdenen stor her. Hovedmetodene for empirisk forskning inkluderer observasjon, måling og eksperimentering.

Observasjon er en målrettet og organisert oppfatning av studieobjektet, som lar en skaffe primærmateriale for studiet. Denne metoden brukes både uavhengig og i kombinasjon med andre metoder. Under observasjonsprosessen er det ingen direkte påvirkning fra observatøren på studieobjektet. Under observasjoner er ulike enheter og instrumenter mye brukt.

For at en observasjon skal være fruktbar, må den tilfredsstille en rekke krav.

1. Den skal utføres for en spesifikk, klart definert oppgave.

2. Først og fremst bør de aspekter ved fenomenet som interesserer forskeren vurderes.

3. Observasjon skal være aktiv.

4. Vi må se etter visse trekk ved fenomenet, de nødvendige objektene.

5. Observasjon skal utføres i henhold til utarbeidet plan (ordning).

Måling er en prosedyre for å bestemme den numeriske verdien av egenskapene til de materielle objektene som studeres (masse, lengde, hastighet, kraft, etc.). Målinger utføres ved bruk av passende måleinstrumenter og reduseres til å sammenligne den målte verdien med en referanseverdi. Målinger gir ganske nøyaktige kvantitative definisjoner av beskrivelsen av egenskapene til objekter, og utvider kunnskapen om den omkringliggende virkeligheten betydelig.

Måling ved hjelp av instrumenter og instrumenter kan ikke være helt nøyaktig. I denne forbindelse er det under målinger lagt stor vekt på å vurdere målefeilen.

Et eksperiment er et system av operasjoner, påvirkninger og observasjoner rettet mot å innhente informasjon om et objekt under forskningstester, som kan utføres under naturlige og kunstige forhold når prosessens karakter endres.

Eksperimentet brukes i sluttfasen av studien og er et kriterium for sannheten til teorier og hypoteser. På den annen side er eksperiment i mange tilfeller en kilde til nye teoretiske konsepter utviklet på grunnlag av eksperimentelle data.

Eksperimenter kan være fullskala, modell- eller datamaskinbasert. Et naturlig eksperiment studerer fenomener og gjenstander i deres naturlige tilstand. Modell - simulerer disse prosessene, lar deg studere et bredere spekter av endringer i bestemmende faktorer.

I maskinteknikk er både fullskala- og dataeksperimenter mye brukt. Et dataeksperiment er basert på studiet av matematiske modeller som beskriver en virkelig prosess eller objekt.

På forskningsteoretisk nivå brukes slike generelle vitenskapelige metoder som idealisering, formalisering, hypoteseaksept og teoriskaping.

Idealisering er den mentale skapelsen av objekter og forhold som ikke eksisterer i virkeligheten og som ikke kan skapes praktisk. Det gjør det mulig å frata virkelige objekter noen av deres iboende egenskaper eller mentalt gi dem uvirkelige egenskaper, slik at man kan få en løsning på problemet i sin endelige form. For eksempel, i maskinteknisk teknologi er konseptet med et absolutt stivt system, en ideell skjæreprosess, etc. mye brukt. Naturligvis er enhver idealisering legitim bare innenfor visse grenser.

Formalisering er en metode for å studere ulike objekter, der de grunnleggende mønstrene av fenomener og prosesser vises i symbolsk form ved hjelp av formler eller spesielle symboler. Formalisering sikrer en generalisert tilnærming til å løse ulike problemer, lar deg danne ikoniske modeller av objekter og fenomener, og etablere naturlige sammenhenger mellom fakta som studeres. Symbolikken til kunstige språk gir korthet og klarhet til registrering av betydninger og tillater ikke tvetydige tolkninger, noe som er umulig i vanlig språk.

En hypotese er et vitenskapelig basert system av slutninger, der det, basert på en rekke faktorer, trekkes en konklusjon om eksistensen av et objekt, sammenheng eller årsak til et fenomen. En hypotese er en form for overgang fra fakta til lover, en sammenveving av alt som er pålitelig og fundamentalt etterprøvbart. På grunn av dens sannsynlige natur krever en hypotese testing, hvoretter den blir modifisert, forkastet eller blir en vitenskapelig teori.

I sin utvikling går hypotesen gjennom tre hovedstadier. På empirisk kunnskapsstadiet akkumuleres faktamateriale og det gjøres visse antakelser på grunnlag av det. Deretter, basert på antakelsene som er gjort, utvikles en formodningsteori - en hypotese dannes. I sluttfasen testes og avklares hypotesen. Grunnlaget for å transformere en hypotese til en vitenskapelig teori er altså praksis.

Teori representerer den høyeste formen for generalisering og systematisering av kunnskap. Den beskriver, forklarer og forutsier et sett med fenomener i et bestemt område av virkeligheten. Opprettelsen av teori er basert på resultatene oppnådd på empirisk forskningsnivå. Deretter ordnes disse resultatene på forskningsteoretisk nivå og bringes inn i et sammenhengende system, forent av en felles idé. Deretter, ved hjelp av disse resultatene, fremsettes en hypotese, som etter vellykket prøving i praksis blir en vitenskapelig teori. I motsetning til en hypotese har altså en teori et objektivt grunnlag.

Nye teorier har flere grunnleggende krav. En vitenskapelig teori må være adekvat for objektet eller fenomenet som beskrives, dvs. må gjengi dem riktig. Teorien må tilfredsstille kravet om fullstendig beskrivelse av et område av virkeligheten. Teorien må være i samsvar med empiri. Ellers må den forbedres eller avvises.

