Формы и методы научного познания

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации Федеральное  агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики.

 

 

 

 

Дисциплина «Естествознание»

 

 

РЕФЕРАТ

Тема «Формы и методы научного познания»

 

 

Выполнил: студентка 1-го курса (ускор.)

Андросова Н.Н.   

 

 

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург, Ломоносов 2010 год.

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………..3

 

1.Структура научного познания и формы научного знания……………..….....5

 

2.Основные методы научного исследования…………………………………….....11

 

Заключение……………………………………………………………….……..18

 

Список литературы…………………………………………………………….19

 

Введение

Наука – исторически сложившаяся система познания объективных законов мира. Она нацелена на получение и систематизацию объективных знаний о действительности, на объяснение и предсказание явлений и процессов на основе открываемых ею законов. Научное познание помимо описания выявляет причины явлений, пытаясь объяснить происходящее. Для него существенным было формирование критерия истинности и разграничение наук по предметам и методам исследования мира. Гармония и соразмерность, как и в жизни, важны в научных теориях. С Фалесом связывают первую постановку вопроса о первоначале всего и первые математические доказательства. Эти два достижения ориентировали развитие научного метода познания.

Пифагор видел  гармонию в «математическом узоре», который лежит в основе совокупности всех явлений природы. Его идеи прослеживаются у Филолая, Гераклита, Евклида, Архимеда, Платона, Аристотеля. «Начала» Евклида заложили основы геометрии, все положения которой были обоснованы и взаимосвязаны. Евклид и Архимед выделяли математические закономерности, причем они интересовали их сами по себе.

Система доказательности и обоснованности знания стала складываться в математике еще в античные времена, в диалогах Платона арифметика есть чистое знание и центр всего космоса знаний. Впоследствии стало ясно, что математические закономерности отражают глубинную сущность законов природы, а не только внешнюю их сторону. Об этом писали Леонардо да Винчи, Р. Декарт, И.Кеплер, Г.Галилей, Х.Гюйгенс, И.Ньютон и другие. Структура наук формировалась постепенно.

Современная наука развивается  очень быстрыми темпами, в настоящее время объем научных знаний удваивается каждые 10-15 лет. Около 90 % всех ученых когда-либо живших на Земле являются нашими современниками. За какие-то 300 лет, а именно такой возраст современной науки, человечество сделало такой огромный рывок, который даже и не снился нашим предкам (около 90 % всех научно-технических достижений были сделаны в наше время). Весь окружающий нас мир показывает какого прогресса достигло человечество. Именно наука явилась главной причиной столь бурно протекающей НТР, перехода к постиндустриальному обществу, повсеместному внедрению информационных технологий, появления «новой экономики», для которой не действуют законы классической экономической теории, начала переноса знаний человечества в электронную форму, столь удобную для хранения, систематизации, поиска и обработки, и мн.др.

Все это убедительно  доказывает, что основная форма человеческого  познания - наука в наши дни становиться  все более и более значимой и существенной частью реальности.

Однако наука не была бы столь продуктивной, если бы не имела  столь присущую ей развитую систему методов, принципов и императивов познания. Именно правильно выбранный метод наряду с талантом ученого помогает ему познавать глубинную связь явлений, вскрывать их сущность, открывать законы и закономерности. Количество методов, которые разрабатывает наука для познания действительности постоянно увеличивается. Точное их количество, пожалуй, трудно определить. Ведь в мире существует около 15000 наук и каждая из них имеет свои специфические методы и предмет исследования.

Вместе с тем все  эти методы находятся в диалектической связи с общенаучными методами, которые они, как правило, содержат в различных сочетаниях и со всеобщим, диалектическим методом. Это обстоятельство является одной из причин, которые определяют важность наличия философских знаний у любого ученого. Ведь именно философия как наука «о наиболее общих закономерностях бытия и развития мира» занимается изучением тенденций и путей развития научного познания, его структуры и методов исследования, рассматривая их через призму своих категорий, законов и принципов. Вдобавок ко всему философия наделяет ученого тем всеобщим методом, без которого невозможно обойтись в любой области научного познания.

