Емпирични методи на научното познание. Методи и същност на емпиричното ниво на познание

Измерване - има дефиниция на съотношението на една (измерена) величина към друга, приета за еталон.Тъй като резултатите от наблюдението, като правило, са под формата на различни знаци, графики, криви на осцилоскоп, кардиограми и др., Интерпретацията на получените данни е важен компонент на изследването. Особено трудно е наблюдението в социалните науки, където резултатите му до голяма степен зависят от личността на наблюдателя и отношението му към изучаваните явления. В социологията и психологията се прави разлика между простото и съучастното (включено) наблюдение. Психолозите използват и метода на интроспекция (самонаблюдение).

Експериментирайте , за разлика от наблюдението е метод на познание, при който явленията се изучават при контролирани и контролирани условия. Експериментът, като правило, се провежда въз основа на теория или хипотеза, която определя формулирането на проблема и интерпретацията на резултатите.Предимствата на експеримента в сравнение с наблюдението са, първо, че е възможно да се изследва феноменът, така да се каже, в неговата „чиста форма“, второ, условията за процеса могат да варират, и трето, самият експеримент може да се повтаря много пъти. Има няколко вида експеримент.

• 1) Най-простият тип експеримент - качествен, установяваща наличието или отсъствието на предложените от теорията явления.
• 2) Вторият, по-сложен вид е измервателният или количественексперимент, който установява числените параметри на някакво свойство (или свойства) на обект или процес.
• 3) Специален вид експеримент във фундаменталните науки е психическиексперимент.
• 4) И накрая: специфичен вид експеримент е социалниексперимент, проведен с цел въвеждане на нови форми на социална организация и оптимизиране на управлението. Обхватът на социалния експеримент е ограничен от морални и правни норми.

Анализ - процесът на умствено, а често и реално, разчленяване на обект, явление на части (знаци, свойства, отношения).Обратната процедура на анализа е синтез.
Синтез - това е комбинация от страните на обекта, идентифицирани по време на анализа, в едно цяло.

Сравнение — когнитивна операция, която разкрива приликата или разликата на обектите.Има смисъл само в съвкупността от еднородни обекти, които образуват клас. Сравнението на обекти в класа се извършва според характеристиките, които са съществени за това разглеждане.
Описание — когнитивна операция, състояща се във фиксиране на резултатите от опит (наблюдение или експеримент) с помощта на определени нотационни системи, възприети в науката.

Значителна роля в обобщаването на резултатите от наблюденията и експериментите принадлежи на индукция(от лат. inductio - напътствие), особен вид обобщение на данни от опит. По време на индукцията мисълта на изследователя се движи от частното (частни фактори) към общото. Правете разлика между популярна и научна, пълна и непълна индукция. Обратното на индукцията е приспаданедвижение на мисълта от общото към частното. За разлика от индукцията, с която дедукцията е тясно свързана, тя се използва главно на теоретично ниво на познание. Процесът на индукция е свързан с такава операция като сравнение - установяване на прилики и разлики между обекти и явления. Индукцията, сравнението, анализът и синтезът поставят началото на развитието класификации - комбиниране на различни понятия и съответните им явления в определени групи, типове с цел установяване на връзки между обекти и класове обекти.Примери за класификации са периодичната таблица, класификации на животни, растения и др. Класификациите са представени под формата на схеми, таблици, използвани за ориентиране в разнообразието от понятия или съответни обекти.

При всичките им различия емпиричните и теоретичните нива на познание са взаимосвързани, границата между тях е условна и подвижна. Емпиричните изследвания, разкриващи нови данни с помощта на наблюдения и експерименти, стимулират теоретичните знания, които ги обобщават и обясняват, поставят пред него нови, по-сложни задачи. От друга страна, теоретичното познание, развивайки и конкретизирайки собственото си ново съдържание на базата на емпиричното познание, разкрива нови, по-широки хоризонти за емпиричното познание, насочва го и насочва към търсене на нови факти, допринася за усъвършенстването на неговите методи и средства и др.

Науката като цялостна динамична система от знания не може да се развива успешно, без да се обогатява с нови емпирични данни, без да ги обобщава в система от теоретични средства, форми и методи на познание. В определени моменти от развитието на науката емпиричното става теоретично и обратно. Неприемливо е обаче едно от тези нива да се абсолютизира в ущърб на другото.

Науката е двигателят на прогреса. Без знанието, което учените ни предават всеки ден, човешката цивилизация никога не би достигнала значимо ниво на развитие. Големи открития, смели хипотези и предположения – всичко това ни движи напред. Между другото, какъв е механизмът на познаване на околния свят?

Главна информация

В съвременната наука се разграничават емпирични и теоретични методи. Първият от тях трябва да бъде признат за най-ефективен. Факт е, че емпиричното ниво на научното познание осигурява задълбочено изследване на обекта от пряк интерес и този процес включва както самото наблюдение, така и цял набор от експерименти. Както е лесно за разбиране, теоретичният метод осигурява познаване на обект или явление чрез прилагането на обобщаващи теории и хипотези към него.

Често емпиричното ниво на научното познание се характеризира с множество термини, които фиксират най-важните характеристики на изучавания предмет. Трябва да се каже, че това ниво в науката е особено уважавано поради факта, че всяко твърдение от този тип може да бъде проверено в хода на практически експеримент. Например, тази теза може да се припише на такива изрази: „Наситен разтвор на готварска сол може да се получи чрез нагряване на вода“.

По този начин емпиричното ниво на научното познание е набор от начини и методи за изучаване на околния свят. Те (методи) се основават преди всичко на сетивното възприятие и точните данни от измервателните уреди. Това са нивата на научното познание. Емпиричните, теоретични методи ни позволяват да опознаем различни явления, да открием нови хоризонти на науката. Тъй като те са неразривно свързани, би било глупаво да говорим за единия от тях, без да говорим за основните характеристики на другия.

В момента нивото на емпирично познание непрекъснато се повишава. Просто казано, учените учат и класифицират все по-големи количества информация, на базата на които се изграждат нови научни теории. Разбира се, начините, по които те получават данни, също се подобряват.

Методи на емпирично познание

По принцип можете сами да се досетите за тях въз основа на информацията, която вече беше дадена в тази статия. Ето основните методи за научно познание на емпирично ниво:

1. наблюдение. Този метод е известен на всички без изключение. Той приема, че външен наблюдател само ще записва безпристрастно всичко, което се случва (в естествени условия), без да се намесва в самия процес.
2. Експериментирайте. Донякъде е подобен на предишния метод, но в този случай всичко, което се случва, е поставено в твърда лабораторна рамка. Както в предишния случай, ученият често е наблюдател, който записва резултатите от някакъв процес или явление.
3. Измерване. Този метод предполага необходимостта от стандарт. Едно явление или обект се сравнява с него, за да се изяснят несъответствията.
4. Сравнение. Подобно на предишния метод, но в този случай изследователят просто сравнява произволни обекти (явления) един с друг, без да има нужда от референтни мерки.

Тук накратко анализирахме основните методи за научно познание на емпирично ниво. Сега нека разгледаме някои от тях по-подробно.

Наблюдение

Трябва да се отбележи, че може да бъде от няколко вида наведнъж и самият изследовател избира конкретния, като се фокусира върху ситуацията. Нека изброим всички видове наблюдение:

1. Въоръжен и невъоръжен. Ако имате поне някаква концепция за наука, тогава знаете, че „въоръжено“ се нарича такова наблюдение, при което се използват различни инструменти и устройства, които ви позволяват да записвате резултатите с по-голяма точност. Съответно „голо“ се нарича наблюдение, което се извършва без използването на нещо подобно.
2. лаборатория. Както подсказва името, то се извършва изключително в изкуствена лабораторна среда.
3. Поле. За разлика от предишния, той се извършва изключително в естествени условия, „на терен“.

Като цяло наблюдението е добро именно защото в много случаи ви позволява да получите напълно уникална информация (особено полева). Трябва да се отбележи, че този метод далеч не е широко използван от всички учени, тъй като успешното му прилагане изисква значително търпение, постоянство и способност за безпристрастно фиксиране на всички наблюдавани обекти.

Това е, което характеризира основния метод, който използва емпиричното ниво на научното познание. Това ни навежда на идеята, че този метод е чисто практичен.

Винаги ли е важна непогрешимостта на наблюденията?