Det kan være to uavhengige stadier i utviklingen av en teori: evolusjonær, når teorien beholder sin kvalitative sikkerhet, og revolusjonær, når dens grunnleggende innledende prinsipper, komponenter i det matematiske apparatet og metodikken endres. I hovedsak er dette spranget skapelsen av en ny teori, det skjer når mulighetene til den gamle teorien er uttømt.

En idé fungerer som den første tanken som forener konseptene og vurderingene som er inkludert i teorien, til et integrert system. Det gjenspeiler det grunnleggende mønsteret som ligger til grunn for teorien, mens andre konsepter reflekterer visse vesentlige aspekter og aspekter ved dette mønsteret. Ideer kan ikke bare tjene som grunnlag for en teori, men også knytte en rekke teorier til en vitenskap, et eget kunnskapsfelt.

En lov er en teori som er svært pålitelig og bekreftet av en rekke eksperimenter. Loven uttrykker generelle forhold og sammenhenger som er karakteristiske for alle fenomener i en gitt serie eller klasse. Den eksisterer uavhengig av folks bevissthet.

På det teoretiske og empiriske forskningsnivået brukes analyse, syntese, induksjon, deduksjon, analogi, modellering og abstraksjon.

Analyse er en erkjennelsesmetode som består i den mentale inndelingen av emnet for forskning eller fenomen i komponent, enklere deler og identifisering av dets individuelle egenskaper og sammenhenger. Analyse er ikke det endelige målet for forskning.

Syntese er en erkjennelsesmetode, som består i den mentale forbindelsen av forbindelser mellom individuelle deler av et komplekst fenomen og kunnskap om helheten i dets enhet. Forståelse av den indre strukturen til et objekt oppnås gjennom syntesen av fenomenet. Syntese utfyller analyse og er i uløselig enhet med den. Uten å studere delene er det umulig å kjenne helheten uten å studere helheten gjennom syntese, det er umulig å fullt ut forstå delenes funksjoner i sammensetningen av helheten.

I naturvitenskapene kan analyse og syntese utføres ikke bare teoretisk, men også praktisk: objektene som studeres blir faktisk dissekert og kombinert, deres sammensetning, forbindelser, etc. etableres.

Overgangen fra analyse av fakta til teoretisk syntese utføres ved hjelp av spesielle metoder, hvorav induksjon og deduksjon er de viktigste.

Induksjon er en metode for å gå fra kunnskap om individuelle fakta til generell kunnskap, empirisk generalisering og etablering av en generell posisjon som gjenspeiler en lov eller annen vesentlig sammenheng.

Den induktive metoden er mye brukt for å utlede teoretiske og empiriske formler i teorien om metallbearbeiding.

Den induktive metoden for å gå fra det spesielle til det generelle kan bare brukes med suksess hvis det er mulig å verifisere de oppnådde resultatene eller gjennomføre et spesielt kontrolleksperiment.

Deduksjon er en metode for å gå fra generelle bestemmelser til spesielle, og få nye sannheter fra kjente sannheter ved å bruke logikkens lover og regler. En viktig deduksjonsregel er følgende: "Hvis påstand A antyder påstand B, og påstand A er sann, så er påstand B også sant."

Induktive metoder er viktige i vitenskaper der eksperimenter, dets generalisering og utvikling av hypoteser dominerer. Deduktive metoder brukes først og fremst i teoretiske vitenskaper. Men vitenskapelig bevis kan bare oppnås hvis det er en nær sammenheng mellom induksjon og deduksjon. F. Engels påpekte i denne forbindelse: «Induksjon og deduksjon henger sammen på samme nødvendige måte som syntese og analyse... Vi må prøve å bruke hver på sin plass, ikke miste av syne deres forbindelse med hverandre, deres gjensidig komplementaritet.»

Analogi er en metode for vitenskapelig forskning når kunnskap om ukjente objekter og fenomener oppnås på grunnlag av sammenligning med de generelle egenskapene til objekter og fenomener som er kjent for forskeren.

Essensen av konklusjonen ved analogi er som følger: la fenomen A ha fortegn X1, X2, X3, ..., Xn, Xn+1, og fenomen B har fortegn X1, X2, X3, ..., Xn. Derfor kan vi anta at fenomen B også har karakteristikken Xn+1. Denne konklusjonen introduserer en probabilistisk karakter. Sannsynligheten for å oppnå en sann konklusjon kan økes hvis det er et stort antall lignende funksjoner i objektene som sammenlignes og hvis det er en dyp sammenheng mellom disse funksjonene.

Modellering er en metode for vitenskapelig kunnskap, som består i å erstatte objektet eller fenomenet som studeres med en spesiell modell som gjengir hovedtrekkene til originalen, og dens påfølgende studie. Ved modellering utføres således et eksperiment på en modell, og forskningsresultatene utvides til originalen ved hjelp av spesielle metoder.

Modeller kan være fysiske eller matematiske. I denne forbindelse skilles det mellom fysisk og matematisk modellering.

I fysisk modellering har modellen og originalen samme fysiske natur. Ethvert eksperimentelt oppsett er en fysisk modell av en prosess. Opprettelsen av eksperimentelle installasjoner og generalisering av resultatene av fysiske eksperimenter utføres på grunnlag av likhetsteorien.

I matematisk modellering kan modellen og originalen ha samme eller ulik fysisk natur. I det første tilfellet studeres et fenomen eller en prosess på grunnlag av dens matematiske modell, som er et system av ligninger med de tilsvarende entydighetsbetingelsene i det andre, det faktum at den matematiske beskrivelsen av fenomener av forskjellig fysisk natur er identisk i ekstern form brukes.

Abstraksjon er en metode for vitenskapelig erkjennelse, som består i mental abstraksjon fra en rekke egenskaper, sammenhenger, relasjoner av objekter og utvelgelse av flere egenskaper eller egenskaper av interesse for forskeren.

