Понятие науки. Критерии науки. Методы (эмпирические, теоретические, моделирование)

МИНОБРНАУКИ  РФ

ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

РЕФЕРАТ

По дисциплине

Естественнонаучная картина мира

На тему

Понятие науки. Критерии науки.

 Методы (эмпирические, теоретические, моделирование)

Выполнила:

студентка 1 курса ЗФПО,

группы 12ЗИПМ51

Сергунина Эльмира Вадимовна

Проверила:

доцент

Чадова Екатерина Семеновна

Пенза, 2012

План

1. Введение
2. Понятие науки, функции науки
3. Критерии и нормы научного познания
4. Общенаучные методы эмпирического познания
5. Общенаучные методы теоретического познания
6. Моделирование как метод познания
7. Заключение
8. Список литературы

1. Введение

 
     Наука - это исторически сложившаяся форма человеческой деятельности, направленная на познание и преобразование объективной действительности, такое духовное производство, которое имеет своим результатом целенаправленно отобранные и систематизированные факты, логически выверенные гипотезы, обобщающие теории, фундаментальные и частные законы, а также методы исследования. Наука - это одновременно и система знаний и их духовное производство, и практическая деятельность на их основе.

2. Понятие «наука»

Понятие «наука» имеет несколько основных значений.

Во-первых, под наукой понимается сфера человеческой деятельности, направленной на выработку и систематизацию новых знаний о природе, обществе, мышлении и познании окружающего мира.

Во-вторых, под научным знанием понимают результат познавательной деятельности. Оно подвергается формализации, т.е. выражается в символах. Научное знание представляет собой систему. Признаком научности является логическая непротиворечивость элементов. Научное знание не апеллирует к человеческим чувствам и является истинным по объективным причинам. Содержание такого знания не может зависеть от человеческого к нему отношения. 

Цель науки – получение знаний об объективном и субъективном мире и получение объективной истины.

В-третьих, наука выступает элементом культуры и как социальный институт. Как элемент культуры она представляет собой продукт духовной жизнедеятельности человека, воплощение его творческого порыва. В этом отношении наука является таким же детищем человека, как религия, философия, искусство, мораль, право и т.д. Роль и место науки как социального института отчетливо видны в ее социальных функциях. Главные из них – культурно-мировоззренческая функция, функция непосредственной производительной силы, функция социальная.

Культурно-мировоззренческая функция характеризует роль науки как важнейшего элемента духовной жизни и культуры, играющего особую роль в формировании мировоззрения, широкого научного взгляда на окружающий мир.

Функция  непосредственной производительной силы с особенной силой обнаружила свое действие в наши дни, в обстановке углубляющейся НТР, когда синтез науки, техники и производства стал реальностью.

Наконец, социальная функция науки отчетливо проявляется в том, что в современных условиях научные знания и научные методы находят все более широкое применение при решении широкомасштабных проблем социального развития, его программирования. В настоящий период особое место науке принадлежит в решении глобальных проблем современности – экологической, проблемы ресурсов, продовольствия, проблемы войны и мира и т. д.

3. Критерии и нормы научного познания

Теперь рассмотрим критерии науки, т.е. такие признаки, или показатели, с помощью которых можно отличить научное знание от псевдонаучного. Науку на протяжении всей ее истории сопровождала псевдонаука — совокупность различных идей и учений, только по внешним, формальным признакам сходных с научными, а на самом деле не имеющих с ними ничего общего, претендующих на приобщенность к некоему, якобы тайному знанию, которое доступно немногим. Например, все хорошо знают, что такое астрономия, и что такое астрология. Первая представляет собой науку, вторая — псевдонауку.

В науке выработались  критерии, на основании которых можно отграничить научное знание от псевдонаучного.

1. Нацеленность на исследование  причин явлений. В отличие от опытно-практического знания, наука, как об этом говорил еще Аристотель, есть знание причин. Ученый пытается понять, почему тот или иной процесс протекает, таким образом, какие причины его обуславливают. Научное знание отражает устойчивые, повторяющиеся связи явлений действительности, выражаемые в законах. Физика, например, исследует физические процессы, открывает законы, управляющие этими процессами; химия исследует химические процессы и их закономерности и т.д.

