Методы научного познания

2. Американский философ К. Поппер предложил другой принцип – принцип фальсификации, в его основе лежит тот факт, что прямое подтверждение теории часто затруднено невозможностью учесть все частные случаи ее действия, а для опровержения теории достаточно всего одного случая с ней не совпадающего, поэтому если теория сформулирована так, что ситуация в которой она будет опровергнута может существовать, то такая теория является научной. Теория неопровержимая в принципе не может быть научной. Научные картины мира, рисующие обобщенные образы реальности в целом, в теории допускающие взаимное согласование сведены в некое системное единство.

Таким образом, мы можем выделить два взаимосвязанных, но самостоятельных уровня научного исследования: эмпирический и теоретический. Они различаются по предмету (во втором случае он может иметь свойства, которых нет у эмпирического объекта), средствам, методам и результатам (эмпирическое исследование завершается выведением эмпирического обобщения, теоретическое имеет целью выдвижение гипотезы и создание теории). Но несмотря на методологическую ценность выделения эмпирического и теоретического уровней исследования, разделить их в целостном процессе познания невозможно. Невозможно так же говорить о том что какой-то из них является важнейшим ведущим для исследования. Еще на заре развития современной науки Ф. Бекон и Р. Декарт сформулировали две разнонаправленных программы развития науки: эмпирическую, основанную на принципе индукции (такой способ рассуждения при котором общий вывод делается на основе частных посылок) и рационалистическую построенную на дедукции (выведение всей системы знания из некоторых общих положений, который носят самоочевидный характер). Обе эти методологические программы в настоящее время считаются неадекватными требованиям научного исследования. Эмпиризм имеет тот недостаток, что индукция не может привести к универсальным суждениям, поскольку в большинстве ситуаций принципиально невозможно охватить все многообразие частных случаев, рационализм оказался беспомощен при изучении тех областей реальности, для которых ничего самоочевидного не существует. В наше время стандартная модель строения научного знания начинается с установления путем наблюдения и эксперимента различных фактов, если среди них можно установить некую регулярность, то можно говорить об обнаружении эмпирического закона, первичного эмпирического обобщения, если отыскиваются факты, которые не встраиваются в обнаруженную регулярность, то ученый, используя свой творческий интеллект, умение мысленно перестроить известную реальность так что бы устранить противоречие. Эмпирически выявить эту новую схемы невозможно, ее необходимо сотворить умозрительно в виде гипотезы, если эта гипотеза снимает противоречие или позволяет предсказать получение новых данных, означает что она нашла подкрепление и превратилась в теорию. Такой метод принято называть гипотетико –дедуктивным.

Особенности современных методов научного познания. Применение научных методов в естествознании

Структура научного познания, о которой мы говорили выше, представляет собой способ научного познания или научный метод. Метод это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Современная наука основывается на определенной методологии – то есть совокупности используемых методов и учений о методе. Система методов научного исследования включает в себя, во-первых, методы применяемые не только в науке, но и в других отраслях знания, во-вторых, методы применяемые во всех отраслях науки и. В-третьих, методы специфические для отдельных определенных разделов науки, отдельных научных дисциплин.

Среди всеобщих методов, характерных для всех сфер человеческого познания можно выделить такие методы как:

   анализ – расчленение целостного предмета на составные части (стороны признаки отношения) с целью их более глубокого изучения.

   Теория – это отрасль знания которая обобщает или объясняет определенные факты.

1.   Объединение фактов. 2. предсказание

   синтез – соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое.

   абстрагирование – отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений с одновременным выделением интересующих нас свойств и отношений.

   обобщение – прием мышления – в результате исследования, в результате которого общие свойства и признаки целого класса объектов.

   индукция.

   дедукция.

   аналогия – прием познания, при котором на основе сходства объектов по одним признакам делается заключение об их сходстве по другим.

   моделирование – изучение объекта (оригинала) путем создания и исследования его копии (модели), воспроизводящей оригинал с определенной точки зрения интересующей исследователя.

   классификация – разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для исследователя признаком (особое значение имеет в описательных науках геологии, географии, некоторых разделах биологии).

Парадигма – для постановки проблемы показывает путь ее решения.

Научный метод как таковой разделяется на методы, используемые на каждом уровне исследования. Таким образом, выделяются эмпирические и теоретические методы.

Эмпирические методы:

   наблюдение – целенаправленное восприятие явлений объективной действительности.

описание – фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах.

   измерение – сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам.

эксперимент – наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, он позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

   Эксперимент

Научные методы теоретического уровня исследования:

   формализация – построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности.

   аксиоматизацию – построение теорий на основе аксиом (утверждений доказательства истинности которых не требуются).

   гипотетико-дедуктивный метод – создание систем дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