Abstraksjon lar oss erstatte i menneskesinnet en kompleks prosess som likevel karakteriserer de mest essensielle egenskapene til et objekt eller fenomen, noe som er spesielt viktig for dannelsen av mange konsepter. Kapittel 4. Hovedstadier i implementering og prognoser for vitenskapelig forskning

Med tanke på vitenskapelig forskningsarbeid, kan vi skille grunnleggende og anvendt forskning, så vel som eksperimentell designutvikling.

Den første fasen av vitenskapelig forskning er en detaljert analyse av den nåværende tilstanden til problemet under vurdering. Det utføres på grunnlag av informasjonssøk med utbredt bruk av datamaskiner. Basert på resultatene av analysen, utarbeides oversikter og sammendrag, klassifisering av hovedretningene lages og spesifikke forskningsmål settes.

Den andre fasen av vitenskapelig forskning handler om å løse problemene som stilles i det første trinnet ved hjelp av matematisk eller fysisk modellering, samt en kombinasjon av disse metodene.

Den tredje fasen av vitenskapelig forskning er analysen av de oppnådde resultatene og presentasjonen av dem. Det gjøres en sammenligning av teori og eksperiment, en analyse av studiens effektivitet, og muligheten for avvik er gitt.

På det nåværende utviklingsstadiet av vitenskapen er det spesielt viktig å forutse vitenskapelige funn og tekniske løsninger.

I vitenskapelig og teknisk prognoser skilles tre intervaller ut: prognoser for første, andre og tredje sjikt. Førsteklasses prognoser er designet for 15-20 år og er satt sammen på grunnlag av etablerte trender i utviklingen av vitenskap og teknologi. I løpet av denne perioden er det en kraftig økning i antall forskere og volumet av vitenskapelig og teknisk informasjon, vitenskapelig produksjonssyklus er fullført, og en ny generasjon forskere vil nå i forkant. Second-tier prognoser dekker en periode på 40-50 år basert på kvalitative vurderinger, siden volumet av konsepter, teorier og metoder akseptert i moderne vitenskap i løpet av disse årene praktisk talt vil dobles. Formålet med denne prognosen, basert på et bredt system av vitenskapelige ideer, er ikke økonomiske muligheter, men naturvitenskapens grunnleggende lover og prinsipper. For tredjelagsprognoser som er hypotetiske av natur, bestemmes perioder på 100 år eller mer. I løpet av en slik periode kan en radikal transformasjon av vitenskapen skje, og vitenskapelige ideer vil dukke opp, mange aspekter av disse er ennå ikke kjent. Disse prognosene er basert på den kreative fantasien til fremtredende forskere, og tar hensyn til naturvitenskapens mest generelle lover. Historien har gitt oss nok eksempler når folk kunne forutse forekomsten av viktige hendelser.

Foresights M.V. Lomonosova, D.I. Mendeleev, K.E. Tsiolkovsky og andre store vitenskapsmenn var basert på dyp vitenskapelig analyse.

Det er tre deler av prognosen: formidling av allerede introduserte innovasjoner; implementering av prestasjoner som har gått utover laboratorienes vegger; retning av grunnforskning. Prognosen for vitenskap og teknologi er supplert med en vurdering av de sosiale og økonomiske konsekvensene av deres utvikling. Ved prognoser brukes statistiske og heuristiske metoder for prognoser ekspertvurderinger. Statistiske metoder innebærer å konstruere en prognosemodell basert på tilgjengelig materiale, som lar en ekstrapolere trender observert i fortiden inn i fremtiden. De resulterende tidsseriene brukes i praksis på grunn av sin enkelhet og tilstrekkelige pålitelighet av prognoser for korte tidsperioder. Det vil si statistiske metoder som gjør det mulig å bestemme gjennomsnittsverdier som kjennetegner hele settet med fag som studeres. "Ved å bruke en statistisk metode kan vi ikke forutsi oppførselen til et enkelt individ i en populasjon. Vi kan bare forutsi sannsynligheten for at han vil oppføre seg på en bestemt måte. Statistiske lover kan bare brukes på store populasjoner, men ikke på de enkelte individene som danner disse populasjonene" (A. Einstein, L. Infeld).

Heuristiske metoder er basert på en prognose ved å intervjue høyt kvalifiserte spesialister (eksperter) innen et snevert felt innen vitenskap, teknologi og produksjon.

Et karakteristisk trekk ved moderne naturvitenskap er også at forskningsmetoder i økende grad påvirker resultatene.

Kapittel 5. Anvendelse av matematiske forskningsmetoder

i naturvitenskap

Matematikk er en vitenskap som så å si befinner seg på naturvitenskapens grenser. Som et resultat blir det noen ganger betraktet innenfor rammen av konseptene til moderne naturvitenskap, men de fleste forfattere tar det utenfor denne rammen. Matematikk bør vurderes sammen med andre naturvitenskapelige begreper, siden det har spilt en samlende rolle for individuelle vitenskaper i mange århundrer. I denne rollen bidrar matematikk til dannelsen av stabile forbindelser mellom naturvitenskap og filosofi.

Matematikkens historie

I løpet av tusenårene av dens eksistens, har matematikk kommet en lang og kompleks vei, der dens natur, innhold og presentasjonsstil gjentatte ganger har endret seg. Fra den primitive regnekunsten har matematikk utviklet seg til en bred vitenskapelig disiplin med eget studieemne og spesifikk forskningsmetode. Hun utviklet sitt eget språk, veldig økonomisk og presist, som viste seg å være ekstremt effektivt ikke bare innen matematikk, men også på en rekke områder av dets anvendelser.

Det primitive matematiske apparatet fra disse fjerne tider viste seg å være utilstrekkelig da astronomi begynte å utvikle seg og langdistansereiser krevde metoder for orientering i rommet. Livspraksis, inkludert praksisen med å utvikle naturvitenskap, stimulerte til videre utvikling av matematikk.

I antikkens Hellas var det skoler der matematikk ble studert som en logisk utviklet vitenskap. Det, som Platon skrev i verkene sine, burde være rettet mot å vite ikke «alt», men «eksistens». Menneskeheten har innsett viktigheten av matematisk kunnskap som sådan, uavhengig av oppgavene til spesifikk praksis.

Forutsetningene for en ny rask bølge og den påfølgende stadig økende fremgangen av matematisk kunnskap ble skapt av epoken med sjøreiser og utviklingen av produksjonsproduksjon. Renessansen, som ga verden en fantastisk blomstring av kunst, forårsaket også utviklingen av eksakte vitenskaper, inkludert matematikk, og Copernicus-læren dukket opp. Kirken kjempet hardt mot naturvitenskapens fremgang.

De siste tre århundrene har brakt mange ideer og resultater til matematikken, samt muligheten for en mer fullstendig og dyptgående studie av naturfenomener. Innholdet i matematikk er i stadig endring. Dette er en naturlig prosess, siden når vi studerer naturen, utvikler teknologi, økonomi og andre kunnskapsfelt, oppstår nye problemer som tidligere matematiske begreper og forskningsmetoder ikke er nok til å løse. Det er behov for ytterligere forbedring av matematisk vitenskap, utvide arsenalet av forskningsverktøyene.

Anvendt matematikk

Astronomer og fysikere forsto tidligere enn andre at matematiske metoder for dem ikke bare er beregningsmetoder, men også en av hovedmåtene for å trenge inn i essensen av lovene de studerer. I vår tid er mange vitenskaper og naturvitenskapelige områder, som inntil nylig var langt fra bruk av matematiske midler, nå intensivt

De vil skynde seg å ta igjen. Årsaken til slik oppmerksomhet til matematikk er at en kvalitativ studie av naturfenomener, teknologi og økonomi ofte er utilstrekkelig. Hvordan kan du lage en automatisk fungerende maskin hvis det bare er generelle ideer om varigheten av ettervirkningen av overførte impulser på elementene? Hvordan kan man automatisere prosessen med stålsmelting eller oljesprekking uten å kjenne de eksakte kvantitative lovene til disse prosessene? Det er grunnen til at automatisering fører til videre utvikling av matematikk, og finpusser metodene for å løse et stort antall nye og vanskelige problemer.

Matematikkens rolle i utviklingen av andre vitenskaper og i praktiske områder av menneskelig aktivitet kan ikke fastslås for alle tider. Ikke bare de problemene som krever rask løsning endres, men også arten av problemene som blir løst. Ved å lage en matematisk modell av en reell prosess, forenkler vi uunngåelig den og studerer bare dens omtrentlige skjema. Etter hvert som vår kunnskap foredles og rollen til tidligere uspesifiserte faktorer avklares, kan den matematiske beskrivelsen av prosessen gjøres mer komplett. Avklaringsprosedyren kan ikke begrenses, på samme måte som kunnskapsutviklingen i seg selv ikke kan begrenses. Matematisering av vitenskap består ikke i å utelukke observasjon og eksperimenter fra kunnskapsprosessen. De er uunnværlige komponenter i en fullverdig studie av fenomenene i verden rundt oss. Meningen med matematisering av kunnskap er å utlede konsekvenser som er utilgjengelige for direkte observasjon fra presist formulerte initiale premisser; ved hjelp av det matematiske apparatet, ikke bare beskrive etablerte fakta, men også forutsi nye mønstre, forutsi forløpet av fenomener, og derved få evnen til å kontrollere dem.

Matematisering av kunnskapen vår består ikke bare i å bruke ferdige matematiske metoder og resultater, men i å starte søket etter det spesifikke matematiske apparatet som vil tillate oss å mest mulig beskrive spekteret av fenomener som interesserer oss, og å utlede nye konsekvenser av dette beskrivelse for å trygt kunne bruke egenskapene til disse fenomenene i praksis. Dette skjedde i en tid da studiet av bevegelse ble en presserende nødvendighet, og Newton og Leibniz fullførte etableringen av prinsippene for matematisk analyse. Dette matematiske apparatet er fortsatt et av hovedverktøyene i anvendt matematikk. I våre dager har utviklingen av kontrollteori ført til en rekke fremragende matematiske studier, som legger grunnlaget for optimal kontroll av deterministiske og tilfeldige prosesser.

Det tjuende århundre endret dramatisk ideer om anvendt matematikk. Hvis arsenalet av anvendt matematikk tidligere inkluderte aritmetikk og elementer av geometri, så la det attende og det nittende århundre kraftige metoder for matematisk analyse til dem. I vår tid er det vanskelig å nevne minst én betydelig gren av moderne matematikk som i en eller annen grad ikke ville finne anvendelse i det store hav av anvendte problemer. Matematikk er et verktøy for å forstå naturen og dens lover.

Ved løsning av praktiske problemer utvikles generelle teknikker som gjør det mulig å dekke et bredt spekter av ulike problemstillinger. Denne tilnærmingen er spesielt viktig for vitenskapens fremgang. Dette gagner ikke bare dette applikasjonsområdet, men også alle andre, og først og fremst selve teoretisk matematikk. Det er denne tilnærmingen til matematikk som får en til å se etter nye metoder, nye begreper som kan dekke et nytt spekter av problemer det utvider feltet for matematisk forskning. De siste tiårene har gitt oss mange eksempler på denne typen. For å bli overbevist om dette er det nok å minne om utseendet i matematikken til slike nå sentrale grener som teorien om tilfeldige prosesser, informasjonsteori, teorien om optimal prosesskontroll, teorien om kø og en rekke områder relatert til elektronisk datamaskiner.