2. Использование специальных  средств. Средствами научного исследования являются те предметы (приборы, инструменты и т. д.), которые служат целям экспериментального изучения объекта и опытной проверки достигнутых результатов, а также целям фиксирования и обработки этих результатов.

3. Интерсубъективность. В отличие от здравого смысла наука руководствуется определенными стандартами или нормами исследования, которые обеспечивают интерсубъективность полученных при этом результатов. Например, данные наблюдений или экспериментов должны быть воспроизводимы любым ученым соответствующей области знания, а это означает, что они не должны зависеть от субъекта, его желаний и намерений. Вот почему они называются интерсубъективными.

4. Объективность. История науки знает немало случаев добросовестного заблуждения ученых, когда они сообщали о полученных результатах, не говоря уже о преднамеренной их фальсификации. Именно поэтому в науке устанавливаются определенные критерии и нормы исследования, которыми должен руководствоваться любой ученый. Эти критерии служат, прежде всего, обеспечению объективности результатов научного исследования, исключающих всякую предвзятость, предубеждение, произвол и логическую противоречивость выводов. Поэтому наука стремится устранить всякие субъективные наслоения, привносимые человеком. Наука - попытка увидеть мир, каким он является сам по себе, дать объективную картину реальности.

5. Непротиворечивость, или  последовательность мышления. Этот критерий обеспечивается соблюдением известных законов аристотелевской логики, и прежде всего закона недопущения противоречия. Почему так важен критерий непротиворечивости для научных систем? Из логики известно, что два противоречащих суждения не могут быть одновременно истинными, т.е. их связь дает ложное высказывание, а из него можно получить как истинное, так и ложное высказывание. Очевидно, что такая ситуация привела бы к разрушению всякого порядка и последовательности в наших рассуждениях. Чтобы исключить такую возможность, в логике и вводится закон, исключающий противоречия, или принцип непротиворечивости. С содержательной точки зрения противоречивость привела бы к полной бесплодности науки, ибо противоречивая система не дает никакой информации об изучаемом мире.

6. Системность. Следующая особенность научного знания - его системность. Это знание, организованное в научную теорию, логически стройное, непротиворечивое. Пример такой логической стройности - математика. Долгое время она считалась образцом науки, и все другие научные дисциплины пытались походить на нее. Системность отличает научное знание от знания обыденного.

7. Проверяемость. Если все эмпирические теории дают нам конкретную информацию о реальном мире, то фундаментальным для них является критерий проверяемости. Этот критерий признают не только сторонники эмпиризма, но и представители многих направлений науки. Все они также согласны в том, что критерий проверяемости нельзя понимать слишком упрощенно и требовать, чтобы каждое высказывание в теории или в науке в целом допускало непосредственную эмпирическую проверку. Когда заходит речь о том, какими специфическими способами достигается такая проверка, то можно выделить две основные группы:

Принцип верификации (от лат. verus — истинный и facere — делать), в силу которого только то знание является научным, которое можно подтвердить (так или иначе, прямо или косвенно, раньше или позже). Этот принцип был предложен известным английским философом и ученым XX в. Бертраном Расселом. Принцип верификации дополняется вторым  критерием, который был предложен крупным немецким философом XX в. Карлом Поппером.

Это принцип фальсификации (от лат. false — ложь и facere — делать), в силу которого только то знание является научным, которое можно (так или иначе, прямо или косвенно, раньше или позже) опровергнуть.

На первый взгляд принцип фальсификации звучит странно: понятно, что научное знание можно подтвердить, но как понимать утверждение, по которому его можно опровергнуть. Дело в том, что наука постоянно развивается, идет вперед: старые научные теории и гипотезы меняются новыми, опровергаются ими; поэтому в науке важна не только подтверждаемость теорий и гипотез, но и их опровержимость. В реальном научном исследовании верификация и фальсификация выступают в нерасторжимом единстве, они взаимодействуют и влияют друг на друга. Их взаимосвязь и взаимодействие дают более полное и адекватное представление о критериях научности.

4. Общенаучные методы эмпирического познания

Эмпирический уровень научного познания строится главным образом на живом созерцании исследуемых объектов. На эмпирическом уровне исследователь применяет общелогические и общенаучные методы. К общенаучным методам эмпирического уровня относятся: наблюдение, описание, эксперимент, измерение и др. Ознакомимся с отдельными методами.