Колкото и да е странно, но в историята на науката има много случаи, когато най-важните открития станаха възможни поради груби грешки и грешни изчисления в процеса на наблюдение. Така през 16 век известният астроном Тихо де Брае върши работата на живота си, наблюдавайки отблизо Марс.

Именно въз основа на тези безценни наблюдения неговият ученик, не по-малко известният И. Кеплер, изгражда хипотеза за елипсовидна форма на планетарните орбити. Но! Впоследствие се оказа, че наблюденията на Брахе се отличават с рядка неточност. Мнозина предполагат, че той умишлено е дал на ученика невярна информация, но същността на това не се променя: ако Кеплер беше използвал точна информация, той никога нямаше да може да създаде пълна (и правилна) хипотеза.

В този случай, поради неточности, беше възможно да се опрости изследваната тема. Като се справи без сложни многостранични формули, Кеплер успя да открие, че формата на орбитите не е кръгла, както се предполагаше тогава, а елиптична.

Основните разлики от теоретичното ниво на знания

Напротив, всички изрази и термини, използвани от теоретичното ниво на знание, не могат да бъдат проверени на практика. Ето един пример за вас: "Наситен разтвор на соли може да се направи чрез нагряване на вода." В този случай ще трябва да се направи невероятно количество експерименти, тъй като "солевият разтвор" не показва конкретно химично съединение. Тоест "солевият разтвор" е емпирична концепция. Следователно всички теоретични твърдения са непроверими. Според Попър те са фалшифицирани.

Просто казано, емпиричното ниво на научното познание (за разлика от теоретичното) е много специфично. Резултатите от експериментите могат да се докоснат, помиришат, държат в ръце или да се видят графики на дисплея на измервателните уреди.

Между другото, какви са формите на емпиричното ниво на научното познание? Днес те са две: факт и закон. Научното право е най-висшата форма на емпиричната форма на познание, тъй като извежда основните модели и правила, в съответствие с които възниква природен или технически феномен. Факт се разбира само като факта, че се проявява при определена комбинация от няколко условия, но учените в този случай все още не са имали време да формират последователна концепция.

Връзка между емпирични и теоретични данни

Характерна особеност на научното познание във всички области е, че теоретичните и емпиричните данни се характеризират с взаимно проникване. Трябва да се отбележи, че е абсолютно невъзможно тези понятия да се разделят по абсолютен начин, независимо какво твърдят някои изследователи. Например, говорихме за приготвяне на солен разтвор. Ако човек има идеи за химията, този пример ще бъде емпиричен за него (тъй като самият той знае за свойствата на основните съединения). Ако не, твърдението ще бъде теоретично.

Значението на експеримента

Трябва твърдо да се разбере, че емпиричното ниво на научното познание е безполезно без експериментална основа. Именно експериментът е основата и първоизточникът на цялото знание, натрупано от човечеството в момента.

От друга страна, теоретичните изследвания без практическа основа се превръщат в безпочвени хипотези, които (с редки изключения) нямат абсолютно никаква научна стойност. Така емпиричното ниво на научното познание не може да съществува без теоретична обосновка, но е и незначително без експеримент. Защо казваме всичко това?

Факт е, че разглеждането на методите за познание в тази статия трябва да се извърши, като се приеме реалното единство и взаимовръзка на двата метода.

Характеристики на експеримента: какво е това

Както неведнъж сме казвали, характеристиките на емпиричното ниво на научното познание се крият във факта, че резултатите от експериментите могат да се видят или усетят. Но за да се случи това е необходимо да се направи експеримент, който буквално е „ядрото“ на цялото научно познание от древни времена до наши дни.

Терминът идва от латинската дума "experimentum", която просто означава "експеримент", "тест". По принцип експериментът е тестване на определени явления в изкуствени условия. Трябва да се помни, че във всички случаи емпиричното ниво на научното познание се характеризира с желанието на експериментатора да влияе възможно най-малко на случващото се. Това е необходимо, за да се получат наистина „чисти”, адекватни данни, според които може уверено да се говори за характеристиките на обекта или явлението, което се изследва.

Подготвителна работа, инструменти и оборудване

Най-често, преди да се постави експеримент, е необходимо да се извърши подробна подготвителна работа, чието качество ще определи качеството на информацията, получена в резултат на експеримента. Нека поговорим за това как обикновено се извършва подготовката:

1. Първо се разработва програма, в съответствие с която ще се осъществява научен опит.
2. Ако е необходимо, ученият самостоятелно произвежда необходимите апарати и оборудване.
3. Още веднъж се повтарят всички точки от теорията, за чието потвърждение или опровержение ще се проведе експериментът.

По този начин основната характеристика на емпиричното ниво на научно познание е наличието на необходимото оборудване и инструменти, без които експериментът в повечето случаи става невъзможен. И тук не говорим за обикновени компютърни технологии, а за специализирани детекторни устройства, които измерват много специфични условия на околната среда.

По този начин експериментаторът трябва винаги да е напълно въоръжен. Тук става дума не само за техническо оборудване, но и за нивото на познаване на теоретичната информация. Без никаква представа за предмета, който се изучава, е доста трудно да се проведат някакви научни експерименти за неговото изследване. Трябва да се отбележи, че в съвременните условия много експерименти често се провеждат от цяла група учени, тъй като този подход ни позволява да рационализираме усилията и да разпределим областите на отговорност.

Какво характеризира изследвания обект в експериментални условия?

Изследваният феномен или обект в експеримента се поставят в такива условия, че неминуемо ще засегнат сетивните органи на учения и/или записващите инструменти. Имайте предвид, че реакцията може да зависи както от самия експериментатор, така и от характеристиките на оборудването, което използва. Освен това експериментът далеч не винаги е в състояние да предостави цялата информация за обекта, тъй като се провежда изолирано от околната среда.

Много е важно да запомните това, когато разглеждате емпиричното ниво на научното познание и неговите методи. Именно поради последния фактор наблюдението е толкова ценено: в повечето случаи само то може да предостави наистина полезна информация за това как протича даден процес в естествените условия на природата. Такива данни често е невъзможно да се получат дори в най-модерната и добре оборудвана лаборатория.

Все пак може да се спори с последното твърдение. Съвременната наука направи добър скок напред. Така че в Австралия се изучават дори наземни горски пожари, пресъздавайки техния ход в специална камера. Този подход ви позволява да не рискувате живота на служителите, като получавате доста приемливи и висококачествени данни. За съжаление това далеч не винаги е възможно, защото не всички явления могат да бъдат пресъздадени (поне засега) в условията на научна институция.

Теория на Нилс Бор

Фактът, че експериментите в лабораторията далеч не винаги са точни, заяви и известният физик Н. Бор. Но плахите му опити да намекне на опонентите си, че средствата и инструментите до голяма степен влияят върху адекватността на получените данни, дълго време срещаха изключително негативни мнения от колегите му. Те вярваха, че всяко влияние на устройството може да бъде елиминирано, като се изолира по някакъв начин. Проблемът е, че е почти невъзможно да се направи това дори на сегашно ниво, да не говорим за онези времена.

Разбира се, съвременното емпирично ниво на научно познание (какво е то, вече казахме) е високо, но не ни е писано да заобиколим основните закони на физиката. Така задачата на изследователя е не само банално описание на обект или явление, но и обяснение на поведението му в различни условия на околната среда.

Моделиране

Най-ценната възможност за изучаване на самата същност на предмета е моделирането (включително компютърно и/или математическо). Най-често в този случай те експериментират не върху самото явление или обект, а върху техните най-реалистични и функционални копия, които са създадени в изкуствени, лабораторни условия.

Ако не е много ясно, нека обясним: много по-безопасно е да изучаваме торнадо, използвайки примера на неговия опростен модел в аеродинамичен тунел. След това получените по време на експеримента данни се сравняват с информация за истинско торнадо, след което се правят подходящи заключения.

Научното познание може да бъде разделено на две нива: теоретично и емпирично. Първият се основава на изводи, вторият - на експерименти и взаимодействие с изследвания обект. Въпреки различното си естество, тези методи са еднакво важни за развитието на науката.

Емпирични изследвания

Емпиричното познание се основава на пряко практическо взаимодействие между изследователя и обекта, който изучава. Състои се от експерименти и наблюдения. Емпиричното и теоретичното познание са противоположни – при теоретичните изследвания човек управлява само собствените си представи за предмета. По правило този метод е част от хуманитарните науки.

