Наблюдение - это преднамеренное и целенаправленное восприятие явлений и процессов без прямого вмешательства в их течение, подчиненное задачам научного исследования. Основные требования к научному наблюдению следующие:
1) однозначность цели, замысла;
2) системность в методах наблюдения;
3) объективность;
4) возможность контроля либо путем повторного наблюдения, либо с помощью эксперимента.
Наблюдение используется, как правило, там, где вмешательство в исследуемый процесс нежелательно либо невозможно.
Наблюдение в современной науке связано с широким использованием приборов, которые, во-первых, усиливают органы чувств, а во-вторых, снимают налет субъективизма с оценки наблюдаемых явлений.
Важное место в процессе наблюдения (как и эксперимента) занимает операция измерения. Измерение - есть определение отношения одной (измеряемой) величины к другой, принятой за эталон.
Поскольку результаты наблюдения, как правило, приобретают вид различных знаков, графиков, кривых на осциллографе, кардиограмм и т. д. , постольку важной составляющей исследования является интерпретация полученных данных.
Особой сложностью отличается наблюдение в социальных науках, где его результаты во многом зависят от личности наблюдателя и его отношения к изучаемым явлениям. В социологии и психологии различают простое и соучаствующее (включенное) наблюдение. Психологи наряду с этим используют и метод интроспекции (самонаблюдения).
Эксперимент в отличие от наблюдения - это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях.
Эксперимент, как правило, осуществляется на основе теории или гипотезы, определяющих постановку задачи и интерпретацию результатов.
Преимущества эксперимента в сравнении с наблюдением состоят в том, во-первых, что оказывается возможным изучать явление, так сказать, в "чистом виде", во-вторых, могут варьироваться условия протекания процесса, в-третьих, сам эксперимент может многократно повторяться.
Различают несколько видов эксперимента.
1. Простейший вид эксперимента - качественный, устанавливающий наличие или отсутствие предлагаемых теорией явлений.
2. Вторым, более сложным видом является измерительный или количественный эксперимент, устанавливающий численные параметры какого-либо свойства (или свойств) предмета, процесса.
3. Особой разновидностью эксперимента в фундаментальных науках является мысленный эксперимент.
4. Наконец: специфическим видом эксперимента является социальный эксперимент, осуществляемый в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента ограничена моральными и правовыми нормами.
Наблюдение и эксперимент являются источником научных фактов, под которыми в науке понимаются особого рода предложения, фиксирующие эмпирическое знание. Факты - фундамент здания науки, они образуют эмпирическую основу науки, базу для выдвижения гипотез и создания теорий
Измерение. Большинство научных экспериментов и наблюдений включают в себя проведение измерений. Измерение – это процесс определения количественных значений тех или иных свойств объекта при помощи специальных приборов.
Результат измерения выражается в виде некоторого числа единиц измерения. По способу получения результатов различают прямые и косвенные измерения. В прямых измерениях искомая величина получается путем непосредственного сравнения её с эталоном или же выдается измерительным прибором. В косвенных измерениях искомая величина находится через математическую зависимость, связывающую её с другими величинами, которые определяются в прямых измерениях.
6)Методы теоретического познания: формализация, аксиоматический метод, гипотетико-дедуктивный метод
Формализация – это отражение приобретенного знания в знаково-символическом виде. Этот подход в научном познании базируется на различении естественного и искусственных языков. Примером формализации является широко используемая в науке математическая символика, которая не только помогает закрепить знание, но и служит своего рода инструментом в процессе познания.
Для построения любой формальной системы необходимо:
1) задать алфавит (определенный набор знаков); 2) задать правила, по которым из исходных знаков алфавита можно получить «слова» или «формулы»; 3) задать правила, по которым из одних слов (формул) можно перейти к другим словам (формулам).
Формальные системы позволяют проводить исследования (в данном случае это оперирование знаками) какого-либо объекта без непосредственного обращения к нему. Краткость и четкость фиксирования информации.
Теорема Геделя о неполноте всех формальных систем. Поэтому искусственный язык не является единственным языком науки.
Аксиоматический метод – это один из способов дедуктивного построения научных теорий. В его основе лежит следующая последовательность процедур:
1) Формулируется система основных терминов науки (например, в геометрии Евклида – понятие точки, прямой, угла, плоскости и т.д.)
2) Из этих терминов формулируется некоторое множество аксиом (постулатов) – положений, не требующих доказательств и являющихся исходными, из которых выводятся все другие утверждения теории по определенным правилам.
3) Формулируется система правил вывода, позволяющая преобразовывать исходные положения и переходить от одних положений к другим, а также вводить новые термины в теорию.
4) Осуществляется преобразование постулатов по правилам, дающим возможность из ограниченного числа аксиом получить множество доказуемых положений – теорем.