Наблюдение

Наблюдение – это чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира. Это исходный метод эмпирического познания, позволяющий получить некоторую первичную информацию об объектах окружающей действительности.

Научное наблюдение характеризуется рядом особенностей:

• целенаправленность (фиксация взглядов на поставленной задаче);

• планомерность (действие по плану);

• активность (привлечение накопленных знаний, технических средств).

По способу проведения наблюдения могут быть:

• непосредственные,

• опосредованные,

• косвенные.

Непосредственные наблюдения – это чувственное отражение тех или иных свойств, сторон исследуемого объекта при помощи только органов чувств. Например, визуальное наблюдение положения планет и звезд на небе. Так делал Тихо Браге в течение 20 лет с непревзойденной для невооруженного глаза точностью. Он создал эмпирическую базу данных для открытия впоследствии Кеплером законов движения планет.

В настоящее время непосредственные наблюдения используются в космических исследованиях с бортов космических станций. Избирательная способность человеческого зрения и логический анализ – это те уникальные свойства метода визуальных наблюдений, которыми не обладает никакой набор аппаратуры. Другой областью применения метода непосредственного наблюдения является метеорология.

Опосредованные наблюдения – исследование объектов с использованием тех или иных технических средств. Появление и развитие таких средств во многом определило то громадное расширение возможностей метода, которое произошло за последние четыре столетия. Если в начале XVII столетия астрономы наблюдали за небесными телами невооруженным взглядом, то с изобретением в 1608 г. оптического телескопа перед исследователями открылся огромный облик Вселенной. Затем появились зеркальные телескопы, а в настоящее время на орбитальных станциях стоят рентгеновские, которые позволяют наблюдать такие объекты Вселенной, как пульсары, квазары. Другим примером опосредованного наблюдения служит изобретенный в    XVII веке оптический микроскоп, а в XX веке – электронный.

Косвенные наблюдения – это наблюдение не самих исследуемых объектов, а результатов их воздействий на другие объекты. Особенно используется такое наблюдение в атомной физике. Здесь микрообъекты нельзя наблюдать ни с помощью органов чувств, ни приборов. То, что наблюдают ученые в процессе эмпирических исследований в ядерной физике, – это не сами микрообъекты, а результаты их действий на некоторые технические средства исследования. Например, при изучении свойств заряженных частиц с помощью камеры Вильсона эти частицы воспринимаются исследователем косвенно по их видимым проявлениям – трекам, состоящим из множества капелек жидкости.

Любое наблюдение требует участия теоретического мышления, при помощи которого оформляется в виде определенных научных терминов, графиков, таблиц, рисунков. Кроме того, оно основывается и на определенных теоретических положениях.

Наблюдения могут нередко играть важную эвристическую роль в научном познании. В процессе наблюдений могут быть открыты совершенно новые явления или данные, позволяющие обосновать ту или иную гипотезу. Научные наблюдения обязательно сопровождаются описанием.

Описание

Описание – это фиксация сведений об объектах, полученных в результате наблюдения. Описание можно рассматривать как завершающий этап наблюдения. С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков, цифр, принимая тем самым форму, удобную для дальнейшей рациональной обработки.

Описания бывают двух видов:

а) качественные; 

б) количественные.

Описания результатов наблюдений составляют эмпирический базис науки, опираясь на который, исследователи создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным параметрам, устанавливают последовательность этапов их развития, проводят классификацию и пр.

Описание должно отвечать ряду требований:

- быть по возможности  более полным;

- точным;

- объективным;

- давать достоверную и  адекватную картину самого объекта;

- использовать понятия, имеющие  однозначный смысл.

Почти все науки проходят «описательную» стадию в своем развитии. Причем, если меняются средства описания, то часто создается новая система понятий, а вместе с ней меняется и парадигма в самой науке.

Измерение

Измерение – это метод, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.

Оно дополняет качественные методы познания природных явлений количественными. В основе операции измерения лежит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам,а также введение определенных единиц измерения.

Единица измерения - это эталон, с которым сравнивается измеряемая сторона объекта или явления. Эталону присваивается числовое значение «1». Существует множество единиц измерения, соответствующее множеству объектов, явлений, их свойств, сторон, связей, которые приходится измерять в процессе научного познания. Методика построения системы единиц как совокупности основных и производных была впервые предложена в 1832 г. К. Гауссом. Он построил систему единиц, в которой за основу были приняты три произвольные, не зависимые друг от друга основные единицы: длина (миллиметр), масса (миллиграмм) и время (секунда). Все остальные определялись при помощи этих трех.