Емпиричните изследвания не могат без инструменти и инструментални инсталации. Това са средства, свързани с организацията на наблюденията и експериментите, но освен тях има и концептуални средства. Използват се като специален научен език. Има сложна организация. Емпиричните и теоретичните знания са насочени към изучаването на явленията и зависимостите, които възникват между тях. Чрез експериментиране човек може да открие обективен закон. Това се улеснява и от изследването на явленията и тяхната корелация.

Емпирични методи на познание

Според научния възглед емпиричното и теоретичното познание се състои от няколко метода. Това е набор от стъпки, необходими за решаване на конкретен проблем (в този случай говорим за идентифициране на неизвестни досега модели). Първият емпиричен метод е наблюдението. Това е целенасочено изследване на обекти, което основно разчита на различни сетива (възприятия, усещания, идеи).

В началния си етап наблюдението дава представа за външните характеристики на обекта на познание. Крайната цел на това обаче е да се определят по-дълбоките и вътрешни свойства на субекта. Често срещано погрешно схващане е, че идеята, че научното наблюдение е пасивно, далеч не е вярно.

Наблюдение

Емпиричното наблюдение се отличава с подробен характер. Тя може да бъде както пряка, така и непряка чрез различни технически устройства и инструменти (например фотоапарат, телескоп, микроскоп и др.). С напредването на науката наблюдението става все по-сложно и сложно. Този метод има няколко изключителни качества: обективност, сигурност и недвусмислен дизайн. При използване на устройства допълнителна роля играе декодирането на техните показания.

В социалните и хуманитарните науки емпиричното и теоретичното познание се вкореняват по хетерогенен начин. Наблюдението в тези дисциплини е особено трудно. То става зависимо от личността на изследователя, неговите принципи и нагласи, както и степента на интерес към предмета.

Наблюдението не може да се извърши без определена концепция или идея. Тя трябва да се основава на определена хипотеза и да записва определени факти (в този случай само взаимосвързани и представителни факти ще бъдат показателни).

Теоретичните и емпиричните изследвания се различават едно от друго в детайли. Например наблюдението има свои специфични функции, които не са характерни за други методи на познание. На първо място, това е предоставяне на човек на информация, без която по-нататъшни изследвания и хипотези са невъзможни. Наблюдението е горивото, върху което работи мисленето. Без нови факти и впечатления няма да има нови знания. Освен това с помощта на наблюдение може да се сравни и провери валидността на резултатите от предварителните теоретични изследвания.

Експериментирайте

Различните теоретични и емпирични методи на познание се различават и по степента на намесата си в изследвания процес. Човек може да го наблюдава стриктно отвън или може да анализира свойствата му на собствен опит. Тази функция се осъществява от един от емпиричните методи на познание – експеримента. По важност и принос към крайния резултат от изследването то по никакъв начин не отстъпва на наблюдението.

Експериментът е не само целенасочена и активна човешка намеса в хода на изследвания процес, но и неговото изменение, както и възпроизвеждане в специално подготвени условия. Този метод на познание изисква много повече усилия, отколкото наблюдение. По време на експеримента обектът на изследване е изолиран от всякакви външни влияния. Създава се чиста и незатрупана среда. Експерименталните условия са напълно зададени и контролирани. Следователно този метод, от една страна, съответства на естествените закони на природата, а от друга страна, се отличава с изкуствена, определена от човека същност.

Структура на експеримента

Всички теоретични и емпирични методи имат определено идеологическо натоварване. Експериментът, който се провежда на няколко етапа, не е изключение. На първо място се извършва планиране и поетапно изграждане (определя се целта, средствата, видът и т.н.). След това идва етапът на експериментиране. То обаче се осъществява под перфектния контрол на човек. В края на активната фаза е ред за интерпретиране на резултатите.

И емпиричното, и теоретичното познание се различават по определена структура. За да се проведе експеримент са необходими самите експериментатори, обектът на експеримента, инструменти и друго необходимо оборудване, методика и хипотеза, която се потвърждава или опровергава.

Инструменти и инсталации

Всяка година научните изследвания стават все по-трудни. Те се нуждаят от все по-модерна технология, която им позволява да изучават това, което е недостъпно за простите човешки сетива. Ако по-рано учените бяха ограничени до собственото си зрение и слух, сега те имат на разположение безпрецедентни експериментални съоръжения.

По време на използването на устройството може да има отрицателно въздействие върху изследвания обект. Поради тази причина резултатът от експеримента понякога се отклонява от първоначалните му цели. Някои изследователи се опитват нарочно да постигнат такива резултати. В науката този процес се нарича рандомизация. Ако експериментът придобие случаен характер, тогава неговите последици стават допълнителен обект на анализ. Възможността за рандомизация е друга характеристика, която отличава емпиричното и теоретичното познание.

Сравнение, описание и измерване

Сравнението е третият емпиричен метод на познание. Тази операция ви позволява да идентифицирате разликите и приликите на обектите. Емпиричният, теоретичен анализ не може да бъде извършен без дълбоко познаване на предмета. На свой ред много факти започват да играят с нови цветове, след като изследователят ги сравнява с друга позната му текстура. Сравнението на обекти се извършва в рамките на характеристики, които са от съществено значение за конкретен експеримент. В същото време обектите, които се сравняват по един признак, могат да бъдат несравними в другите си характеристики. Тази емпирична техника се основава на аналогия. Той е в основата на важната наука

Методите на емпирично и теоретично познание могат да се комбинират един с друг. Но изследванията почти никога не са завършени без описание. Тази когнитивна операция фиксира резултатите от предишния опит. За описанието се използват научни нотационни системи: графики, диаграми, чертежи, диаграми, таблици и др.

Последният емпиричен метод на познание е измерването. Извършва се със специални средства. Измерването е необходимо, за да се определи числовата стойност на желаната измерена стойност. Такава операция трябва да се извършва в съответствие със строги алгоритми и правила, приети в науката.

Теоретични знания

В науката теоретичното и емпиричното познание имат различни фундаментални опори. В първия случай това е откъснато използване на рационални методи и логически процедури, а във втория - директно взаимодействие с обекта. Теоретичните знания използват интелектуални абстракции. Един от най-важните му методи е формализирането – показването на знанието в символна и знакова форма.

На първия етап на изразяване на мисленето се използва обичайният човешки език. Характеризира се със сложност и постоянна променливост, поради което не може да бъде универсален научен инструмент. Следващият етап на формализация е свързан със създаването на формализирани (изкуствени) езици. Те имат специфична цел – строго и точно изразяване на знания, които не могат да бъдат постигнати с помощта на естествена реч. Такава символна система може да приеме формата на формули. Той е много популярен в математиката и други области, където числата не могат да бъдат измъкнати.

С помощта на символиката човек премахва двусмисленото разбиране на записа, прави го по-кратък и по-ясен за по-нататъшна употреба. Нито едно изследване, а следователно и цялото научно познание, не може да мине без бързина и простота в прилагането на своите инструменти. Емпиричното и теоретичното изследване еднакво се нуждае от формализиране, но именно на теоретично ниво придобива изключително важно и фундаментално значение.

Изкуственият език, създаден в тесни научни рамки, се превръща в универсално средство за обмен на мисли и общуване със специалисти. Това е основната задача на методологията и логиката. Тези науки са необходими за предаването на информация в разбираема, систематизирана форма, свободна от недостатъците на естествения език.

Значението на формализирането

Формализацията ви позволява да изяснявате, анализирате, изяснявате и дефинирате понятия. Емпиричните и теоретичните нива на познание не могат без тях, така че системата от изкуствени символи винаги е играла и ще играе голяма роля в науката. Общите и разговорните понятия изглеждат очевидни и ясни. Поради своята неяснота и несигурност обаче те не са подходящи за научни изследвания.

Формализацията е особено важна при анализа на предполагаемите доказателства. Последователността от формули, базирани на специализирани правила, се отличава с прецизността и строгостта, необходими за науката. Освен това формализирането е необходимо за програмиране, алгоритмизиране и компютъризиране на знанията.

Аксиоматичен метод

Друг метод на теоретично изследване е аксиоматичният метод. Това е удобен начин за дедуктивно изразяване на научни хипотези. Теоретичните и емпиричните науки не могат да се представят без термини. Много често те възникват поради изграждането на аксиоми. Например в евклидовата геометрия по едно време бяха формулирани основните термини ъгъл, права, точка, равнина и т.н.