В конце XVII-XVIII веках сначала физика в исследованиях И. Ньютона, затем химия в лице Лавуазье встали на путь количественного исследования, затем то же произошло и в других естественно научных дисциплинах. Применения математики, столь же характерно для современного естествознания как применение экспериментальных методов, логическая стройность, строго дедуктивный характер построений, общеобязательность выводов математики, делали ее прекрасной опорой для естествознания. Достоинство математизации естествознания чрезвычайно многообразны. Во-первых, во многих случаях математика играет роль универсального языка естествознания, прекрасно подходящего для лаконичной и точной фиксации различных положений. Во-вторых, математика может служить источником моделей, алгоритмических схим, для связей, отношений и процессов, составляющих предмет естествознания. Разумеется, любая математическая модель это своего рода упрощение, но упрощение в данном случае не тождественно огрублению, это скорее выявление сущностных особенностей объекта. Поскольку в математических формулах и уравнениях воспроизведены некие общие связи и отношения, реального мира, они могут повторяться в разных его областях. На этом построен метод естественно научного исследования, который называют математической гипотезой, в ней не создают математическое описание природных объектов, а пытаются готовой математической модели подобрать соответствие в природе. Часто исходная математическая формула заимствуется из смежной и даже не смежной области знания, в нее подставляются значения, иной природы, а затем проверяют, совпадение рассчитанного и реального поведения объекта. Разумеется, применимость этого метода ограничена теми дисциплинами, которые уже накопили, достаточно богатый математический арсенал. В целом значение математики в современном естествознании невозможно переоценить, сейчас ни одна теоретическая интерпретация не считается полностью завешенной, если не удается создать математическую модель изучаемого явления. Однако не следует думать, что все естествознание может быть сведено к математике, построение формальных систем, моделей, алгоритмических схем, это только метод, одна из сторон научного поиска. Развивается наука, прежде всего как содержательное, неформализованное, неалгоритмизироанное знание.

Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения, характеризующие всю совокупность изучаемых явлений или предметов. Применение статистического метода не позволяет ученым предсказывать поведение отдельного индивида в совокупности, можно лишь утверждать, что он будет вести себя определенным образом с определенной вероятностью. Статистические законы применяются только к большим совокупностям.

                                                 Заключение

Каждая наука использует различные методы, которые зависят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что они относительно независимы от типа проблем, но зато зависимы от уровня и глубины научного исследования, что проявляется, прежде всего, в их роли в научно-исследовательских процессах. Иными словами, в каждом научно- исследовательском процессе меняется сочетание методов и их структура. Благодаря этому возникают особые формы (стороны) научного познания, важнейшими из которых являются эмпирическая, теоретическая и производственно-техническая.

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).

Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира и тем самым осуществляется мировоззренческая функция науки.

Производственно-техническая сторона проявляет себя как непосредственная производственная сила общества, прокладывая путь развитию техники, но это уже выходит за рамки собственно научных методов, так как носит прикладной характер.

К сказанному остается добавить, что любой метод сам по себе - еще не предопределяет успеха в познании тех или иных сторон материальной действительности. Важно еще умение правильно применять научный метод в процессе познания.

Таким образом, были рассмотрены основные методы эмпирического и теоретического уровня научного познания. Эмпирическое познание включает в себя проведение наблюдений и экспериментов. Познание начинается с наблюдения. Для подтверждения гипотезы или для исследования свойств предмета учёный ставит его в определённые условия – проводит эксперимент. В блок процедур эксперимента и наблюдения входят описание, измерение, сравнение. На уровне теоретического познания широко применяется абстрагирование, идеализация, формализация. Большое значение имеет моделирование, а с развитием вычислительной техники – численное моделирование, поскольку сложность и стоимость проведения эксперимента возрастают.

           Явление естественной радиоактивности

                  Явление естественной радиоактивности открыл французский физик А Беккерель в 1896 г. Он случайно обнаружил, что кусок урановой руды засвечивает фотопленку, плотно упакованную в черную бумагу. В то время физики не смогли объяснить наблюдаемое явление, и неизвестное излучение сначала назвали икс-лучами. А.Беккерель занялся изучением неизвестных лучей, и 23 ноября 1896 года мировая научная общественность узнала, что эти лучи свойственно испускать урану или его соединениям. С 1897 г. к изучению Х-лучей подсоединились супруги Мария Склодовская и Пьер Кюри. Со временем М. Склодовская-Кюри обнаружила, что способность урана испускать Х-лучи присуща и торию. Она же ввела в обиход новое название для веществ, таких как уран и торий, - радиоактивные. Супругам Кюри наука обязана также открытием еще двух веществ, природная активность которых в сотни раз превышает активность урана, - это полоний и радий. 
В этот же период в Кембридже директор Кавендишской лаборатории профессор Дж.Дж.Томсон изучал так называемые катодные лучи, открытые в 1895 г. В.Рентгеном. Это лучи, которые излучает накаленный катод электронно-лучевой трубки под воздействием ультрафиолетового света. Исследования Томсона позволили сделать вывод, что радиоактивное и катодное излучения имеют общую природу. Так была открыта искусственная радиоактивность. 
В 1908 г. немецкий физик Ханс Гейгер (1882-1945) изобрел прибор для измерения уровня радиации в воздухе. Прибор этот назвали счетчиком Гейгера. При обнаружении радиации счетчик издает особые щелчки. Уровень радиации указывается на шкале. 
Тогда исследователи еще не знали о вредности радиоактивного излучения. Первой его жертвой и стала М. Склодовская-Кюри. Она умерла в1934 г. от тяжелого заболевания крови. Впервые природу воздействия радиации на живой организм установили в 1925 году русские ученые Р.С.Филиппов и Р.А Надсон, изучая дрожжи. Два года спустя их открытие подтвердил американский генетик Г.Д.Меллер на дрозофиле. Оказалось, что радиоактивное излучение оказывает сильное мутагенное воздействие на живые клетки, многократно ускоряя их спонтанные мутации. 
Работа Киевского Института нейрохирургии с ликвидаторами ЧАЭС показала, что даже незначительные дозы радиации приводят к массовой гибели нервных клеток, а это, прежде всего, мозг. При чем, действие радиации не направлено именно на нейроны. Радиация является причиной общих нарушений в организме, в том числе и обмена веществ (те же мутации), а это ведет к заболеванию головного мозга, получившему название «послерадиационная энцефалопатия».