В дальнейшем с развитием науки и техники появились и другие системы единиц физических величин, построенные по принципу Гаусса. Они базировались на метрической системе мер, но отличались друг от друга основными единицами.

В настоящее время в естествознании действует преимущественно международная система единиц (СИ), принятая в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам. Международная система единиц построена на базе семи основных (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль) и двух дополнительных (радиан, стерадиан) единиц. Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существовавших до настоящего времени. Она охватывает физические величины механики, термодинамики, электродинамики и оптики, которые связаны между собой физическими законами.

Несмотря на роль наблюдения, описания и измерения в научных исследованиях, у них есть серьезное ограничение – они не предполагают активного вмешательства субъекта познания в естественное протекание процесса. Дальнейший процесс развития науки предполагает преодоление описательной фазы и дополнения рассмотренных методов более активным методом – экспериментом.

Эксперимент

Эксперимент (от лат. – проба, опыт) – это метод, когда путем изменения условий, направления или характера данного процесса создаются искусственные возможности изучения объекта в относительно «чистом» виде. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выяснения тех или иных сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов.

Эксперимент включает в себя предыдущие методы эмпирического исследования, т.е. наблюдение, описание, измерение. Но к ним не сводится, а имеет свои особенности, отличающие его от других методов.

Во-первых, эксперимент позволяет изучать объект в «очищенном» виде, т.е. устраняя всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. Например, эксперимент требует специальных помещений, защищенных от электромагнитных воздействий.

Во-вторых, при эксперименте могут создаваться специальные условия, например, температурный режим, давление, электрическое напряжение. В таких искусственных условиях удается обнаружить удивительные, порой неожиданные свойства объектов и тем самым постигать их сущность. Особо следует отметить эксперименты в космосе, где имеются и достигаются условия, невозможные в земных лабораториях.

В-третьих, многократная воспроизводимость эксперимента позволяет получать достоверные результаты.

В-четвертых, изучая процесс, экспериментатор может включать в него все, что считает нужным для получения истинного знания об объекте, например, менять химические агенты воздействия.

Проведение эксперимента предполагает следующие этапы:

1.  выдвижение цели;

2.  постановка вопроса;

3.  наличие исходных теоретических положений;

4.  наличие предположительного результата;

5.  планирование путей ведения эксперимента;

6.  создание экспериментальной установки, обеспечивающей необходимые условия для воздействия на изучаемый объект;

7.  контролируемое видоизменение условий эксперимента;

8.  точная фиксация следствий воздействия;

9.  описание нового явления и его свойств;

10) наличие людей с должной  квалификацией.

Научные эксперименты бывают следующих основных видов:

– измерительные,

– поисковые,

– проверочные,

– контрольные,

– исследовательские,

и другие в зависимости от характера поставленных задач.

Рассмотрим некоторые из видов научного эксперимента

Исследовательский эксперимент даёт возможность обнаружить у объектов новые, ранее неизвестные свойства. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, не вытекающие из имеющихся знаний об объекте исследования. Примером могут служить эксперименты, поставленные в лаборатории Э. Резерфорда, в ходе которых обнаружилось странное поведение альфа-частиц при бомбардировке ими золотой фольги. Большинство частиц проходило сквозь фольгу, небольшое количество отклонялось и рассеивалось, а некоторые частицы не просто отклонялись, а отталкивались обратно, как мяч от сетки. Такая экспериментальная картина получалась в том случае, если масса атома сосредотачивается в ядре, занимающем ничтожную часть его объема. Отскакивали обратно альфа-частицы, которые соударялись с ядром. Так исследовательский эксперимент привел к обнаружению ядра атома, а тем самым и к рождению ядерной физики.

Проверочный. Этот эксперимент служит для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений. Так, существование целого ряда элементарных частиц (позитрона, нейтрино) было вначале предсказано теоретически, а позднее они были обнаружены экспериментальным путём.

Качественные эксперименты являются поисковыми. Они не предполагают получения количественных соотношений, а позволяют выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Например, эксперимент по изучению поведения живой клетки под действием электромагнитного поля.