В рамките на теоретичните знания учените формулират аксиоми – постулати, които не изискват доказване и са изходни твърдения за по-нататъшно изграждане на теории. Пример за това е идеята, че цялото винаги е по-голямо от частта. С помощта на аксиоми се изгражда система за извеждане на нови термини. Следвайки правилата на теоретичното познание, учен може да получи уникални теореми от ограничен брой постулати. В същото време той се използва много по-ефективно за преподаване и класификация, отколкото за откриване на нови модели.

Хипотетико-дедуктивен метод

Въпреки че теоретичните, емпиричните научни методи се различават един от друг, те често се използват заедно. Пример за такова приложение е, че то изгражда нови системи от тясно преплетени хипотези. На тяхна основа се извеждат нови твърдения относно емпирични, експериментално доказани факти. Методът за извеждане на заключение от архаични хипотези се нарича дедукция. Този термин е познат на мнозина благодарение на романите за Шерлок Холмс. Всъщност популярен литературен герой в своите разследвания често използва дедуктивния метод, с помощта на който изгражда последователна картина на престъплението от множество различни факти.

Същата система действа и в науката. Този метод на теоретично познание има своя ясна структура. На първо място има запознаване с фактурата. След това се правят предположения за закономерностите и причините за изучаваното явление. За да направите това, се използват различни логически техники. Предположенията се оценяват според тяхната вероятност (от тази купчина се избира най-вероятният). Всички хипотези се проверяват за съответствие с логиката и съвместимост с основните научни принципи (например законите на физиката). От предположението се извличат последствията, които след това се проверяват чрез експеримент. Хипотетико-дедуктивният метод е не толкова метод за ново откритие, колкото метод за обосноваване на научното познание. Този теоретичен инструмент е използван от такива велики умове като Нютон и Галилей.

Като се имат предвид специфичните методи на научното познание, трябва да се разбере, че способността за използване на тези методи винаги изисква наличието на специализирани знания. Това е важно да се вземе предвид, т.к всички форми и видове научна дейност задължително включват подходящо обучение на онези специалисти, които се занимават с нея . Емпиричните методи на познание - включително дори най-"простите" от тях - наблюдението - за тяхното прилагане предполагат, първо, наличието на определени теоретични знания и, второ, използването на специално и често много сложно оборудване. Освен това, провеждането на всяко научно изследване винаги предполага наличието на определена проблемна ситуация, за разрешаването на която се извършват тези изследвания . Следователно емпиричните методи на научното познание изобщо не са същите като относително сходни методи за изследване на реалността, които се извършват от гледна точка на здравия разум и в рамките на ежедневна практическа среда.

Емпиричните методи на научното познание включват:

1. Наблюдение;

2. Експериментирайте;

3. Измерване.

Сред посочените методи за научно познание наблюдението е относително най-простият метод, тъй като например измерването, предполагащо прилагането на допълнителни процедури, задължително предполага съответното наблюдение като своя основа.

Наблюдение

Научното наблюдение е целенасочено възприемане на обекти, явления и процеси, като правило, от околния свят. Отличителна черта на наблюдението е, че е метод пасивен регистриране на определени факти от действителността. Сред видовете научни наблюдения могат да се разграничат следните:

В зависимост от целта на наблюдението може да се раздели на проверка и Търсене ;

Според естеството на съществуването на това, което се изучава, наблюденията могат да се разделят на наблюдения на обекти, явления и процеси, които съществуват обективно , т.е. извън съзнанието на наблюдателя, и интроспекция, т.е. интроспекция ;

Наблюдението на обективно съществуващи обекти обикновено се разделя на незабавен и непряк наблюдения.

В рамките на различните науки ролята и мястото на метода на наблюдение е различно. В някои науки наблюдението е практически единственият начин за получаване на първоначални надеждни данни. Особено в астрономията. Въпреки че тази наука по същество е приложен клон на физиката и следователно се основава на теоретичните концепции на тази фундаментална естествена наука, много данни, които са от значение специално за астрономията, могат да бъдат получени само чрез наблюдение. Например знания за обекти, които се намират на разстояние от няколко светлинни години. За социологията наблюдението също е един от основните методи на емпиричното научно познание.

Научното наблюдение за успешното му осъществяване изисква наличието на проблемна ситуация, както и съответната концептуална и теоретична подкрепа. Основата на научното наблюдение, като правило, е всяка хипотеза или теория, за чието потвърждение или опровержение се извършва съответното наблюдение. . Ролята и мястото на концептуалните фактори в научното наблюдение, както и спецификата на техните специфични видове може да се покаже със следните примери.

Както знаете, хората наблюдават движението на обекти в небето от незапомнени времена и в резултат на това стигнаха до съвсем естествено, в рамките на здравия разум, извод, че Земята с разположени на нея наблюдатели стои неподвижна, и планетите се движат равномерно около него по правилни кръгови орбити. За да се обясни защо тези планети не падат на Земята, а плуват в космоса, се предполагаше, че Земята се намира вътре в няколко прозрачни стъклени сфери, в които като че ли са разпръснати планети и звезди. Въртенето на тези сфери около оста си, която съвпада с центъра на нашата планета, води до факта, че повърхността на сферите започва да се движи, влачейки здраво фиксираните върху нея планети.

Въпреки че това схващане е напълно погрешно, то е в съответствие със съответната логика на здравия разум, че за да може едно тяло да продължи да се движи и никога да не падне, то трябва да се държи за нещо (в този случай прикрепено към прозрачни сфери). Идеята, че е възможно тялото да се движи непрекъснато по затворена траектория, без никой да я подкрепя, изглежда невероятно за мислене в рамките на здравия разум на съответната епоха. Трябва да се отбележи, че по свой начин здравият разум е „правилен“: факт е, че наистина в рамките на естественото, обикновено и предтеоретично възприятие за движението на телата на Земята, ние не виждаме всичко, което може през цялото време да се движи по затворена траектория, да виси и без да докосва нищо, и в същото време да не пада. Нютон, който открива закона за всемирното привличане, естествено също наблюдава движението на различни земни и космически тела, включително и Луната. Той обаче не просто ги гледаше, а използваше наблюдения, за да разбере от тях това, което не се вижда. А именно: като съпостави данните за скоростта на движение на Луната около Земята и разстоянието им между тях с характеристиките на движението на телата, падащи към Земята, той стигна до извода, че зад него се крие един-единствен и общ модел. всичко това, наречено „закон за гравитацията“.

Този пример може да се разглежда като случай Търсене наблюдение, резултат от което е формулирането на съответния закон. Целта на проучвателното наблюдение е да се съберат факти като първичен емпиричен материал, въз основа на анализа на който може да се идентифицира общото и същественото. Проверка наблюдението се различава от проучвателното по това, че тук крайната цел не е търсене на ново теоретично знание, а проверка на съществуващото. Наблюдението за проверка е опит да се провери или опровергае хипотеза. Пример за такова наблюдение е например опитът да се уверим, че законът на гравитацията е наистина универсален по природа, т.е. че действието му се простира до взаимодействието на всякакви масивни тела. От този закон по-специално следва, че колкото по-малка е масата на взаимодействащите тела, толкова по-малка е силата на привличане между тях. Следователно, ако можем да видим, че силата на привличане близо до повърхността на Луната е по-малка от подобна сила на повърхността на Земята, която е по-тежка от Луната, тогава следва, че това наблюдение потвърждава закона за гравитацията. По време на полета на астронавтите може да се наблюдава феноменът на безтегловност, когато хората свободно плават вътре в кораба, всъщност без да бъдат привлечени от някоя от стените му. Като се знае, че масата на космическия кораб е практически незначителна в сравнение с масата на планетите, това наблюдение може да се разглежда като още един тест на закона за гравитацията.

Разгледаните примери могат да се считат за казуси незабавен наблюдения на обективно съществуващи обекти. Директните наблюдения са такива наблюдения, когато съответните обекти могат да бъдат възприети директно чрез виждането им самите, а не само ефектите, които имат върху други обекти. За разлика от преките наблюдения непряк наблюдения са тези, когато самият обект на изследване изобщо не се наблюдава. Въпреки това, в случай на косвено наблюдение, все още може да се види ефекта, който един ненаблюдаван обект има върху други, наблюдавани обекти. Необичайно поведение или състояние на наблюдавани тела, което не може да бъде обяснено, като се приеме, че в действителност има само пряко наблюдавани тела и е предпоставка за непряко наблюдение. Анализирайки особеностите на необичайното поведение на видимите обекти и сравнявайки го със случаите на обичайното поведение на тези обекти, може да се направят определени заключения за свойствата на ненаблюдаеми обекти. Необичайният компонент в поведението на видимите тела е непрякото наблюдение на това, което не е пряко наблюдавано. Пример за косвени наблюдения би била например ситуацията, свързана с "брауновското движение", както и емпиричният компонент на познанието за "черните дупки".