1. Структура научного познания и формы научного знания

Опыт и наблюдение – таковы величайшие источники мудрости, доступ к которым открыт для каждого человека.

У. Чэнинг

 

Научное познание – это объективно-истинное знание о природе, обществе и человеке, полученное в результате научно-исследовательской деятельности и, как правило, апробированное (доказанное) практикой. Естественно-научное познание структурно состоит из эмпирического и теоретического направлений научного исследования (рис. 1). Отправной точкой любого из этих направлений научного исследования является получение научного, эмпирического факта.

Рис. 1. Структура естественно-научного познания

Главным в эмпирическом направлении исследования в некоторых областях естествознания является наблюдение. Наблюдение – это длительное, целенаправленное и планомерное восприятие предметов и явлений объективного мира. Следующей структурой эмпирического направления познания является научный эксперимент. Эксперимент – это научно поставленный опыт, с помощью которого объект или воспроизводится искусственно, или ставится в точно учитываемые условия. Отличительной особенностью научного эксперимента является то, что его способен воспроизвести каждый исследователь в любое время. Найти аналогии в различиях – необходимый этап научного исследования. Эксперимент может быть проведен на моделях, т. е. на телах, размеры и масса которых пропорционально изменены по сравнению с реальными телами. Результаты модельных экспериментов можно считать пропорциональными результатам взаимодействия реальных тел. Возможно проведение мысленного эксперимента, т. е. представить себе тела, которых вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме. В современной науке надо проводить и идеализированные эксперименты, т. е. мысленные эксперименты с применением идеализаций. На основании эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические обобщения.

На теоретическом уровне познания помимо эмпирических фактов требуются понятия, которые создаются заново или берутся из других разделов науки. Понятие есть мысль, отражающая предметы и явления в их общих и существенных чертах, свойствах сокращенно, концентрированно (например, материя, движение, масса, скорость, энергия, растение, животное, человек и др.). Важным способом теоретического уровня исследования является выдвижение гипотез. Гипотеза – это особого рода научное предположение о непосредственно наблюдаемых или вообще неизвестных формах связи явлений или причинах, производящих эти явления. Гипотеза как предположение выдвигается для объяснения фактов, которые не укладываются в имеющиеся законы и теории. Она выражает прежде всего процесс становления знания, в теории же в большей степени фиксируется достигнутый этап в развитии науки. При выдвижении какой-либо гипотезы принимается во внимание не только ее соответствие эмпирическим данным, но и некоторые методологические принципы, получившие название критериев простоты, красоты, экономии мышления и т. п. После выдвижения определенной гипотезы исследование опять возвращается на эмпирический уровень для ее проверки. Цель – проверка следствий из этой гипотезы, о которых ничего не было известно до ее выдвижения. Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она приобретает статус закона природы, если нет – считается отвергнутой.

Закон природы является наилучшим выражением гармонии мира. Закон – внутренняя причинная, устойчивая связь между явлениями и свойствами различных объектов, отражающая отношения между объектами. Если изменения одних объектов или явлений (причина) вызывает вполне определенное изменение других (следствие), то это означает проявление действия закона. Например, периодический закон Д. И. Менделеева устанавливает связь между зарядом атомного ядра и химическими свойствами данного химического элемента. Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется научной теорией.

Принцип фальсифицируемости научных положений, т. е. их свойство быть опровергаемыми на практике, остается в науке непререкаемым. Эксперимент, который направлен на опровержение данной гипотезы, носит название решающего эксперимента. Естествознание изучает мир с целью творения законов его функционирования, как продуктов человеческой деятельности, отражающих периодически повторяющиеся факты действительности.

Итак, наука строится из наблюдений, экспериментов, гипотез, теорий и аргументации. Наука в  содержательном плане – это совокупность эмпирических обобщений и теорий, подтверждаемых наблюдением и экспериментом. Причем творческий процесс создания теории и аргументации в их поддержку играет в науке не меньшую роль, чем наблюдение и эксперимент.

К формам научного знания относят проблемы, научные факты, гипотезы, теории, идеи, принципы, категории и законы (рис.2).