Количественные эксперименты чаще всего следуют за качественным экспериментом. Они направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В качестве примера можно привести историю открытия связи электрических и магнитных явлений. Эту связь обнаружил датский физик Эрстед в процессе проведения чисто качественного эксперимента. Он поместил компас рядом с проводником, по которому пропускал электрический ток, и обнаружил, что стрелка компаса отклонялась от первоначального положения. Вслед за обнародованием Эрстедом своего открытия последовали количественные эксперименты ряда ученых, разработки которых закрепились в названии единицы силы тока.

Прикладные эксперименты близки по своей сути к научным фундаментальным экспериментам. Они ставят своей задачей поиск возможностей практического применения того или иного открытого явления. Г. Герц ставил задачу экспериментальной проверки теоретических положений Максвелла, практическое применение его не интересовало. Поэтому эксперименты Герца, в ходе которых были получены электромагнитные волны, предсказанные теорией Максвелла, оставались естественнонаучными, носящими фундаментальный характер.

Что касается промышленных и социальных экспериментов, а также экспериментов в области гуманитарных наук, то они появились только в XX столетии. В гуманитарных науках особенно интенсивно развивается экспериментальный метод в таких областях как психология, педагогика, социология. В 20-е годы XX века развиваются социальные эксперименты. Они способствуют внедрению в жизнь новых форм социальной организации и оптимизации управления обществом.

5. Общенаучные методы теоретического познания

Теоретический уровень научного познания отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, достигая этого путем рациональной обработки данных эмпирического уровня знания. Поэтому в нем задействованы все формы мышления – понятия, суждения, умозаключения, общелогические методы, а также методы, связанные с мыслительными операциями – абстрагирование, идеализация, формализация и пр. Остановимся подробнее на отдельных методах.

Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному

Абстрагирование - это мысленное отвлечение от каких-то менее существенных свойств, сторон, признаков изучаемого объекта с одновременным выделением, формированием одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков этого объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией (абстрактное).

Существуют два вида абстрагирования: отождествления и изоляции.

Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества предметов и объединения их в особую группу. Например, такие понятия как вид, род, отряды и т. п., используемые в биологии.

Изолирующая абстракция представляет собой выделение некоторых свойств, отношений, неразрывно связанных с предметами материального мира, в самостоятельные сущности («устойчивость», «растворимость», «электропроводность» и т.п.).

Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность.

Одним из показательных примеров роли абстракции является создание Максвеллом теории электромагнитного поля. Максвелл создал свою теорию, идя от чувственно-наглядных опытов, эмпирических представлений Фарадея, которая, в свою очередь, открывала новые перспективы.

Поскольку конкретное (т.е. реальные объекты, процессы материального мира) есть совокупность множества свойств, сторон, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать во всем многообразии, оставаясь на этапе чувственного познания, ограничиваясь им. Поэтому и возникает потребность в теоретическом осмыслении конкретного, т.е. восхождении от чувственно-конкретного к абстрактному.

Восхождение от абстрактного к конкретному характеризует общую направленность научно-теоретического познания, имеющего целью переход от менее содержательного к более содержательному знанию. Другими словами, исследователь получает в результате целостную картину изучаемого объекта во всем богатстве его содержания.

Идеализация

Идеализация - это особый вид абстрагирования, представляющий собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Примером такого вида идеализации может служить широко распространенная в механике идеализация – материальная точка, причем под ней могут подразумевать любое тело, от атома до планеты.

Другим видом идеализации является наделение объекта какими-то свойствами, которые в реальной действительности неосуществимы. Примером такой идеализации является абсолютно черное тело. Такое тело наделяется не существующим в природе свойством поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя.

Идеализация в отличие от чистого абстрагирования допускает элемент чувственной наглядности. Обычный процесс абстрагирования ведет к образованию мысленных абстракций, не обладающих никакой наглядностью. Эта особенность идеализации очень важна для реализации такого специфического метода теоретического познания, каковым является мысленный эксперимент.

Мысленный эксперимент – это мысленный подбор тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом, которое заключается в мысленном подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. В этом проявляется определенное сходство мысленного эксперимента с реальным. Более того, всякий реальный эксперимент, прежде чем быть осуществлен на практике, сначала «проигрывается» исследователем мысленно в процессе обдумывания, планирования.