Брауновото движение е постоянно движение на най-малките, но все пак с помощта на достатъчно силен микроскоп, видимо видими частици от всяко вещество в течност. В случая на Брауновото движение въпросът е съвсем естествен: каква е причината за наблюдаваното движение на тези частици? Отговаряйки на този въпрос, можем да предположим, че има други, невидими частици, които се сблъскват с видими и по този начин ги избутват. Както знаете, причината за брауновското движение е, че обектите, които не се наблюдават визуално с оптичен микроскоп – атоми и молекули – през цялото време се сблъскват с наблюдаваните частици, карайки ги да се движат. По този начин, въпреки че самите атоми и молекули в оптичния обхват (видима светлина) като цяло са ненаблюдаеми, дори преди изобретяването на електронния микроскоп, техните индивидуални свойства могат да бъдат наблюдавани. Естествено, само косвено.

Що се отнася до "черните дупки", по принцип е невъзможно да се наблюдават директно. Факт е, че гравитационната сила, която действа в тях, е толкова голяма, че нито един обект - включително видимата светлина - не може да преодолее привличането на тези обекти. Черните дупки обаче могат да бъдат наблюдавани косвено. По-специално, във връзка с характерна промяна в картината на звездното небе близо до тях (поради кривината на пространството от гравитационни сили) или в случай, когато черна дупка и самосветещ обект (звезда) образуват единна система , който според законите на механиката се върти около общ център на масата. В последния случай необичайното движение на звезда по затворена траектория (в края на краищата само тя е пряко наблюдавана) ще бъде случай на непряко наблюдение на черна дупка.

ИнтроспекцияТова е наблюдение на човек над съдържанието на собственото му съзнание. В края на 40-те години на XX век. Следното проучване е проведено в САЩ. За да се установи дали функционирането на съзнанието е възможно в случай на парализа на тялото, на субекта е инжектирано производно на кураре, вещество, което парализира цялата човешка мускулна система. Оказа се, че въпреки парализата на мускулите (субектът е свързан с апарат за изкуствено дишане, тъй като не може да диша самостоятелно), способността за съзнателна дейност е запазена. Субектът можеше да наблюдава какво се случва около него, разбираше речта, запомняше събития и мисли за тях. От това се заключава, че умствената дейност може да се извършва при липса на каквато и да е мускулна дейност.

Данните, получени в резултат на наблюдение, могат да претендират за научен статут само ако се признае тяхната обективност. Съществен фактор за това е възпроизводимостта на това, което някога е било видяно от другите. Ако например някой заяви, че наблюдава нещо, което другите не наблюдават при подобни условия, то това ще бъде достатъчна причина за непризнаване на научния статус на това наблюдение. Ако обаче някакво „наблюдение“ противоречи и на добре познати и утвърдени модели в областта на която и да е област на знанието, тогава в този случай може да се каже със значителна степен на сигурност, че „наблюдаваният“ факт всъщност никога не е съществувал изобщо. Очевидно един от най-известните случаи на такова псевдонаблюдение може да се счита за историята на чудовището от Лох Нес.

За да се даде на наблюдението статут на научно значимо знание, важен момент е да се обоснове фактът, че наблюдаваният обект, едно или друго негово свойство съществува. обективно , и не са само резултат от въздействието на инструментариума, който използва наблюдателят. Като пример за груба грешка може да се счита случаят, когато например фотоапаратът снима обект, който всъщност не е отдалечен обект на експонираната панорама, а артефакт, който случайно е залепнал за елементите на оптичната система на фотоапарата (напр. например частица прах върху обектива).

Проблемът за отчитането и минимизирането на влиянието на субекта-изследовател върху изучавания обект е характерен не само за естествените, но и за социалните науки. По-специално, в рамките на социологията съществува концепцията за " включено наблюдение “, т.е. например, когато изследовател, който събира данни за определена социална група, докато живее близо до или дори като част от тази група за доста дълго време. Последното се прави така, че тези, които са обект на наблюдение, да свикнат с присъствието на външен наблюдател, да не му обръщат специално внимание и да се държат в негово присъствие както обикновено.

Експериментирайте

Основното нещо Разликата между експеримент и наблюдение е, че това не е метод за пасивно записване на данни, а такъв начин за опознаване на реалността, при който, за да се изследват съществуващите връзки и взаимоотношения, целенасочено се организира потокът от съответните процеси и явления. . По време на експеримента изследователят умишлено се намесва в естествения ход на събитията, за да идентифицира, макар и съществуваща, но често не очевидна, връзката между изследваните явления. Експериментът обикновено се нарича емпирични методи на познание, тъй като тук по правило се предполага, че той манипулира обективно съществуващи обекти и процеси от материалния свят, които, разбира се, могат да бъдат наблюдавани. Експериментът обаче е не по-малко свързан с определени теоретични концепции. Всеки експеримент винаги се основава на определена хипотеза или теория, за чието потвърждение или опровержение се провежда съответният експеримент.

Сред видовете експериментални изследвания могат да се разграничат следните:

От гледна точка на целта на провеждане на експерименти, както и научните наблюдения, могат да бъдат разделени на проверка и Търсене ;

В зависимост от обективните характеристики на обектите, с които се провежда изследването, експериментите могат да бъдат разделени на прав и модел ;

Експериментът се нарича директен когато обектът на изследване е предмет или процес от реалния живот, и модел , когато вместо самия артикул се използва неговият, като правило, намален модел. Специален вид моделни експерименти е изследването на математически модели на определени обекти или процеси. Относно " мисловни експерименти » - т.е. където въобще не се извършват реални изследвания, а се представя само протичането на определени процеси и явления - тогава последните, строго погледнато, не могат да бъдат отнесени към областта на емпиричното познание, тъй като по своята същност представляват вид теоретично изследване . В много случаи обаче на базата на мисловен експеримент може да се извърши и реално експериментално изследване, което може да се разглежда като материализация на съответните теоретични идеи.

За да се разбере ролята на експеримента като метод за научно познание необходимо е да си представим, че реалността, с която се занимава изследователят, първоначално се явява пред него не като строго и систематично организирана верига от връзки и причинно-следствени връзки, а само като повече или по-малко подредено цяло, в рамките на което ролята и влиянието на определени фактори често не са напълно очевидни. Така предпоставка за експеримента е формулирането на хипотезата за това как изследваните фактори могат да бъдат свързани помежду си и за да се провери тази предполагаема връзка, е необходимо създават условия за изключване на влиянието на други, относително случайни и незначителни фактори , чието действие може да скрие или да наруши хода на изследваните взаимоотношения. Например, въз основа на обикновеното възприятие на околния свят, може да се забележи, че по-тежко тяло пада на повърхността на Земята по-бързо от по-леко. Това се случва, защото въздухът на атмосферата пречи на движението на телата. Без да знаем това, само въз основа на опита на обикновеното наблюдение, след като го е обобщил предварително, може да се стигне до „откриването“ на зависимост, която всъщност не съществува: твърдението, че скоростта на падащо тяло винаги зависи от тяхната маса В действителност няма такава връзка като постоянна зависимост, тъй като масата на Земята може да се счита за безкрайно голяма стойност в сравнение с масата на всеки обект, който можем да пуснем върху нея. Поради това скоростта на падане на всяко изпуснато тяло зависи само от масата на Земята. Но как да го докаже? Галилей, с чието име е прието да се свързва началото на прилагането на експеримента като метод за научно познание, направи това по следния начин. Той пусна два предмета едновременно от височина 60 м (Наклонената кула в Пиза): мускетен куршум (200 гр.) и гюле (80 кг.). Тъй като и двата обекта паднаха на Земята по едно и също време, Галилей стигна до извода, че хипотезата, че скоростта на падане на тялото винаги е свързана с неговата маса, е неправилна.

Опитът на Галилей е пример директен експеримент за проверка (оборване) на грешната теория, според която скоростта на падане винаги зависи от масата на падащото тяло. Чрез леко промяна на първоначалните условия в експеримента на Галилей не е трудно да се организира такъв експеримент, резултатите от който могат да се тълкуват като потвърждение на теорията на гравитацията. Например, ако вземем достатъчно голяма камера, от която целият въздух е бил евакуиран преди това, и поставим там хлабава топка памучна вата и оловна топка и след това ги накараме да паднат вътре в тази камера, тогава в резултат можем да видим че топката и бучката, имащи значително различни параметри, маси, повърхности и плътности, обаче в разредена среда (при липса на въздух) ще падат едновременно. Този факт може да се тълкува като потвърждение на теорията на гравитацията.

Трябва да се отбележи, че не във всички случаи учените имат добра теоретична основа за експериментални изследвания. Особеността на проучвателните експерименти е свързана с факта, че те се провеждат с цел събиране на необходимата емпирична информация за изграждане или прецизиране на някакво предположение или предположение. . Илюстративен пример за този вид изследвания могат да послужат експериментите на Бенджамин Ръмфорд върху изучаването на природата на топлинните явления. Преди създаването на молекулярно-кинетична теория, топлината се смяташе за вид материално вещество. По-специално се смяташе, че нагряването на тялото е свързано с добавянето на това вещество към него, което се нарича калорично. Специалистите по рязане на метал по времето на Rumfoord са били добре наясно, че при пробиване на метал се генерира голямо количество топлина. В рамките на теорията за калоричността те се опитаха да обяснят този факт с факта, че по време на обработката на метала калориите се отделят от него и преминават в метални стърготини, които се образуват в резултат на пробиване. Въпреки че подобно обяснение изглежда неубедително, по това време не може да се предложи нищо по-добро.

Румфорд естествено е знаел за факта на силно генериране на топлина по време на сондиране, но за да го обясни, той направи следния експеримент. Взел специално притъпено свредло и с него направи дупка. В резултат на това се отдели още повече топлина, отколкото при остра бормашина, но беше пробита много по-малка дупка и се образуваха много малко дървени стърготини. Въз основа на този експеримент се стигна до заключението, че увеличаването на топлината не е свързано с образуването на дървени стърготини, в които, както се смяташе, преминава калоричното вещество. Причината за топлината не е отделянето и преминаването на специална материална субстанция на калоричност, а движението. Така експериментът, направен от Румфорд, допринесе за разбирането, че топлината е характеристика на определено състояние на материята, а не нещо, което се добавя към него.

Не във всички случаи експериментът е пряко взаимодействие с изследвания обект. Много често е много по-икономично да се провеждат изследвания върху намалени модели на тези обекти. . По-специално, примери за такива изследвания са експерименти за определяне на аеродинамичните характеристики на корпуса (тялото) на самолета или за изследване на големината на водоустойчивостта, която съществува при дадени форми на корпуса на кораба. Очевидно е, че провеждането на подобни изследвания върху модели, съответно, в аеродинамичен тунел или в басейн е много по-евтино от експериментите с реални обекти. В същото време трябва да се разбере, че намаленият модел не е точно копие на изследвания обект, тъй като физическите ефекти, които възникват при издухване или преместване на модела, не само количествено, но и качествено не са идентични с тези, които възникват при обектите в пълен размер. Следователно, за да могат данните, получени от моделни експерименти, да бъдат използвани при проектирането на обекти в пълен размер, те трябва да бъдат преизчислени, като се вземат предвид специални коефициенти.

Във връзка с настоящото разпространение на компютрите, експерименти с математически модели изследвани обекти. Предпоставка за математическото моделиране е количественото определяне на всички съществени свойства на изследваните обекти и законите, на които се подчиняват тези обекти. Изходните параметри на математическия модел са свойствата на обекти и системи от реалния живот, които се превеждат в числова форма. Процесът на математическо моделиране е изчисляване на промените, които ще се случат с модела в случай на промяна в първоначалните параметри. Поради факта, че може да има много такива параметри, тяхното изчисляване изисква много усилия. Използването на компютри дава възможност за автоматизиране и значително ускоряване на процеса на съответните изчисления. Очевидните предимства на математическото моделиране е възможността за получаване (поради обработка на голям брой параметри) на бързо изчисление на възможни сценарии за развитие на симулираните процеси. Допълнителен ефект от този тип моделиране е значително спестяване на разходи, както и минимизиране на други разходи. Например, извършването на изчисления на характеристиките на хода на ядрените реакции с помощта на компютър позволи да се изоставят реални тестове на ядрени оръжия.

Най-ясният и известен пример мисловен експеримент е "корабът на Галилей". По времето на Галилей се смяташе, че покойът е абсолютен, а движението е само временен процес на преход от едно състояние в друго под въздействието на някаква сила. В опит да опровергае това твърдение, Галилей си представя следното. Нека човек, който се намира в затворения трюм на равномерно движещ се кораб и следователно не знае нищо за случващото се извън трюма, да се опита да отговори на въпроса: корабът стои неподвижно или плава? Размишлявайки върху този въпрос, Галилей стигна до извода, че няма как този в трюма при дадените условия да намери верния отговор. И от това следва, че равномерното движение е неразличимо от покой и следователно не може да се твърди, че покойът е естествено, така да се каже, първично и следователно състояние, съответстващо на абсолютната референтна система, а движението е само момент на почивка, нещо, което винаги е придружено от действието на каквато и да е сила.

Естествено, мисловният експеримент на Галилей не е труден за изпълнение в пълномащабно изпълнение.

Експерименталните изследвания могат да се извършват не само в природните науки, но и в социалните и хуманитарните науки. . Например в психологията, където данните се получават въз основа на експерименти, които се използват за обосноваване на предположения, които на пръв поглед са доста трудни за проверка. По-специално, преди всяко специализирано изследване, на нивото на всекидневното възприятие, възрастен е добре наясно, че неговата психика се различава от психиката на детето.

Въпросът е как точно е различно? Ако например при характеризиране на нивото на умствено развитие на възрастен се използват понятия като „личност“ и „самосъзнание“, възможно ли е и в какъв смисъл да се използват за характеризиране на нивото на умствено развитие на дете? На каква възраст например човек вече има самосъзнание, а кога още го няма? На пръв поглед тук е доста трудно да се каже нещо определено. Освен това самите тези понятия не са дефинирани строго и недвусмислено.

Въпреки тези трудности психологът Жан Пиаже в своите произведения доста убедително показа, че малкото дете е много по-малко способно да контролира съзнателно собствените си умствени процеси, отколкото възрастен. В резултат на поредица от изследвания Пиаже стига до извода, че децата на 7-8 години са практически неспособни на интроспекция (без което едва ли може да се говори за самосъзнание в смисъла, в който го имат възрастните). Тази способност, според него, постепенно се формира във възрастовия интервал между 7-8 и 11-12 години. Пиаже направи такива заключения въз основа на поредица от експерименти, чието съдържание се свеждаше до факта, че в началото на децата беше предложена проста аритметична задача (с която повечето деца могат да се справят), а след това ги помоли да обяснят как точно стигнаха до съответното решение. Според Пиаже, наличието на интроспективна способност може да бъде признато за съществуващо, ако детето може да извършва ретроспекция, т.е. е в състояние правилно да възпроизведе процеса на собственото си решение. Ако то не може да направи това и се опита да обясни решението, изхождайки например от получения резултат, сякаш го е знаело предварително, това означава, че детето няма интроспективната способност в смисъл, че е присъща на възрастни.

И в рамките на икономиката вероятно е възможно смислено да се говори за експериментални изследвания. По-специално, ако има определена данъчна ставка, в съответствие с която се извършват плащанията, но в същото време някои данъкоплатци се стремят да подценят или скрият доходите си, тогава в описаната ситуация могат да се предприемат действия, които могат да се нарекат експериментални. Да предположим, че знаейки описаното състояние на нещата, съответните държавни органи могат да решат да намалят данъчната ставка, като приемем, че при новите условия за значителна част от данъкоплатците ще бъде по-изгодно да плащат данъци, отколкото да ги укриват, рискувайки глоби и други санкции.

След въвеждането на нови данъчни ставки е необходимо да се сравни нивото на събраните данъци с това, което е съществувало при предишните ставки. Ако се окаже, че броят на данъкоплатците се е увеличил, тъй като някои са се съгласили да излязат от сянка при новите условия, а общият брой на таксите също се е увеличил, тогава получената информация може да се използва за подобряване на работата на данъчни власти. Ако се окаже, че няма промени в поведението на данъкоплатците и общият размер на събраните данъци е намалял, то тази информация може да се използва и в работата на съответните органи, като естествено ги мотивира да търсят други решения.