Matematikk er vitenskapens språk

For første gang sa den store Galileo Galilei klart og tydelig om matematikk, som vitenskapens språk, for fire hundre år siden: «Filosofien er skrevet i en grandiose bok, som alltid er åpen for alle - jeg snakker om naturen. Men bare de som har lært å forstå det, kan forstå det språket og tegnene som det er skrevet med, og tegnene er dets matematiske formler. Det er ingen tvil om at siden den gang har vitenskapen gjort enorme fremskritt, og matematikken har vært dens trofaste assistent. Uten matematikk ville mange fremskritt innen vitenskap og teknologi rett og slett vært umulig. Det er ikke for ingenting at en av de ledende fysikerne, W. Heisenberg, beskrev matematikkens plass i teoretisk fysikk som følger: «Det primære språket som utvikles i prosessen med vitenskapelig assimilering av fakta er vanligvis matematikkens språk i teorien. fysikk, nemlig et matematisk opplegg som lar fysikere forutsi resultatene av fremtidige eksperimenter."

For å kommunisere og uttrykke tankene sine har mennesker skapt de største talte virkemidlene – et levende talespråk og dets skriftlige opptak. Språket forblir ikke uendret, det tilpasser seg levekårene, beriker seg selv med ordforråd og utvikler nye midler for å uttrykke de mest subtile nyanser av tanke.

I vitenskapen er klarhet og presisjon i uttrykket av tanker spesielt viktig. Den vitenskapelige presentasjonen skal være kort, men ganske bestemt. Det er derfor vitenskapen er forpliktet til å utvikle sitt eget språk, i stand til å formidle dets særegenheter så nøyaktig som mulig. Den berømte franske fysikeren Louis de Broglie sa vakkert: "... der en matematisk tilnærming kan brukes på problemer, er vitenskapen tvunget til å bruke et spesielt språk, et symbolspråk, en slags stenografi av abstrakt tanke, hvis formler, når det er korrekt skrevet, forlater det tilsynelatende ikke. Det er ikke rom for usikkerhet eller upresis tolkning." Men vi må legge til dette at matematisk symbolikk ikke bare gir rom for unøyaktighet i uttrykk og vag tolkning, matematisk symbolikk gjør det også mulig å automatisere implementeringen av de handlingene som er nødvendige for å oppnå konklusjoner.

Matematisk symbolikk lar deg redusere registreringen av informasjon, noe som gjør den synlig og praktisk for påfølgende behandling.

De siste årene har en ny linje i utviklingen av formaliserte språk dukket opp, knyttet til datateknologi og bruk av elektroniske datamaskiner for å kontrollere produksjonsprosesser. Det er nødvendig å kommunisere med maskinen, det er nødvendig å gi den muligheten til selvstendig å velge riktig handling under de gitte forholdene. Men maskinen forstår ikke vanlig menneskelig tale, du trenger å "snakke" til den på et språk den forstår. Dette språket skal ikke tillate ulike tolkninger, usikkerhet, utilstrekkelighet eller overflødig redundans av informasjonen som gis. For tiden er det utviklet flere språksystemer ved hjelp av hvilke maskinen entydig oppfatter informasjonen som er kommunisert til den og handler under hensyntagen til den nåværende situasjonen. Det er dette som gjør elektroniske datamaskiner så fleksible når de utfører komplekse beregningsmessige og logiske operasjoner.

Bruk av matematisk metode og matematisk resultat

Det er ingen naturfenomener, tekniske eller sosiale prosesser som vil være gjenstand for studiet av matematikk, men som ikke vil være relatert til fysiske, biologiske, kjemiske, tekniske eller sosiale fenomener. Hver naturvitenskapelig disiplin: biologi og fysikk, kjemi og psykologi - bestemmes av de materielle egenskapene til faget, de spesifikke egenskapene til området i den virkelige verden som den studerer. Selve objektet eller fenomenet kan studeres med forskjellige metoder, inkludert matematiske, men ved å endre metodene forblir vi fortsatt innenfor grensene til denne disiplinen, siden innholdet i denne vitenskapen er det virkelige objektet, og ikke forskningsmetoden. For matematikk er ikke det materielle forskningsfaget av avgjørende betydning. For eksempel kan trigonometriske funksjoner brukes både til å studere oscillerende bevegelser og for å bestemme høyden på et utilgjengelig objekt. Hvilke fenomener i den virkelige verden kan studeres ved hjelp av den matematiske metoden? Disse fenomenene bestemmes ikke av deres materielle natur, men utelukkende av deres formelle strukturelle egenskaper og fremfor alt av de kvantitative forhold og romlige former de eksisterer i.

Et matematisk resultat har egenskapen at det ikke bare kan brukes i studiet av ett bestemt fenomen eller prosess, men også brukes til å studere andre fenomener, hvis fysiske natur er fundamentalt forskjellig fra de som tidligere er vurdert. Dermed er reglene for aritmetikk anvendelige i økonomiske problemer, i teknologiske prosesser, i løsning av landbruksproblemer og i vitenskapelig forskning.

Matematikk som skapende kraft har som mål å utvikle generelle regler som bør brukes i en rekke spesielle tilfeller. Den som lager disse reglene skaper noe nytt, skaper. Alle som anvender ferdiglagde regler i matematikk skaper ikke lenger selv, men skaper nye verdier på andre kunnskapsområder ved hjelp av matematiske regler. I dag behandles tolkningsdata fra rombilder, samt informasjon om sammensetning og alder av bergarter, geokjemiske, geografiske og geofysiske anomalier ved hjelp av en datamaskin. Det er ingen tvil om at bruken av datamaskiner i geologisk forskning etterlater disse studiene geologiske. Prinsippene for datamaskindrift og deres programvare ble utviklet uten å ta hensyn til muligheten for deres bruk i geologisk vitenskaps interesse. Denne muligheten i seg selv bestemmes av det faktum at de strukturelle egenskapene til geologiske data er i samsvar med logikken til visse dataprogrammer.

Matematiske begreper er hentet fra og relatert til den virkelige verden. I hovedsak forklarer dette den fantastiske anvendeligheten til matematikkresultatene til fenomenene i verden rundt oss.

Matematikk, før du studerer ethvert fenomen ved å bruke sine egne metoder, lager sin matematiske modell, dvs. lister opp alle funksjonene ved fenomenet som vil bli tatt i betraktning. Modellen tvinger forskeren til å velge de matematiske verktøyene som vil tillate ham å formidle trekk ved fenomenet som studeres og dets utvikling.

La oss ta en modell av et planetsystem som eksempel. Solen og planetene betraktes som materielle punkter med tilsvarende masser. Samspillet mellom hvert to punkter bestemmes av tiltrekningskraften mellom dem. Modellen er enkel, men i mer enn tre hundre år har den med stor nøyaktighet formidlet funksjonene til bevegelsen til planetene i solsystemet.

Matematiske modeller brukes i studiet av biologiske og fysiske naturfenomener.

Matematikk og miljø

Overalt er vi omgitt av bevegelse, variabler og deres relasjoner. Ulike typer bevegelser og deres mønstre utgjør hovedobjektet for studiet av spesifikke vitenskaper: fysikk, geologi, biologi, sosiologi og andre. Derfor viste presist språk og tilsvarende metoder for å beskrive og studere variable størrelser å være nødvendig på alle kunnskapsområder i omtrent samme grad som tall og aritmetikk er nødvendig i beskrivelsen av kvantitative sammenhenger. Matematisk analyse danner grunnlaget for språket og matematiske metoder for å beskrive variabler og deres sammenhenger. I dag, uten matematisk analyse er det umulig ikke bare å beregne rombaner, driften av atomreaktorer, bevegelsen av havbølger og mønstre for syklonutvikling, men også å økonomisk styre produksjon, ressursfordeling, organisering av teknologiske prosesser, forutsi kurset. av kjemiske reaksjoner eller endringer i antall forskjellige arter av dyr og planter som er sammenkoblet i naturen, fordi alle disse er dynamiske prosesser.

En av de mest interessante anvendelsene av moderne matematikk kalles katastrofeteori. Skaperen er en av verdens fremragende matematikere, Rene Tom. Thoms teori er i hovedsak en matematisk teori om prosesser med "hopp". Den viser at forekomsten av "hopp" i kontinuerlige systemer kan beskrives matematisk og endringer i type kan forutsies kvalitativt. Modeller bygget på grunnlag av katastrofeteori har allerede ført til nyttig innsikt i mange virkelige tilfeller: innen fysikk (et eksempel er bølgebrytning på vann), fysiologi (virkningen av hjertesammentrekninger eller nerveimpulser) og samfunnsvitenskap. Utsiktene for anvendelsen av denne teorien, mest sannsynlig i biologi, er enorme.

Matematikk gjorde det mulig å håndtere andre praktiske problemstillinger som ikke bare krevde bruk av eksisterende matematiske verktøy, men også utvikling av selve matematisk vitenskap.

Lignende dokumenter

Empiriske, teoretiske og produksjonstekniske former for vitenskapelig kunnskap. Bruk av spesielle metoder (observasjon, måling, sammenligning, eksperiment, analyse, syntese, induksjon, deduksjon, hypotese) og private vitenskapelige metoder i naturvitenskap.

sammendrag, lagt til 13.03.2011


Essensen av prinsippet om systematikk i naturvitenskap. Beskrivelse av økosystemet til en ferskvannsforekomst, løvskog og dens pattedyr, tundra, hav, ørken, steppe, kløftland. Vitenskapelige revolusjoner innen naturvitenskap. Generelle metoder for vitenskapelig kunnskap.

test, lagt til 20.10.2009


Studie av begrepet vitenskapelig revolusjon, global endring i prosessen og innholdet i systemet med vitenskapelig kunnskap. Aristoteles sitt geosentriske system av verden. Studier av Nicolaus Copernicus. Johannes Keplers lover for planetarisk bevegelse. De viktigste prestasjonene til I. Newton.

presentasjon, lagt til 26.03.2015


Grunnleggende metoder for å isolere og studere et empirisk objekt. Observasjon av empirisk vitenskapelig kunnskap. Teknikker for å innhente kvantitativ informasjon. Metoder som innebærer å arbeide med informasjonen som mottas. Vitenskapelige fakta om empirisk forskning.

sammendrag, lagt til 03.12.2011


Metodikk for naturvitenskap som et system for menneskelig kognitiv aktivitet. Grunnleggende metoder for vitenskapelig studie. Generelle vitenskapelige tilnærminger som metodiske prinsipper for erkjennelse av integrerte objekter. Moderne trender i utviklingen av naturvitenskapelige studier.