 

Рис. 2 Формы научного знания

Факт, как явление действительности, становится научным фактом, если он прошел строгую проверку на истинность. Факты - это наиболее надежные аргументы как для доказательства, так и для опровержения каких-либо теоретических утверждений. И.П. Павлов называл факты «воздухом ученого». Однако при этом надо брать не отдельные факты, а всю, без исключения, совокупность фактов, относящихся к рассматриваемому вопросу. В противном случае возникает подозрение, что факты подобраны произвольно.

Научные проблемы - это осознанные вопросы, для ответа на которые имеющихся  знаний недостаточно. Ее можно определить и как «знание о незнании».

Научная гипотеза - такое предположительное  знание, истинность или ложность которого еще не доказано, но которое выдвигается  не произвольно, а при соблюдении ряда требований, к которым относятся  следующие.

1. Отсутствие противоречий. Основные положение предлагаемой гипотезы не должны противоречить известным и проверенным фактам. (При этом следует учитывать, что бывают и ложные факты, которые сами нуждаются в проверке).

2. Соответствие новой гипотезы  надежно установленным теориям. Так, после открытия закона сохранения и превращения энергии все новые предложения о создании «вечного двигателя» более не рассматриваются.

3. Доступность выдвигаемой гипотезы  экспериментальной проверке.

4. Максимальная простота гипотезы.

Категории науки - это наиболее общие понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, предметов и явлений объективного мира. Например, важнейшими категориями являются материя, пространство, время, движение, причинность, качество, количество, причинность и. т.п.

Законы науки отражают существенные связи явлений в форме теоретических утверждений. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.

Научные принципы - наиболее общие  и важные фундаментальные положения теории. Научные принципы играют роль исходных, первичных посылок и закладываются в фундамент создаваемых теорий. Содержание принципов раскрываются в совокупности законов и категорий.

Научные концепции - наиболее общие  и важные фундаментальные положения теорий.

Научная теория - это систематизированные знания в их совокупности. Научные теории объясняют множество накопленных научных фактов и описывают определенный фрагмент реальности (например, электрические явления, механическое движение, превращение веществ, эволюцию видов и т.п.) посредством системы законов.

Главное отличие теории от гипотезы - достоверность, доказанность. сам  термин теория имеет множество смыслов. Теория в строго научном смысле - это система уже подтвержденного  знания, всесторонне раскрывающая структуру, функционирование и развитие изучаемого объекта, взаимоотношение всех его элементов, сторон и теорий.

Научная теория должна выполнять две  важнейшие функции, первой из которых  является объяснение фактов, а вторая - предсказание новых, еще неизвестных фактов и характеризующих их закономерностей.

Научная теория - одна из наиболее устойчивых форм научного знания, но и они претерпевают изменения вслед за накоплением  новых фактов. Когда изменения  затрагивают фундаментальные принципы теории, происходит переход к новым принципам, а, следовательно, к новой теории. Изменения же в наиболее общих теориях, приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания. в результате чего происходят глобальные естественнонаучные революции и меняется научная картина мира.

 

 

 

 

2. Основные методы научного исследования

Наука начинается с тех пор,

как начинают измерять. Точная наука.

Д. И. Менделеев

 

Эмпирический и теоретический  уровни знания различаются по предмету, средствам и результатам исследования. Знание – проверенный практикой результат познания действительности, верное отражение действительности в мышлении человека. Различие между эмпирическим и теоретическим уровнями исследований не совпадает с различием между чувственным и рациональным познанием, хотя эмпирический уровень преимущественно чувственен, а теоретический рационален.

Структура научного исследования, описанная нами, представляет собой в широком смысле способ научного познания или научный метод как таковой. Метод – это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единообразных результатов всеми исследователями. Выделяются эмпирические и теоретические методы (рис. 3).

Рис. 3 Структура научного исследования

К эмпирическим методам относятся:

Наблюдение – это длительное, целенаправленное и планомерное восприятие предметов и явлений объективного мира. Можно выделить два вида наблюдения – непосредственное и с помощью приборов. При осуществлении наблюдения с помощью соответствующих приборов в микромире требуется обязательный учет свойств самого прибора, его рабочей части, характера взаимодействия с микрообъектом.