Формы и средства научного исследования

Тема: «Формы и средства научного исследования»

 

План

 

 

1. Научный факт. Идея, принципы, закон.

 

2. Научная проблема. Гипотеза и теория.

 

3. Роль моделей в научном познании и практической деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Научный факт. Идея, принципы, закон.

 

          Научный факт - это результат наблюдений и экспериментов, который устанавливает количественные и качественные характеристики объектов. Работа ученого на 80% состоит в наблюдениях над интересующим объектом с целью установления его устойчивых, повторяющихся характеристик. Когда исследователь убедится в том, что при соответствующих условиях объект всегда выглядит строго определенным образом, он подкрепляет этот результат с помощью эксперимента и, в случае подтверждения, формулирует научный факт. Например: тело, если оно тяжелее воздуха, будучи подброшенным вверх, обязательно упадет вниз.

Таким образом, научный факт - это нечто данное, установленное  опытом и фиксирующее эмпирическое знание. В науке совокупность фактов образует эмпирическую основу для выдвижения гипотез и создания теория. Познание не может ограничиться фиксированием  фактов, потому что это не имеет  смысла: любой факт должен быть объяснен. А это уже задача теории. Широко известен пример с яблоком Ньютона, падение которого на голову знаменитого  ученого побудило последнего к объяснению этого события и привело, в  конечном итоге, к созданию теории гравитации.  
Факты принадлежат объективному миру, то есть, не зависят от человека. Но выражаются, фиксируются они человеком с помощью высказываний и предложений. Отдельно существующие вещи не являются фактами. Например: Волга, дождь, Достоевский - это не факты. Фактом является утверждение, фиксирующее определенное свойство или отношение: Волга впадает в Каспийское море; роман "Преступление и наказание" написан Достоевским; идет дождь - это примеры фактов.  
В понимании фактов в философии науки существует две тенденции: фактуализм и теоретизм. Фактуализм утверждает, что факты независимы и автономны по отношению к теории. Сторонники теоретизма исходят из того, что факты зависят от теории, которая выделяет изучаемый аспект действительности, задает язык, на котором описывается факт. Они считают, что изменение теории ведет к пересмотру совокупности фактов, на которых зиждется наука.

Идея - понятие, широко используемое в различных философских системах для обозначения наиболее развитых форм духа (позднее - знания). Понятие идея является одним из центральных у Платона, обозначая трансцендентный мир истинного бытия, по образцу которого существуют вещи чувственной реальности. Это учение получает развитие в неоплатонизме и средневековой философии, которые трактуют И. как идеальные формы, по образцу которых божественный ум, а затем и сам Бог творят вещи. Таким образом, от античности до Возрождения идеи трактуются чисто онтологически. В Новое Время идея рассматривается преимущественно гносеологически, как одна из основных форм человеческого познания. Возникают споры по поводу происхождения идея и их соответствия реальности, которые находят свое выражение в противостоянии рационализма и эмпиризма. Докантовский рационализм рассматривал идея как "врожденные", изначально присущие субъекту и не сводимые к опыту. Эмпиризм видел в идее лишь обобщение чувственных данных, а субъект трактовал как пассивное отражение действительности. В философии Канта идея - это понятие разума, которому ничего не соответствует в опыте. Идеи возникают в результате попыток разума выйти за пределы чувственного опыта и рассматриваются Кантом как принципы, задающие цель познанию. Для Гегеля абсолютная идея является высшей точкой развития знания, которая включает в себя все предшествующие формы знания и поэтому является высшей объективной истиной, в которой совпадают мышление и реальность. В философии 20 в. идея практически полностью утрачивает свое значение и используется лишь как синоним понятия.

Принцип - основание некоторой совокупности фактов или знаний, исходный пункт объяснения или руководства к действиям. В античности онтологическое определение принципа как субстанции, в своем существовании не нуждающийся ни в чем, кроме себя, делает возможным понимание бытия и основополагание философии как исследования вопроса о бытии. Предметом рассмотрения берется чаще всего природа (Милетская школа), а также идеальные сущности (пифагорейцы, Платон). Первоначало, или принцип, обусловливает необходимость, закон становления явлений. В дальнейшем прояснение предельного основания бытия становится фундаментальной задачей философии. В посткантианской традиции различаются конститутивный принцип как онтологическое основание некоей действительности и регулятивный принцип как инструментальное основание той или иной деятельности. В логике принцип - центральное понятие системы, представляющие обобщение и распространение некоторого положения на все явления области, из которой данный принцип абстрагирован. В этике принцип как внутреннее убеждение, максима задает общую установку по отношению к действительности, нормам поведения и деятельности.

Закон - следующая форма  существования научного знания, в  которую трансформируются гипотезы в результате всестороннего обоснования  и подтверждения. В законах науки  отражаются устойчивые, повторяющиеся, существенные связи между явлениями  и процессами реального мира. В  соответствие с принятой двухступенчатой  структурой научного познания выделяют эмпирические и теоретические законы. На эмпирической стадии развития науки  устанавливаются законы, в которых  фиксируются связи между чувственно воспринимаемыми свойствами объектов. Такие законы называются феноменологическими (от греч. phainomenon - являющееся). Примерами  таких законов могут служить  законы Архимеда, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака  и другие, в которых выражаются функциональные связи между различными свойствами жидкостей и газов. Но такие законы многое не объясняют. Тот же закон Бойля-Мариотта, утверждающий, что для данной массы газа, при постоянной температуре, давление на объем является постоянной величиной, не объясняет, почему это так. Подобное объяснение достигается с помощью теоретических законов, которые раскрывают глубокие внутренние связи процессов, механизм их протекания. Эмпирические законы можно назвать количественными, а теоретические - качественными законами.

По степени общности законы подразделяют на универсальные и  частные. Универсальные законы отображают всеобщие, необходимые, повторяющиеся  и устойчивые связи между всеми  явлениями и процессами объективного мира. Примером может служить закон  теплового расширения тел, выражаемый с помощью предложения: "Все  тела при нагревании расширяются". Частные законы либо выводятся из универсальных законов, либо отображают законы ограниченной сферы действительности. Примером могут служить законы биологии, описывающие функционирование и развитие живых организмов.

С точки зрения точности предсказаний различают статистические и динамические законы. Динамические законы имеют большую предсказательную силу, поскольку абстрагируются от второстепенных и случайных факторов. Предсказания статистических законов  носят вероятностный характер. Это  законы демографии, статистики населения, экономики и другие, которые имеют  дело с множеством случайных и  субъективных факторов. Вероятностно-статистический характер имеют и некоторые природные  законы, в первую очередь - законы микромира, описываемые в квантовой механике.

Теоретические законы составляют ядро научной теории - высшей формы  организации научного знания. Теория представляет собой систему базовых, исходных понятий, принципов и законов, из которых по определенным правилам могут быть выведены понятия и  законы меньшей степени общности. Она появляется в результате длительного  поиска научных фактов, выдвижения гипотез, формулирования вначале простейших эмпирических, а затем - фундаментальных  теоретических законов.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Научная проблема. Гипотеза и теория.

Научное знание представляет собой сложную систему, состоящую  из многих взаимосвязанных компонентов. К ним относятся общие для  всякого познания формы мышления: понятия, суждения, умозаключения, сформулированные наукой принципы, законы, категории. Кроме  этих, относительно простых компонентов, в научном познании принято выделять более сложные формы, к ним  относятся проблема гипотеза, теория.

В развитии научного знания неизбежно возникают ситуации, когда  новые явления, ранее неизвестные  факты требуют своего объяснения. Однако уровень существующих знаний, категориальный аппарат науки оказываются  для этого недостаточными. Такая  ситуация называется проблемной. Осознание  этой ситуации, порожденной противоречиями между ограниченностью имеющегося знания и потребностью в его дальнейшем развитии, приводит к постановке научных проблем.

Проблема (греч. - преграда, трудность, задача) - объективно возникающий  в ходе развития познания вопрос или  комплекс вопросов, решение которых  представляет существенный практический или теоретический интерес.

Хотя проблема определяется через вопрос, эти понятия не тождественны. Для ответа на вопрос достаточно знаний, достигнутых наукой. Научная проблема — это вопрос, поставленный ходом  развития науки, «знание о незнании». Наука развивается от постановки проблем к их решению и выдвижению новых проблем. Этот процесс нередко приводит к изменению теоретических представлений и методов познания, к научным революциям и смене парадигм (греч. - пример, образец).

Глобальными научными революциями  в естествознании явились: создание Н. Коперником гелиоцентрической системы, сменившей аристотелевско-птолемеевскую  геоцентрическую картину мира (конец XV в.); создание классической механики и основанном на ней механическом представлении о строении материи (ХVII — XVIII вв.); формирование диалектической картины мира на основании эволюционного  учения Ч. Дарвина, открытия клеточного строения растений и закона сохранения и превращения энергии (XIX в.); революция  в физике на рубеже XIX —XX вв., привела  к отказу от старых представлений о строении материи.

Научную проблему важно  прежде всего правильно выбрать  и поставить. Выбор проблемы обусловлен теорией, в рамках которой она  возникла, ее значением для науки  и практики, он зависит также от имеющихся в распоряжении науки  методов и средств, необходимых  для ее решения. Правильная постановка проблемы имеет не меньше значения, чем ее решение, а для этого  необходимо не только видеть проблемную ситуацию, но и знать возможные  способы и средства ее решения.

Разрабатывая сложную  проблему, обычно стремятся расчленить ее на более простые части, составляющие систему проблем, каждая из которых  должна решаться в определенной последовательности в зависимости от специфики объекта, целей исследования, опыта и проницательности ученого. Порядок исследования составляет общее направление, стратегию исследования. Развитие научного познания порождает все новые и новые проблемы.

Исследование проблемы начинается с выдвижения гипотезы (греч. - основа, предположение), представляющей собой обоснованное предположение, выдвигаемое с целью выяснения  закономерностей и причин исследуемых явлений.

Как форма научного познания гипотеза характеризуема прежде всего тем, что она является обоснованным предположением и это отличает ее от разного рода догадок и необоснованных предположений. Гипотеза опирается на факты, согласуется с законами теории, на основе которой она выдвинута.

К характеристикам гипотезы относятся ее принципиальная проверяемость  и максимальная простота, под которой  имеется в виду способность объяснить  все известные факты из одного допущения.

Гипотеза проходит три  этапа: построение (накопление, анализ и обобщение фактов, выдвижение предположения  для объяснения), проверка (дедуктивное  выведение следствий, вытекающих из гипотезы и сопоставление следствий  с фактами), доказательство (практическая проверка полученных выводов).

Выдвинутая гипотеза доказывается или опровергается. Доказанная гипотеза превращается в научную теорию. Например, гипотеза Резерфорда о планетарной модели атома, гипотеза Луи де Бройля о волновых свойствах частиц и многие другие стали научными теориями.

Под теорией (греч. - рассмотрение, исследование в широком смысле понимается наиболее развитый вид духовной деятельности, направленной на приобретение знаний, теоретическое познание. В этом смысле теоретическая деятельность сопоставляется с деятельностью практической.

В научном познании теория рассматривается как форма организованного  достоверного знания о некоторой  предметной области, описывающая, объясняющая  и предсказывающая функционирование и развитие относящихся к данной области объектов.

Организация знания —  важная функция теории, она вытекает из необходимости систематизации обособленных знаний о данной предметной области. Однако основными функциями теории являются объяснение и предсказание. Эти функции неразрывно связаны друг с другом.

Правильно объясняя современное  состояние объекта, предсказывая его  будущее, научная теория служит людям  на практике, является ориентиром в  их деятельности. Научная теория представляет собой сложную систему знаний, компонентами которой являются: исходная эмпирическая база (обобщенные и систематизированные  факты), теоретическая основа (категориальный аппарат науки, ее законы, аксиомы, постулаты), логические средства, обеспечивающие правильность выводов и доказательства, основное содержание теории: положения теории, ее выводы и система аргументации.