sammendrag, lagt til 06.05.2008


Synergetikk som en teori om selvorganiserende systemer i den moderne vitenskapelige verden. Historie og logikk for fremveksten av en synergetisk tilnærming i naturvitenskap. Påvirkningen av denne tilnærmingen på utviklingen av vitenskap. Metodologisk betydning av synergetikk i moderne vitenskap.

abstrakt, lagt til 27.12.2016


Sammenligning, analyse og syntese. Hovedprestasjoner av vitenskapelig og teknologisk revolusjon. Vernadskys konsept om noosfæren. Livets opprinnelse på jorden, grunnleggende prinsipper. Miljøproblemer i Kurgan-regionen. Naturvitenskapens betydning for samfunnsøkonomisk utvikling.

test, lagt til 26.11.2009


Essensen av prosessen med naturvitenskapelig kunnskap. Spesielle former (sider) av vitenskapelig kunnskap: empirisk, teoretisk og produksjonsmessig og teknisk. Rollen til vitenskapelige eksperimenter og matematiske forskningsapparater i systemet for moderne naturvitenskap.

rapport, lagt til 02.11.2011


Anvendelse av matematiske metoder i naturvitenskap. Periodisk lov D.I. Mendeleev, hans moderne formulering. Periodiske egenskaper til kjemiske elementer. Teori om atomstruktur. Hovedtyper av økosystemer i henhold til deres opprinnelse og energikilde.

abstrakt, lagt til 03.11.2016


Utvikling av vitenskap i det tjuende århundre. under påvirkning av revolusjonen innen naturvitenskap ved overgangen til 1800- og 1900-tallet: oppdagelser, deres praktiske anvendelse - telefon, radio, kino, endringer i fysikk, kjemi, utvikling av tverrfaglige vitenskaper; Psyke, intelligens i filosofiske teorier.

Vitenskapsmetoder er et sett med teknikker og operasjoner for praktisk og teoretisk kunnskap om virkeligheten.

Forskningsmetoder optimaliserer menneskelige aktiviteter og utstyrer dem med de mest rasjonelle måtene å organisere aktiviteter på. A.P. Sadokhin, i tillegg til å fremheve kunnskapsnivåene ved klassifisering av vitenskapelige metoder, tar hensyn til kriteriet for anvendelighet av metoden og identifiserer generelle, spesielle og spesielle metoder for vitenskapelig kunnskap. De valgte metodene kombineres og kombineres ofte underveis i forskningsprosessen.

Generelle metoder for erkjennelse relaterer seg til enhver disiplin og gjør det mulig å koble sammen alle stadier av kognisjonsprosessen. Disse metodene brukes i ethvert forskningsfelt og gjør det mulig å identifisere sammenhenger og egenskaper ved objektene som studeres. I vitenskapshistorien inkluderer forskere metafysiske og dialektiske metoder blant slike metoder. Private metoder for vitenskapelig kunnskap er metoder som bare brukes i en bestemt gren av vitenskapen. Ulike naturvitenskapelige metoder (fysikk, kjemi, biologi, økologi, etc.) er spesielle i forhold til den generelle dialektiske erkjennelsesmetoden. Noen ganger kan private metoder brukes utenfor de grenene av naturvitenskapen de har sin opprinnelse i.

For eksempel brukes fysiske og kjemiske metoder innen astronomi, biologi og økologi. Ofte bruker forskere et kompleks av innbyrdes beslektede private metoder for å studere ett emne. For eksempel bruker økologi samtidig metodene i fysikk, matematikk, kjemi og biologi. Spesielle metoder for erkjennelse er forbundet med spesielle metoder. Spesielle metoder undersøker visse egenskaper ved objektet som studeres. De kan manifestere seg på det empiriske og teoretiske kunnskapsnivået og være universelle.

Blant de spesielle empiriske metodene for erkjennelse er observasjon, måling og eksperimentering.

Observasjon er en målrettet prosess for å oppfatte objekter av virkeligheten, en sensorisk refleksjon av objekter og fenomener, der en person mottar primær informasjon om verden rundt seg. Derfor begynner forskningen som oftest med observasjon, og først da går forskerne over til andre metoder. Observasjoner er ikke forbundet med noen teori, men hensikten med observasjon er alltid knyttet til en eller annen problemsituasjon.

Observasjon forutsetter at det eksisterer en spesifikk forskningsplan, en forutsetning som er gjenstand for analyse og verifikasjon. Observasjoner brukes der direkte eksperimenter ikke kan utføres (i vulkanologi, kosmologi). Resultatene av observasjonen er nedtegnet i en beskrivelse, og merker de tegnene og egenskapene til objektet som studeres som er gjenstand for studier. Beskrivelsen skal være så fullstendig, nøyaktig og objektiv som mulig. Det er beskrivelsene av observasjonsresultater som utgjør vitenskapens empiriske grunnlag på deres grunnlag, empiriske generaliseringer, systematisering og klassifisering skapes.

Måling er bestemmelse av kvantitative verdier (karakteristikk) av de studerte aspektene eller egenskapene til et objekt ved hjelp av spesielle tekniske enheter. Måleenhetene som de innhentede dataene sammenlignes med spiller en viktig rolle i studien.

Et eksperiment er en erkjennelsesmetode der virkelighetsfenomener studeres under kontrollerte og kontrollerte forhold. Det skiller seg fra observasjon ved intervensjon i objektet som studeres, det vil si aktivitet i forhold til det. Når man utfører et eksperiment, er forskeren ikke begrenset til passiv observasjon av fenomener, men griper bevisst inn i det naturlige forløpet av deres forekomst ved direkte å påvirke prosessen som studeres eller endre betingelsene for denne prosessen.

Utviklingen av naturvitenskap reiser problemet med strengheten til observasjon og eksperimentering. Faktum er at de trenger spesielle verktøy og enheter, som nylig har blitt så komplekse at de selv begynner å påvirke objektet for observasjon og eksperimenter, noe som etter forholdene ikke burde være tilfelle. Dette gjelder først og fremst forskning innen mikroverdenens fysikk (kvantemekanikk, kvanteelektrodynamikk osv.).

Analogi er en erkjennelsesmetode der overføringen av kunnskap oppnådd under vurderingen av et objekt skjer til et annet, mindre studert og for tiden undersøkt. Analogimetoden er basert på likheten mellom objekter i henhold til en rekke egenskaper, noe som gjør at man kan få fullstendig pålitelig kunnskap om emnet som studeres.

Bruken av analogimetoden i vitenskapelig kunnskap krever en viss forsiktighet. Her er det ekstremt viktig å tydelig identifisere forholdene under hvilke det fungerer mest effektivt. Men i tilfeller hvor det er mulig å utvikle et system med klart formulerte regler for overføring av kunnskap fra en modell til en prototype, får resultatene og konklusjonene ved bruk av analogimetoden beviskraft.

Analyse er en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på prosedyren for mental eller reell oppdeling av et objekt i dets bestanddeler. Dismemberment tar sikte på å gå fra studiet av helheten til studiet av dets deler og utføres ved å abstrahere fra forbindelsen mellom delene med hverandre.

Syntese er en metode for vitenskapelig kunnskap, som er basert på prosedyren for å kombinere ulike elementer av et emne til en enkelt helhet, et system, uten hvilket virkelig vitenskapelig kunnskap om dette emnet er umulig. Syntese fungerer ikke som en metode for å konstruere helheten, men som en metode for å representere helheten i form av en enhet av kunnskap oppnådd gjennom analyse. I syntese er det ikke bare en forening, men en generalisering av de analytisk identifiserte og studerte egenskapene til objektet. Bestemmelsene oppnådd som et resultat av syntese er inkludert i teorien om objektet, som, beriket og raffinert, bestemmer veien til ny vitenskapelig forskning.

Induksjon er en metode for vitenskapelig kunnskap, som er formuleringen av en logisk konklusjon ved å oppsummere observasjons- og eksperimentelle data.
Deduksjon er en metode for vitenskapelig kunnskap, som består i overgangen fra visse generelle premisser til bestemte resultater og konsekvenser.
Løsningen på ethvert vitenskapelig problem innebærer å fremsette ulike gjetninger, antakelser og som oftest mer eller mindre underbyggede hypoteser, ved hjelp av disse forsøker forskeren å forklare fakta som ikke passer inn i gamle teorier. Hypoteser oppstår i usikre situasjoner, hvis forklaring blir relevant for vitenskapen. I tillegg, på nivået av empirisk kunnskap (så vel som på nivået av dens forklaring), er det ofte motstridende vurderinger. For å løse disse problemene kreves hypoteser.

En hypotese er enhver antakelse, gjetning eller prediksjon som fremsettes for å eliminere en situasjon med usikkerhet i vitenskapelig forskning. Derfor er en hypotese ikke pålitelig kunnskap, men sannsynlig kunnskap, hvis sannhet eller usannhet ennå ikke er etablert.
Enhver hypotese må begrunnes enten med oppnådd kunnskap om en gitt vitenskap eller med nye fakta (usikker kunnskap brukes ikke for å underbygge hypotesen). Den må ha egenskapen til å forklare alle fakta som er relatert til et gitt kunnskapsfelt, systematisere dem, så vel som fakta utenfor dette feltet, forutsi fremveksten av nye fakta (for eksempel kvantehypotesen til M. Planck, fremsatt kl. begynnelsen av det 20. århundre, førte til etableringen av en kvantemekanikk, kvanteelektrodynamikk og andre teorier). Dessuten bør ikke hypotesen motsi eksisterende fakta. En hypotese må enten bekreftes eller avkreftes.

c) private metoder er metoder som opererer enten bare innenfor en bestemt gren av naturvitenskapen, eller utenfor grenen av naturvitenskapen der de oppsto. Dette er metoden for ringmerking av fugler som brukes i zoologi. Og fysikkmetodene som ble brukt i andre grener av naturvitenskapen førte til opprettelsen av astrofysikk, geofysikk, krystallfysikk, etc. Et kompleks av innbyrdes beslektede private metoder brukes ofte til å studere ett emne. For eksempel bruker molekylærbiologi metodene fysikk, matematikk, kjemi og kybernetikk samtidig.

Modellering er en metode for vitenskapelig kunnskap basert på studiet av virkelige objekter gjennom studiet av modeller av disse objektene, dvs. ved å studere erstatningsobjekter av naturlig eller kunstig opprinnelse som er mer tilgjengelig for forskning og (eller) intervensjon og har egenskapene til virkelige objekter.

Egenskapene til en hvilken som helst modell bør ikke, og kan ikke, nøyaktig og fullstendig samsvare med absolutt alle egenskapene til det tilsvarende virkelige objektet i alle situasjoner. I matematiske modeller kan enhver tilleggsparameter føre til en betydelig komplikasjon med å løse det tilsvarende ligningssystemet, til behovet for å bruke ytterligere antakelser, forkaste små termer, etc., med numerisk modellering, behandlingstiden for problemet av en datamaskin uforholdsmessig. øker, og regnefeilen øker.

Variasjonen av metoder for vitenskapelig kunnskap skaper vanskeligheter i deres anvendelse og forståelse av deres rolle. Disse problemene løses av et spesielt kunnskapsfelt - metodikk. Hovedmålet med metodikken er å studere opprinnelsen, essensen, effektiviteten og utviklingen av erkjennelsesmetoder.