Измерване

Измерването е намиране на съотношението между едно количество и друго, което се приема като мерна единица. Резултатът от измерването по правило се изразява с определено число, което дава възможност да се подложат получените резултати на математическа обработка. Измерването е важен метод за научно познание, тъй като може да се използва за получаване на точни количествени данни за величината и интензитета и въз основа на това дори понякога правят предположения за същността на съответните процеси или явления.

Промяната като начин за определяне на величината и интензивността се среща вече на нивото на всекидневното светоусещане. По-специално, като субективно преживяване на "равенство", "по-голяма" или "по-малка" стойност на всяко явление или процес в сравнение с други случаи на неговото проявление. Например светлината може да се възприема като повече или по-малко ярка, а температурата може да се прецени по усещания като "студено", "много студено", "топло", "горещо", "горещо" и т.н. Очевидният недостатък на този метод за определяне на интензитета е неговият субективност и приближение . Въпреки това, за нивото на обикновеното възприятие на света такъв „мащаб“ може да е достатъчен, но в рамките на научното познание такова приближаване е сериозен проблем. И дотолкова, че липсата на методи и практика на точни измервания може дори да действа като един от сериозните фактори, които спъват научно-техническото развитие.

Човек може да разбере значението на точните измервания, ако например си представи задачите, които дизайнерите и технолозите трябва да решат при създаването на сложно техническо устройство (например двигател с вътрешно горене). За да може този двигател да работи и да има достатъчно висока ефективност, е необходимо неговите части - по-специално бутала и цилиндри - да бъдат направени с висока точност. И толкова много, че разликата между стените на цилиндъра и диаметъра на буталото трябва да бъде само в рамките на десети от милиметъра. От своя страна, за да произвеждате тези части на двигателя, имате нужда от машини, които могат да обработват метал с такава висока точност. Ако такава или близка точност не може да бъде постигната с това техническо оборудване, тогава двигателят или изобщо няма да работи, или ефективността му ще бъде толкова ниска, че използването му няма да бъде икономически осъществимо. Същото може да се каже и за всякакви други донякъде сложни технически устройства.

Количествено определяневръзки между определени явления, което се постига чрез тяхното изразяване в точна количествена форма (последната намира своето проявление в стриктното формулиране на съответните природни закони чрез използването на математически формули) - това не е просто особена форма на запис на данни, а специален начин за изразяване на знания, който в същото време има много специфична евристична стойност . По-специално, изразът в тази форма на добре познатия закон за универсалното притегляне, според който между всякакви две тела има сила на привличане, пропорционална на произведението на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях, е ценни не само като „точно знание”, което може да бъде представено във формата на компактна формула. Евристичната стойност на тази и други формули се крие във факта, че използвайки тази форма на представяне на знанието, можете да извършите точно изчисление за конкретна ситуация, като замените определени стойности във формулата. Въз основа на подходящи изчисления е възможно да се създаде, например, самолет или ракета, която може да се издигне във въздуха и да не падне, да лети извън границите на гравитацията и да достигне планираната цел.

По отношение на специфичните промяна на обекти , след това за природните науки способността преди всичко да определя числени характеристики на пространството и времето : величина, разстояние между обектите и продължителност на съответните процеси.

Да измериш разстоянието между два обекта означава да го сравниш с еталон. Доскоро като стандартен тяло, изработено от твърда сплав , чиято форма леко се променя с променящите се външни условия. Като единица за дължина е избран метър - сегмент, съпоставим с размера на човешкото тяло. В повечето случаи този стандарт не се вписва цял брой пъти по дължината на измервания сегмент. Следователно оставащата дължина се измерва с помощта на 1/10, 1/100, 1/1000 и т.н. части от стандарта. На практика многократното разделяне на оригиналния стандарт е невъзможно. Следователно, за да се подобри точността на измерване и измерване на малки сегменти, е необходим стандарт със значително по-малки размери, който в момента се използва като стоящ електромагнит вълни от оптичен обхват .

В природата има обекти, които са много по-малки по размер от дължините на вълната на оптичния диапазон - това са много молекули, атоми, елементарни частици. При измерването им възниква основен проблем: обекти, чиито размери са по-малки от дължината на вълната на видимото излъчване, престават да отразяват светлината според законите на геометричната оптика и следователно престават да се възприемат под формата на познати визуални образи. За да се оцени размерът на такива малки обекти, светлината се заменя поток от всякакви елементарни частици . В този случай големината на обектите се оценява от така наречените напречни сечения на разсейване, които се определят от отношението на броя на частиците, които са променили посоката си на движение, към плътността на падащия поток. Най-малкото известно в момента разстояние е характерният размер на елементарна частица: 10 -15 м. Безсмислено е да се говори за по-малки размери.

При измерване на разстояния, значително надвишаващи 1 m, също е неудобно да се използва подходящ стандарт за дължина. За измерване на разстояния, сравними с размера на Земята, се използват методи триангулация и радар . Методът на триангулация се състои във факта, че като се знаят стойностите на едната страна на триъгълника и двата ъгъла, съседни на него, е възможно да се изчислят стойностите на другите две страни. Същността на радарния метод е да се измери времето на закъснение на отразения сигнал, чиято скорост на разпространение и времето на заминаване са известни. Въпреки това, за много големи разстояния, например за измерване на разстояния до други галактики, тези методи са неприложими, тъй като отразеният сигнал е твърде слаб и ъглите, под които се вижда обектът, се оказват практически неизмерими. Само на много големи разстояния самосветещи се обекти (звезди и техните купове). Разстоянието до тях се изчислява въз основа на наблюдаваната яркост. В момента наблюдаваната част от Вселената е с размери 10 24 м. Няма смисъл да говорим за големи размери.

Измерването на продължителността на даден процес означава сравняването му със стандарт. Като такъв стандарт е удобно да изберете всеки повтарящ се процес и, например люлки на махалото . За единица за измерване на времето е избрана секунда - интервал, приблизително равен на периода на свиване на човешкия сърдечен мускул. За измерване на много по-кратки периоди от време бяха необходими нови стандарти. В тяхната роля бяха вибрации на решетката и движение на електрони в атом . Дори по-кратки периоди от време могат да бъдат измерени, като се сравняват с времето, необходимо на светлината за преминаване през даден интервал. Следователно най-малкият смислен интервал от време е времето за преминаване на светлината през минималното възможно разстояние.

С помощта на часовници с махало е възможно да се измерват интервали от време, които значително надвишават 1 секунда, но и тук възможностите на метода не са неограничени. Периодите от време в сравнение с възрастта на Земята (10 17 сек.) обикновено се изчисляват от полуразпада на атомите на радиоактивните елементи. Според съвременните схващания максималният период от време, за който има смисъл да се говори, е възрастта на Вселената, която се оценява на период от 10 18 сек. (за сравнение: човешкият живот продължава около 10 9 секунди).

Описаните начини за промяна на пространството и времето и постигнатата при това точност са от голямо теоретично и практическо значение. По-специално, екстраполацията назад във времето на наблюдаваното и точно измерено разширение на Вселената е един от важните факти, които се аргументират в полза на теорията за Големия взрив. Благодарение на възможността за точни измервания бяха получени данни за движението на земните континенти един спрямо друг със стойност, приблизително равна на няколко сантиметра годишно, което е от голямо значение за геологията.

Способността да правите точни промени е от голямо значение. Данните, които могат да бъдат получени в резултат на такава промяна, често действат като съществен аргумент в полза на приемането или отхвърлянето на хипотеза. Например измерването на О. Рьомер през 17 век. скоростта на светлината беше важен аргумент в полза на признаването, че последният е естествен физически процес, а не нещо друго, нематериално, чиято скорост е "безкрайна", както смятаха мнозина в онези и следващите времена. Възможността за точно измерване на периода на преминаване на светлинен лъч в различни посоки с помощта на специално проектиран инструмент (експериментът на Майкълсън-Морли през 1880 г.) беше важен фактор, който до голяма степен допринесе за отхвърлянето на теорията на етера във физиката.

Измерването като метод за научно познание е от голямо значение не само за природните и техническите науки, но и за сферата на социалното и хуманитарното познание. Всеки знае от собствения си опит, че смисленият материал се запомня по-бързо от безсмисления. Колко обаче? Психологът Херман Ебингхаус установи, че смисленият материал се запомня 9 пъти по-бързо от безсмисления. Понастоящем в рамките на приложната психология измерванията се използват широко за оценка на умствените способности на човек.

Социологът Емил Дюркхайм, на базата на анализ на статистически данни за броя на самоубийствата в различни европейски страни, установи връзка между този факт и степента на интеграция между хората в съответните социални групи. Познанията за населението на дадена страна, динамиката на смъртността и раждаемостта са важна статистика за редица приложни социални науки.

Ролята на измерванията и статистическите данни е голяма и за съвременната икономическа наука, особено във връзка с широкото използване на математически методи в нея. Например, численото отчитане на търсенето и предлагането е важно в областта на маркетинговите изследвания.

Такива емпирични методи на познание като наблюдение, експеримент и измерване играят огромна роля в съвременното научно познание и тяхното използване е неделимо от съответните теоретични научни идеи. Това ги отличава от обикновените емпирични начини за опознаване на света. Емпиричните методи са значими на всички етапи от научното познание за света, тъй като полученият чрез тях материал се използва както за потвърждаване, така и за опровергаване на съответните теоретични идеи и се взема предвид при тяхното формулиране.

Една от съществените особености, която се свързва с настоящия етап от развитието на научните емпирични методи на познание, е, че за получаване и проверка на съответните резултати е необходимо изключително сложно и скъпо оборудване. Явно така може да се каже по-нататъшното развитие на природните и техническите науки до голяма степен се определя от възможността и способността за създаване на това оборудване . Например, съвременните изследвания в областта на фундаменталната физика са толкова скъпи, че само някои държави са в състояние да ги извършат, които разполагат със специалисти на съответното ниво и средства, за да участват по-специално в изграждането и експлоатацията на такъв сложен инструмент за експериментални изследвания, като наскоро въведеното в изграждането на Големия адронен колайдер.

Емпиричните знания винаги са играли водеща роля в системата за получаване на знания за заобикалящата действителност от човек. Във всички области на човешкия живот се смята, че знанието може успешно да се приложи на практика само ако е успешно проверено експериментално.

Същността на емпиричното познание се свежда до директното получаване на информация за предметите на изследване от сетивните органи на човека, който знае.

За да си представим какво представлява емпиричният метод на познание в системата за получаване на знания от човек, е необходимо да се разбере, че цялата система за изучаване на обективната реалност е на две нива:

• теоретично ниво;
• емпирично ниво.

Теоретично ниво на знания

Теоретичните знания се градят върху формите, характерни за абстрактното мислене. Познаващият оперира не с изключително точна информация, получена в резултат на наблюдение на обекти от заобикалящата действителност, а създава обобщаващи конструкции, базирани на изследвания на „идеални модели“ на тези обекти. Такива „идеални модели“ са лишени от онези свойства, които според познаващия са маловажни.

В резултат на теоретични изследвания човек получава информация за свойствата и формите на идеален обект.

Въз основа на тази информация се правят прогнози и се осъществява наблюдение на конкретни явления от обективната реалност. В зависимост от несъответствията между идеални и конкретни модели се обосновават определени теории и хипотези за по-нататъшно изследване с помощта на различни форми на познание.

Характеристики на емпиричното познание

Такъв ред на изучаване на обекти е в основата на всички видове човешкото познание: научно, всекидневно, художествено и религиозно.

Презентация: "Научни знания"

Но подредената корелация на нива, методи и методи в научното изследване е особено стриктна и оправдана, тъй като методологията за получаване на знания е изключително важна за науката. В много отношения зависи от научните методи, използвани за изучаване на определен предмет, дали изложените теории и хипотези ще бъдат научни или не.

За изучаването, развитието и прилагането на методите на научното познание отговаря такъв клон на философията като епистемологията.

Научните методи се делят на теоретични методи и емпирични методи.

емпирични научни методи

Това са инструментите, с които човек формира, улавя, измерва и обработва информация, получена при изследване на конкретни обекти от заобикалящата действителност по време на научни изследвания.

Емпиричното ниво на научното познание има следните инструменти-методи:

• наблюдение;
• експеримент;
• изследвания;
• измерване.

Всеки от тези инструменти е необходим за тестване на теоретичните знания за обективна валидност. Ако теоретичните изчисления не могат да бъдат потвърдени на практика, те не могат да бъдат взети за основа поне на някои научни положения.

Наблюдението като емпиричен метод на познание

Наблюдението дойде в науката от. Именно успехът от прилагането на наблюденията на явления в околната среда от човека в неговите практически и ежедневни дейности е основата за разработването на подходящ метод за научно познание.

Форми на научно наблюдение:

• директен - при който не се използват специални устройства, технологии и средства;
• косвени - с помощта на измервателни или други специални устройства и технологии.

Задължителни процедури за наблюдение са фиксиране на резултатите и множество наблюдения.

Благодарение на тези процеси учените получават възможност не само да систематизират, но и да обобщят информацията, получена по време на наблюдения.

Пример за директно наблюдение е регистрирането на състоянието на изследваните групи животни в дадена конкретна единица време. Използвайки преки наблюдения, зоолозите изучават социалните аспекти от живота на групи животни, влиянието на тези аспекти върху състоянието на тялото на определено животно и върху екосистемата, в която живее тази група.

Пример за непряко наблюдение е астрономите, които наблюдават състоянието на небесно тяло, измерват неговата маса и определят химичния му състав.

Получаване на знания чрез експеримент

Провеждането на експеримент е един от най-важните етапи в изграждането на научна теория. Благодарение на експеримента се проверяват хипотезите и се установява наличието или отсъствието на причинно-следствени връзки между две явления (феномена). Феноменът не е нещо абстрактно или предполагаемо. Този термин се отнася до наблюдаваното явление. Наблюдаваният факт за растежа на лабораторен плъх от учен е феномен.

Разликата между експеримента и наблюденията:

1. По време на експеримента феноменът на обективната реалност не възниква от само себе си, а изследователят създава условия за неговата поява и динамика. При наблюдение наблюдателят регистрира само явлението, което се възпроизвежда независимо от околната среда.
2. Изследователят може да се намесва в хода на събитията на явленията на експеримента в рамките, определени от правилата на неговото провеждане, докато наблюдателят не може по някакъв начин да регулира наблюдаваните събития и явления.
3. По време на експеримента изследователят може да включва или изключва определени параметри на експеримента, за да установи връзки между изследваните явления. Наблюдателят, който трябва да установи реда на хода на явленията при естествени условия, няма право да използва изкуственото приспособяване на обстоятелствата.

В посоката на изследване се разграничават няколко вида експерименти:

• Физически експеримент (изучаване на природни явления в цялото им разнообразие).

• Компютърен експеримент с математически модел. В този експеримент други параметри се определят от параметрите на един модел.
• Психологически експеримент (изследване на обстоятелствата от живота на обекта).
• Мисловен експеримент (експериментът се провежда във въображението на изследователя). Често този експеримент има не само основна, но и спомагателна функция, тъй като е предназначен да определи основния ред и провеждане на експеримента в реални условия.
• критичен експеримент. Той съдържа в своята структура необходимостта от проверка на данните, получени по време на определени изследвания, за да се провери съответствието им с определени научни критерии.

Измерване - метод на емпирично познание

Измерването е една от най-разпространените човешки дейности. За да получим информация за заобикалящата реалност, ние я измерваме по различни начини, в различни единици, използвайки различни устройства.

Науката, като една от сферите на човешката дейност, също абсолютно не може без измервания. Това е един от най-важните методи за получаване на знания за обективната реалност.

Поради повсеместността на измерванията, има огромен брой техни видове. Но всички те са насочени към получаване на резултат - количествен израз на свойствата на обект от заобикалящата действителност.

Научно изследване

Метод на познание, който се състои в обработка на информация, получена в резултат на експерименти, измервания и наблюдения. Това се свежда до изграждане на концепции и тестване на изградени научни теории.

Целта на фундаменталните разработки е изключително да се получат нови знания за онези явления на обективната реалност, които са включени в предмета на изследване на тази наука.

Приложните разработки създават възможност за прилагане на нови знания в практиката.

Поради факта, че изследователската дейност е основната дейност на научния свят, насочена към получаване и прилагане на нови знания, тя е строго регламентирана, включително етични правила, които не позволяват обръщането на изследванията в ущърб на човешката цивилизация.