Как правило, аксиоматический метод может быть применен только для таких теоретических систем, которые в общих чертах уже построены. Как показывает история науки, на стадии становления теория пробивает себе путь, по большей части, методом «проб и ошибок», и лишь на стадии завершения весь корпус знаний может быть оформлен согласно аксиоматическому методу. Во многом это связано с требованиями, предъявляемыми к аксиомам. Помимо непротиворечивости и логической независимости друг от друга, аксиомы должны быть ещё «достаточно полными», т.е. всё содержание научной теории должно выводиться из ограниченного набора аксиом без привлечения каких-либо дополнительных недоказуемых утверждений, – а это, конечно, возможно только в том случае, когда теория хотя бы в общих чертах уже построена…
Гипотетико-дедуктивный метод. Сущность этого метода заключается в создании дедуктивной системы связанных между собой гипотез, из которых, в конечном счете, выводятся утверждения об эмпирических фактах.
Метод основан на выведении заключений из гипотез, истинность которых полностью неопределенна. Поэтому все заключения носят вероятностный характер.
Общая структура гипотетико-дедуктивного метода выглядит следующим образом:
1) Сначала нужно ознакомиться с тем фактическим материалом, который требует теоретического объяснения, и нужно попытаться найти это объяснение, используя уже существующие теории и законы. Если последнее не удаётся, то
2) Выдвигаются предположения о причинах и закономерностях данного явления.
3) Все имеющиеся предположения нужно оценить и выбрать из них наиболее вероятное. При этом каждая гипотеза проверяется на логическую непротиворечивость и на совместимость с фундаментальными теоретическими принципами данной науки (например, с законом сохранения энергии).
4) Из гипотезы выводятся (обычно дедуктивным путем) следствия.
5) Экспериментально проверяются выведенные из гипотез следствия. И лучшая по результатам проверки гипотеза переходит в теорию.
Гипотетико-дедуктивный метод представляет собой иерархию гипотез. На самом верху находятся гипотезы, имеющие наиболее общий характер. Внизу же находятся гипотезы, которые можно сопоставить с эмпирической действительностью.
Этот метод широко используется, к примеру, при построении физических теорий.
7)Общенаучные методы научного познания: абстрагирование, идеализация, мысленный эксперимент
Абстрагирование – это переход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов к абстрактным представлениям о них. В ходе этой процедуры исследователь отвлекается от менее существенных сторон объекта и одновременно выявляет более существенные стороны объекта.
Абстракция отождествления получается в результате объединения множества объектов в особую группу на основе каких-либо общих признаков. Например, всё множество животных и растений, таким образом, группируются по видам, родам, отрядам и т.д. Изолирующая абстракция получается в результате выделения некоторых свойств объекта, которые неразрывно связаны с ним, в самостоятельные сущности. Например, в науке используются такие изолирующие абстракции, как «растворимость» веществ или «электропроводность» материалов.
Идеализация – это особый вид абстрагирования, который представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В качестве примера идеализации можно назвать понятие абсолютно черного тела. Такое тело наделяется несуществующим в природе свойством поглощать (ничего не отражая) всю попадающую на его поверхность энергию. Спектр излучения абсолютно черного тела является идеальным случаем, на основе которого можно кое-что узнать о процессе излучения вообще. Идеализация очень важна при построении мысленных экспериментов.
Мысленный эксперимент – это метод, предполагающий оперирование идеализированным объектом. В ходе мысленного эксперимента идеализированный объект ставится, как и при реальном эксперименте, в условия, соответствующие целям исследования. Как правило, мысленный эксперимент выступает в роли предварительного идеального плана реального эксперимента. История механики в Новое время начинается с нескольких классических мысленных экспериментов Галилео Галилея. Это мысленный эксперимент с комнатой на корабле (находясь в комнате на корабле, мы никакими способами не можем установить, движется ли корабль или стоит на месте); мысленные эксперименты с маятником и так называемыми "горками Галилея"; мысленный эксперимент с падающими телами (если тяжёлое тело А падает быстрее лёгкого тела Б, как это считает Аристотель, то как будет падать тело, составленное из двух этих тел? Лёгкое тело должно тормозить тяжёлое, поэтому тело А+Б будет отставать от тела А. Но с другой стороны, тело А+Б тяжелее тела A, поэтому оно будет обгонять его: противоречие).
В некоторых случаях мысленный эксперимент обнаруживает противоречия теории и «обыденного сознания», что далеко не всегда является свидетельством неверности теории. Так, знаменитый парадокс близнецов является, в сущности, мысленным экспериментом, демонстрирующим неприменимость «обыденного сознания» в релятивистской физике. Апории Зенона («Ахиллес и черепаха») также являются мысленными экспериментами, демонстрирующими логическую противоречивость представлений о дискретности пространства и времени.
8) Общенаучные методы научного познания: анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия и моделирование.
Анализ процесс мысленного, а нередко и реального расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения). Процедурой, обратной анализу, является синтез. Синтез - это соединение выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое.