100 r ensimmäisen tilauksen bonus

Valitse työn tyyppi Valmistuminen Opinnäytetyö Abstrakti Diplomityö Raportti harjoittelusta Artikkeli Raportti Arvostelu Koetyö Monografia Ongelmanratkaisu Liiketoimintasuunnitelma Vastaukset kysymyksiin Luova työ Essee Piirustus Sävellykset Käännös Esitykset Kirjoittaminen Muu Tekstin ainutlaatuisuuden lisääminen Opinnäytetyö Laboratoriotyö Apua on- linja

Kysy hintaa

E. menetelmät perustuvat toisiinsa liittyvien ja toisistaan ​​riippuvaisten empiiristen ja teoreettisten näkökohtien yhtenäisyyden periaatteeseen. Niiden katkeaminen tai toisen hallitseva kehittyminen toisen kustannuksella sulkee tien oikealle luonnontietämykselle: teoria muuttuu hyödyttömäksi, kokemus sokeutuu.

E. menetelmät voidaan jakaa ryhmiin: yleiset, erityiset, yksityiset.

Yleiset menetelmät koskevat kaikkea E.:tä, mitä tahansa luonnon aihetta, mitä tahansa tiedettä. Nämä ovat erilaisia ​​dialektisen menetelmän muotoja, jotka mahdollistavat kognitiivisen prosessin kaikkien osien yhdistämisen, kaikki sen vaiheet, esimerkiksi menetelmä, jolla noustaan ​​abstraktista konkreettiseen jne.

Ne luonnontieteiden järjestelmät, joiden rakenne vastaa niiden varsinaista historiallista kehitysprosessia (biologia ja kemia), itse asiassa noudattavat tätä menetelmää. Dialektinen menetelmä biologiassa, maantiedossa, kemiassa on vertaileva menetelmä, jonka avulla paljastetaan ilmiöiden universaali yhteys. Siksi - vertaileva anatomia, embryologia, fysiologia. Sitä on pitkään käytetty menestyksekkäästi eläin-, kasvi- ja fyysisessä maantiedossa. E.:ssä dialektinen menetelmä toimii myös historiallisena, tähtitieteen kaikki progressiiviset kosmogoniset hypoteesit, tähtien ja planeettojen, luottavat siihen; geologiassa (historiallisen geologian perustana), biologiassa tämä menetelmä on darwinismin taustalla. Joskus molemmat menetelmät yhdistetään yhdeksi vertailevaksi historialliseksi menetelmäksi, joka on syvällisempi ja merkityksellisempi kuin kumpikaan niistä erikseen tarkasteltuna. Samaa menetelmää sovellettaessa luonnontuntemusprosessiin, erityisesti fysiikkaan, liittyy vastaavuusperiaatteeseen ja se edistää nykyaikaisen fysiikan teorian rakentamista.

Erityiset menetelmät käytetään myös E.:ssä, mutta eivät koske sen aihetta kokonaisuutena, vaan vain yhtä sen puolta (ilmiöt, olemus, määrällinen puoli, rakenteelliset yhteydet) tai tiettyä tutkimusmenetelmää: analyysiä, synteesiä, induktiota, päättelyä. Erikoismenetelminä toimivat havainnot, kokeet ja erityistapauksena mittaus. Matemaattiset tekniikat ja menetelmät ovat äärimmäisen tärkeitä tutkimuksen ja ilmaisun erityismenetelminä, kvantitatiivisina ja rakenteellisina näkökulmina sekä luonnon esineiden ja prosessien suhteina sekä tilasto- ja todennäköisyysteorian menetelmänä.

Matemaattisten menetelmien rooli matematiikassa kasvaa jatkuvasti, kun henkilökohtaisia ​​tietokoneita käytetään yhä laajemmin. On nopeutettu tietokoneistaminen nykyaikaisen E. Moderni E. käyttää laajasti menetelmiä mallintamiseen luonnollisia prosesseja ja teollisia kokeita.

Yksityiset menetelmät- nämä ovat erikoismenetelmiä, jotka toimivat erillisessä E.:n haarassa, josta ne ovat peräisin.

E.:n edistymisen aikana menetelmät voivat siirtyä alemmasta kategoriasta ylempään: yksityinen - muuttua erityiseksi, erityiseksi - yleiseksi.

Muilla tieteenaloilla käytetyt fysiikan menetelmät johtivat astrofysiikan, kidefysiikan, geofysiikan, kemiallisen fysiikan, fysikaalisen kemian ja biofysiikan luomiseen. kemiallisten menetelmien leviäminen johti kidekemian, geokemian, biokemian ja biogeokemian luomiseen. Usein yhden aiheen opiskeluun sovelletaan joukkoa toisiinsa liittyviä erityismenetelmiä, esimerkiksi molekyylibiologia käyttää samanaikaisesti fysiikan, matematiikan, kemian ja kybernetiikan menetelmiä.

Tärkein rooli E.:n kehityksessä kuuluu hypoteeseille, jotka ovat E.:n kehitysmuoto.

Tieteellisen tiedon prosessi yleisimmässä muodossaan on erilaisten käytännön toiminnan aikana esiin tulevien ongelmien ratkaisua. Tässä tapauksessa esiin tulevien ongelmien ratkaisu saavutetaan käyttämällä erityisiä tekniikoita (menetelmiä), joiden avulla voidaan siirtyä jo tunnetusta uuteen tietoon. Tällaista tekniikkajärjestelmää kutsutaan yleensä menetelmäksi. Menetelmä on joukko tekniikoita ja operaatioita käytännön ja teoreettisen todellisuustiedon saamiseksi.

Sen empiiristen ja teoreettisten näkökohtien yhtenäisyys on luonnontieteen menetelmien taustalla. Ne ovat yhteydessä toisiinsa ja vaikuttavat toisiinsa. Niiden katkeaminen tai toisen hallitseva kehitys toisen kustannuksella sulkee tien oikealle luonnontietämykselle - teoria muuttuu hyödyttömäksi, kokemus sokeutuu.

Empiirinen puoli merkitsee tarvetta kerätä tosiasioita ja tietoja (toteaminen, rekisteröinti, kerääminen) sekä kuvailla niitä (tosiasiat ja niiden ensisijainen systematisointi).

Teoreettinen puoli liittyy selittämiseen, yleistämiseen, uusien teorioiden, hypoteesien luomiseen, uusien lakien löytämiseen, uusien tosiasioiden ennustamiseen näiden teorioiden puitteissa. Niiden avulla kehitetään tieteellinen kuva maailmasta ja näin toteutetaan tieteen ideologinen tehtävä.

Luonnontieteen menetelmät voidaan jakaa ryhmiin:

a) yleiset menetelmät

Koskien kaikkea luonnontieteitä, mitä tahansa luonnontieteitä, mitä tahansa tiedettä. Nämä ovat erilaisia ​​menetelmän muotoja, jotka mahdollistavat kognitiivisen prosessin kaikkien osien yhdistämisen, kaikki sen vaiheet, esimerkiksi menetelmä abstraktista konkreettiseen nousemiseen, loogisen ja historiallisen yhtenäisyys. Nämä ovat pikemminkin yleisfilosofisia kognition menetelmiä.

b) erityismenetelmiä

Erikoismenetelmiä, jotka eivät koske luonnontieteen aihetta kokonaisuudessaan, vaan vain yhtä sen näkökulmaa tai tiettyä tutkimusmenetelmää: analyysi, synteesi, induktio, päättely;

Erikoismenetelmiä ovat myös havainnointi, mittaus, vertailu ja kokeilu.

Luonnontieteessä tieteen erityismenetelmät ovat äärimmäisen tärkeitä, joten kurssimme puitteissa on tarpeen tarkastella niiden olemusta tarkemmin.

Havainnointi on määrätietoinen tiukka prosessi todellisuuden kohteiden havaitsemiseksi, jota ei pitäisi muuttaa. Historiallisesti havainnointimenetelmä on kehittynyt kiinteäksi osaksi työtoimintaa, joka sisältää työn tuotteen yhdenmukaisuuden sen suunnitellun mallin kanssa.

Havainnointi menetelmänä edellyttää tutkimusohjelman olemassaoloa, joka on muodostettu menneiden uskomusten, vakiintuneiden tosiasioiden, hyväksyttyjen käsitysten pohjalta. Mittaus ja vertailu ovat havaintomenetelmän erikoistapauksia.

Kokeilu - kognition menetelmä, jonka avulla todellisuuden ilmiöitä tutkitaan kontrolloiduissa ja kontrolloiduissa olosuhteissa. Se eroaa havainnoinnista tutkittavaan kohteeseen puuttumisella, eli siihen liittyvällä toiminnalla. Koetta tehdessään tutkija ei rajoitu ilmiöiden passiiviseen havainnointiin, vaan tietoisesti puuttuu niiden luonnolliseen kulkuun vaikuttamalla suoraan tutkittavaan prosessiin tai muuttamalla olosuhteita, joissa tämä prosessi tapahtuu.

Luonnontieteellinen kehitys nostaa esiin havainnoinnin ja kokeilun ankaruuden ongelman. Tosiasia on, että he tarvitsevat erityisiä työkaluja ja laitteita, joista on viime aikoina tullut niin monimutkaisia, että he itse alkavat vaikuttaa havainnointi- ja kokeilukohteeseen, jota olosuhteiden mukaan ei pitäisi olla. Tämä koskee ensisijaisesti mikromaailman fysiikan (kvanttimekaniikka, kvanttielektrodynamiikka jne.) tutkimusta.

Analogia on kognition menetelmä, jossa minkä tahansa kohteen tarkastelun aikana saatua tietoa siirretään toiseen, vähemmän tutkituun ja parhaillaan tutkittavaan kohteeseen. Analogiamenetelmä perustuu esineiden samankaltaisuuteen useissa merkeissä, jonka avulla voit saada melko luotettavaa tietoa tutkittavasta aiheesta.

Analogiamenetelmän käyttö tieteellisessä tiedossa vaatii tietynlaista varovaisuutta. Tässä on erittäin tärkeää tunnistaa selkeästi olosuhteet, joissa se toimii tehokkaimmin. Kuitenkin niissä tapauksissa, joissa on mahdollista kehittää selkeästi muotoiltujen sääntöjen järjestelmä tiedon siirtämiseksi mallista prototyyppiin, analogiamenetelmän tuloksista ja johtopäätöksistä tulee todisteita.

Analyysi on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu esineen henkiseen tai todelliseen pilkkomiseen sen osiin. Silppuaminen on suunnattu siirtymiseen kokonaisuuden tutkimisesta sen osien tutkimiseen ja se suoritetaan irrottautumalla osien kytkennästä toisiinsa.

Tieteen menetelmät - joukko tekniikoita ja operaatioita käytännön ja teoreettisen todellisuuden tuntemiseen.

Tutkimusmenetelmät optimoivat ihmisen toiminnan, varustavat sen rationaalisimmilla tavoilla toiminnan organisointiin. A. P. Sadokhin tieteellisten menetelmien luokittelussa tiedon tasojen korostamisen lisäksi ottaa huomioon menetelmän soveltuvuuskriteerin ja yksilöi tieteellisen tiedon yleiset, erityiset ja erityiset menetelmät. Valitut menetelmät yhdistetään ja yhdistetään usein tutkimusprosessissa.

Yleiset kognition menetelmät liittyvät mihin tahansa tieteenalaan ja mahdollistavat kognitioprosessin kaikkien vaiheiden yhdistämisen. Näitä menetelmiä käytetään kaikilla tutkimusaloilla, ja niiden avulla voit tunnistaa tutkittavien kohteiden suhteita ja ominaisuuksia. Tieteen historiassa tutkijat viittaavat sellaisiin menetelmiin kuin metafyysisiin ja dialektisiin menetelmiin. Tieteellisen tiedon yksityiset menetelmät ovat menetelmiä, joita käytetään vain tietyllä tieteenalalla. Erilaiset luonnontieteen menetelmät (fysiikka, kemia, biologia, ekologia jne.) ovat erityisiä suhteessa yleiseen dialektiseen kognition menetelmään. Joskus yksityisiä menetelmiä voidaan käyttää niiden luonnontieteen alojen ulkopuolella, joista ne ovat peräisin.

Fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä käytetään esimerkiksi tähtitieteessä, biologiassa ja ekologiassa. Usein tutkijat soveltavat joukkoa toisiinsa liittyviä tiettyjä menetelmiä yhden aiheen tutkimiseen. Esimerkiksi ekologia käyttää samanaikaisesti fysiikan, matematiikan, kemian ja biologian menetelmiä. Tietyt kognition menetelmät liittyvät erityismenetelmiin. Erikoismenetelmillä tutkitaan tutkittavan kohteen tiettyjä piirteitä. Ne voivat ilmetä kognition empiirisellä ja teoreettisella tasolla ja olla universaaleja.

Erityisistä empiirisistä kognition menetelmistä erotetaan havainnointi, mittaus ja kokeilu.

Havainnointi on tarkoituksenmukainen prosessi todellisuuden kohteiden havaitsemiseksi, esineiden ja ilmiöiden aistillinen heijastus, jonka aikana henkilö saa ensisijaista tietoa ympäröivästä maailmasta. Siksi tutkimus alkaa useimmiten havainnolla, ja vasta sitten tutkijat siirtyvät muihin menetelmiin. Havainnot eivät liity mihinkään teoriaan, mutta havainnon tarkoitus liittyy aina johonkin ongelmatilanteeseen.

Havainnointi edellyttää tietyn tutkimussuunnitelman olemassaoloa, analyysin ja todentamisen alaista oletusta. Havaintoja käytetään silloin, kun suoria kokeita ei voida tehdä (vulkanologiassa, kosmologiassa). Havainnon tulokset kirjataan kuvaukseen, joka osoittaa ne tutkittavan kohteen ominaisuudet ja ominaisuudet, jotka ovat tutkimuksen kohteena. Kuvauksen tulee olla mahdollisimman täydellinen, tarkka ja objektiivinen. Juuri havaintojen tulosten kuvaukset muodostavat tieteen empiirisen perustan, joiden pohjalta syntyy empiirisiä yleistyksiä, systematisointia ja luokittelua.

Mittaus on kohteen tutkittujen sivujen tai ominaisuuksien kvantitatiivisten arvojen (ominaisuuksien) määrittäminen erityisillä teknisillä välineillä. Mittayksiköillä, joihin saatuja tietoja verrataan, on tutkimuksessa tärkeä rooli.

Kokeilu - kognition menetelmä, jonka avulla todellisuuden ilmiöitä tutkitaan kontrolloiduissa ja kontrolloiduissa olosuhteissa. Se eroaa havainnoinnista tutkittavaan kohteeseen puuttumisella, eli siihen liittyvällä toiminnalla. Koetta tehdessään tutkija ei rajoitu ilmiöiden passiiviseen havainnointiin, vaan tietoisesti puuttuu niiden luonnolliseen kulkuun vaikuttamalla suoraan tutkittavaan prosessiin tai muuttamalla olosuhteita, joissa tämä prosessi tapahtuu.

Luonnontieteellinen kehitys nostaa esiin havainnoinnin ja kokeilun ankaruuden ongelman. Tosiasia on, että he tarvitsevat erityisiä työkaluja ja laitteita, joista on viime aikoina tullut niin monimutkaisia, että he itse alkavat vaikuttaa havainnointi- ja kokeilukohteeseen, jota olosuhteiden mukaan ei pitäisi olla. Tämä koskee ensisijaisesti mikromaailman fysiikan (kvanttimekaniikka, kvanttielektrodynamiikka jne.) tutkimusta.

Analogia on kognition menetelmä, jossa minkä tahansa kohteen tarkastelun aikana saatua tietoa siirretään toiseen, vähemmän tutkituun ja parhaillaan tutkittavaan kohteeseen. Analogiamenetelmä perustuu esineiden samankaltaisuuteen useissa merkeissä, jonka avulla voit saada melko luotettavaa tietoa tutkittavasta aiheesta.

Analogiamenetelmän käyttö tieteellisessä tiedossa vaatii tietynlaista varovaisuutta. Tässä on erittäin tärkeää tunnistaa selkeästi olosuhteet, joissa se toimii tehokkaimmin. Kuitenkin niissä tapauksissa, joissa on mahdollista kehittää selkeästi muotoiltujen sääntöjen järjestelmä tiedon siirtämiseksi mallista prototyyppiin, analogiamenetelmän tuloksista ja johtopäätöksistä tulee todisteita.

Analyysi on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu esineen henkiseen tai todelliseen pilkkomiseen sen osiin. Silppuaminen on suunnattu siirtymiseen kokonaisuuden tutkimisesta sen osien tutkimiseen ja se suoritetaan irrottautumalla osien kytkennästä toisiinsa.

Synteesi on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu menettelyyn esineen eri elementtien yhdistämiseksi yhdeksi kokonaisuudeksi, järjestelmäksi, jota ilman todella tieteellinen tieto tästä aiheesta on mahdotonta. Synteesi ei toimi kokonaisuuden rakentamismenetelmänä, vaan menetelmänä kokonaisuuden esittämiseksi analyysin avulla saadun tiedon yhtenäisyyden muodossa. Synteesissä ei tapahdu vain liittoa, vaan kohteen analyyttisesti erotettujen ja tutkittujen piirteiden yleistys. Synteesin tuloksena saadut säännökset sisältyvät esineen teoriaan, joka rikastuneena ja jalostettuna määrittää uuden tieteellisen etsinnän polut.

Induktio on tieteellisen tiedon menetelmä, joka on loogisen johtopäätöksen muotoilu tiivistämällä havainnoinnin ja kokeen tiedot.
Deduktio on tieteellisen tiedon menetelmä, joka koostuu siirtymisestä tietyistä yleisistä lähtökohdista tiettyihin tuloksiin-seuraamuksiin.
Minkä tahansa tieteellisen ongelman ratkaisuun kuuluu erilaisten oletusten, oletusten ja useimmiten enemmän tai vähemmän perusteltujen hypoteesien esittäminen, joiden avulla tutkija yrittää selittää tosiasioita, jotka eivät sovi vanhoihin teorioihin. Epävarmoissa tilanteissa syntyy hypoteeseja, joiden selityksestä tulee tieteen kannalta ajankohtainen. Lisäksi empiirisen tiedon tasolla (samoin kuin niiden selitysten tasolla) on usein ristiriitaisia ​​tuomioita. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvitaan hypoteeseja.

Hypoteesi on mikä tahansa olettamus, olettamus tai ennuste, joka esitetään tieteellisen tutkimuksen epävarmuuden poistamiseksi. Siksi hypoteesi ei ole luotettavaa tietoa, vaan todennäköistä tietoa, jonka totuutta tai valhetta ei ole vielä vahvistettu.
Kaikki hypoteesit on välttämättä perusteltava joko saavutetulla tiedolla tai uusilla tosiasioilla (epävarmaa tietoa ei käytetä hypoteesin perustelemiseen). Sillä pitäisi olla ominaisuus selittää kaikki faktat, jotka liittyvät tiettyyn tietoalueeseen, systematisoida ne sekä tämän alan ulkopuoliset tosiasiat, ennustaa uusien tosiasioiden ilmaantumista (esim. M. Planckin kvanttihypoteesi, esitetty). 1900-luvun alussa johti kvanttimekaniikan, kvanttielektrodynamiikan ja muiden teorioiden luomiseen). Tässä tapauksessa hypoteesi ei saa olla ristiriidassa jo olemassa olevien tosiasioiden kanssa. Hypoteesi on joko vahvistettava tai kumottava.

c) yksityiset menetelmät ovat menetelmiä, jotka toimivat joko vain erillisessä luonnontieteen haarassa tai sen luonnontieteen alan ulkopuolella, josta ne ovat peräisin. Tämä on eläintieteessä käytetty lintujen rengastusmenetelmä. Ja muilla luonnontieteen aloilla käytetyt fysiikan menetelmät johtivat astrofysiikan, geofysiikan, kristalifysiikan jne. luomiseen. Usein yhden aiheen tutkimiseen sovelletaan joukkoa toisiinsa liittyviä erityisiä menetelmiä. Esimerkiksi molekyylibiologiassa käytetään samanaikaisesti fysiikan, matematiikan, kemian ja kybernetiikan menetelmiä.

Mallintaminen on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu todellisten esineiden tutkimiseen näiden esineiden mallien tutkimuksen kautta, ts. tutkimalla luonnollista tai keinotekoista alkuperää olevia korvaavia esineitä, jotka ovat paremmin saavutettavissa tutkimukseen ja (tai) interventioon ja joilla on todellisten esineiden ominaisuuksia.

Minkään mallin ominaisuuksien ei pitäisi, eivätkä voikaan, täsmälleen ja täydellisesti vastata täysin kaikkia vastaavan todellisen kohteen ominaisuuksia missään tilanteessa. Matemaattisissa malleissa mikä tahansa lisäparametri voi johtaa merkittävään monimutkaisuuteen vastaavan yhtälöjärjestelmän ratkaisussa, tarpeeseen soveltaa lisäoletuksia, hylätä pieniä termejä jne., numeerisessa simulaatiossa ongelman käsittelyaikaan. tietokone kasvaa suhteettomasti ja laskentavirhe kasvaa.

Tieteellisen tiedon menetelmien moninaisuus vaikeuttaa niiden soveltamista ja roolin ymmärtämistä. Nämä ongelmat ratkaistaan ​​erityisellä osaamisalueella - metodologialla. Metodologian päätehtävänä on tutkia kognitiivisten menetelmien alkuperää, olemusta, tehokkuutta ja kehitystä.



Katso myös...
Filosofian huijauslehtiä tohtorin tutkinnon vähimmäisosa 1
Filosofia ja luonnontiede: suhteiden käsitteet (metafyysinen, transsendenttinen, antimetafyysinen, dialektinen).
Luonto filosofoinnin kohteena. Luonnontiedon piirteet.
Luonnontieteet: sen aihe, olemus, rakenne. Luonnontieteen paikka tieteiden järjestelmässä
Tieteellinen kuva maailmasta ja sen historiallisista muodoista. Luonnontieteellinen kuva luonnosta
Tiedon objektiivisuuden ongelma nykyaikaisissa luonnontieteissä
Moderni tiede ja teknogeenisen sivilisaation maailmankatsomusasenteiden muodostumisen muuttaminen
Luonnontieteiden vuorovaikutus keskenään. Eloton tieteet ja villieläintieteet
Luonnontieteiden ja sosiaalis-humanitaarisen tiedon lähentyminen ei-klassisessa tieteessä
Luonnontieteelliset menetelmät ja niiden luokittelu.
Matematiikka ja luonnontieteet. Matematiikan ja tietokonemallinnuksen soveltamismahdollisuudet
Tilan ja ajan käsitteiden kehitys luonnontieteen historiassa
Filosofia ja fysiikka. Luonnonfilosofian heuristiset mahdollisuudet
Aineen diskreetin ongelma
Ideat determinismistä ja indeterminismistä luonnontieteissä
Täydentävyyden periaate ja sen filosofiset tulkinnat. Dialektiikka ja kvanttimekaniikka
Antrooppinen periaate. Universumi ihmiskunnan "ekologisena markkinarakoina".
Universumin alkuperän ongelma. maailmankaikkeuden mallit.
Maan ulkopuolisten sivilisaatioiden etsimisen ongelma tieteellisen tutkimuksen tieteidenvälisenä suunnana. Nookosmologian käsitteet (I. Shklovsky, F. Drake, K. Sagan).
. Kemian filosofiset ongelmat. Fysiikan ja kemian välinen korrelaatio.
. Biologian lakien ongelma
Evoluutioteoria: sen kehitys ja filosofiset tulkinnat.
Ekologian filosofia: muodostumisen edellytykset.
Biosfäärin tieteellisen teorian kehitysvaiheet.
Ihmisen ja luonnon vuorovaikutus: tapoja harmonisoida.
Lääketieteen filosofia ja lääketiede tieteenä. Lääketieteen filosofiset kategoriat ja käsitteet
Elämän alkuperän ja olemuksen ongelma modernissa tieteessä ja filosofiassa
Tiedon käsite. Informaatioteoreettinen lähestymistapa modernissa tieteessä.
Tekoäly ja tietoisuuden ongelma modernissa tieteessä ja filosofiassa
Kybernetiikka ja yleinen systeemiteoria, niiden yhteys luonnontieteeseen.
Epälineaarisen dynamiikan ja synergiikan ajatusten rooli modernin tieteen kehityksessä.
Modernin luonnontieteen rooli globaalien kriisien voittamisessa.
Ei-klassinen luonnontiede ja uudenlaisen rationaalisuuden etsintä. Historiallisesti kehittyviä, ihmisen kokoisia esineitä, monimutkaisia ​​järjestelmiä post-e-klassisen luonnontieteen tutkimuskohteina
Modernin luonnontieteen eettiset ongelmat. Arvoneutraalin tieteellisen tutkimuksen ihanteen kriisi
Luonnontieteet, tekniset tieteet ja tekniikka
Kaikki sivut

Luonnontieteelliset menetelmät ja niiden luokittelu.

Tiedontarpeen ilmaantumisen myötä syntyi tarve analysoida ja arvioida erilaisia ​​menetelmiä - ts. metodologiassa.

Tietyt tieteelliset menetelmät kuvastavat tutkimustaktiikkaa, kun taas yleiset tieteelliset menetelmät heijastavat strategiaa.

Kognitiomenetelmä on tapa organisoida teoreettisen ja käytännön toiminnan keinoja, menetelmiä.

Menetelmä on tärkein teoreettinen työkalu tieteellisen tiedon hankkimiseen ja virtaviivaistamiseen.

Luonnontieteellisten menetelmien tyypit:

- yleinen (kaiken tieteen osalta) - loogisen ja historiallisen yhtenäisyys, nousu abstraktista konkreettiseen;

- erityinen (koskee vain tutkittavan kohteen yhtä puolta) - analyysi, synteesi, vertailu, induktio, deduktio jne.;

- yksityiset, jotka toimivat vain tietyllä tietoalueella.

Luonnontieteellinen menetelmä:

havainto - alkuperäistä tiedonlähdettä, tarkoituksenmukaista prosessia esineiden tai ilmiöiden havaitsemiseksi, käytetään silloin, kun on mahdotonta tehdä suoraa koetta, esimerkiksi kosmologiassa (havainnoinnin erityistapaukset - vertailu ja mittaus);

analyysi - perustuu esineen mentaaliseen tai todelliseen jakamiseen osiin, kun esineen kokonaiskuvauksesta ne siirtyvät sen rakenteeseen, koostumukseen, ominaisuuksiin ja ominaisuuksiin;

synteesi - perustuu aiheen eri elementtien yhdistämiseen yhdeksi kokonaisuudeksi ja kohteen valittujen ja tutkittujen ominaisuuksien yleistämiseen;

induktio - koostuu loogisen johtopäätöksen muodostamisesta, joka perustuu kokeellisten ja havainnointitietojen yleistyksiin; looginen päättely siirtyy erityisestä yleiseen, mikä tarjoaa paremman ymmärryksen ja siirtymisen ongelman yleisemmälle pohdinnan tasolle;

deduktio - kognition menetelmä, joka koostuu siirtymisestä joistakin yleisistä säännöksistä tiettyihin tuloksiin;

hypoteesi - oletus, joka esitetään epävarman tilanteen ratkaisemiseksi, se on suunniteltu selittämään tai systematisoimaan joitain tiettyyn tietoalueeseen liittyviä tai sen ulkopuolella olevia tosiasioita, mutta ei samalla ole ristiriidassa olemassa olevien kanssa. Hypoteesi on vahvistettava tai kumottava;

vertailumenetelmä - käytetään tutkittujen ominaisuuksien, esineiden tai ilmiöiden parametrien kvantitatiivisessa vertailussa;

koe - tutkittavien objektien tai objektien parametrien kokeellinen määrittäminen;

mallintaminen - mallin luominen tutkijaa kiinnostavasta kohteesta ja kokeen suorittamisesta, tarkkailemalla ja sitten päällekkäin saatuja tuloksia tutkittavaan kohteeseen.

Yleiset kognition menetelmät liittyvät mihin tahansa tieteenalaan ja mahdollistavat kognitioprosessin kaikkien vaiheiden yhdistämisen. Näitä menetelmiä käytetään kaikilla tutkimusaloilla, ja niiden avulla voit tunnistaa tutkittavien kohteiden suhteita ja ominaisuuksia. Tieteen historiassa tutkijat viittaavat sellaisiin menetelmiin kuin metafyysisiin ja dialektisiin menetelmiin. Tieteellisen tiedon yksityiset menetelmät ovat menetelmiä, joita käytetään vain tietyllä tieteenalalla. Erilaiset luonnontieteen menetelmät (fysiikka, kemia, biologia, ekologia jne.) ovat erityisiä suhteessa yleiseen dialektiseen kognition menetelmään. Joskus yksityisiä menetelmiä voidaan käyttää niiden luonnontieteen alojen ulkopuolella, joista ne ovat peräisin. Fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä käytetään esimerkiksi tähtitieteessä, biologiassa ja ekologiassa. Usein tutkijat soveltavat joukkoa toisiinsa liittyviä tiettyjä menetelmiä yhden aiheen tutkimiseen. Esimerkiksi ekologia käyttää samanaikaisesti fysiikan, matematiikan, kemian ja biologian menetelmiä. Tietyt kognition menetelmät liittyvät erityismenetelmiin. Erikoismenetelmillä tutkitaan tutkittavan kohteen tiettyjä piirteitä. Ne voivat ilmetä kognition empiirisellä ja teoreettisella tasolla ja olla universaaleja.

Havainnointi on tarkoituksenmukainen prosessi todellisuuden kohteiden havaitsemiseksi, esineiden ja ilmiöiden aistillinen heijastus, jonka aikana henkilö saa ensisijaista tietoa ympäröivästä maailmasta. Siksi tutkimus alkaa useimmiten havainnolla, ja vasta sitten tutkijat siirtyvät muihin menetelmiin. Havainnot eivät liity mihinkään teoriaan, mutta havainnon tarkoitus liittyy aina johonkin ongelmatilanteeseen. Havainnointi edellyttää tietyn tutkimussuunnitelman olemassaoloa, analyysin ja todentamisen alaista oletusta. Havaintoja käytetään silloin, kun suoria kokeita ei voida tehdä (vulkanologiassa, kosmologiassa). Havainnon tulokset kirjataan kuvaukseen, joka osoittaa ne tutkittavan kohteen ominaisuudet ja ominaisuudet, jotka ovat tutkimuksen kohteena. Kuvauksen tulee olla mahdollisimman täydellinen, tarkka ja objektiivinen. Juuri havaintojen tulosten kuvaukset muodostavat tieteen empiirisen perustan, joiden pohjalta syntyy empiirisiä yleistyksiä, systematisointia ja luokittelua.

Mittaus on kohteen tutkittujen sivujen tai ominaisuuksien kvantitatiivisten arvojen (ominaisuuksien) määrittäminen erityisillä teknisillä välineillä. Mittayksiköillä, joihin saatuja tietoja verrataan, on tutkimuksessa tärkeä rooli.

Kokeilu on monimutkaisempi empiirisen tiedon menetelmä kuin havainnointi. Se on tutkijan määrätietoista ja tiukasti kontrolloitua vaikuttamista kiinnostavaan kohteeseen tai ilmiöön sen eri puolien, yhteyksien ja suhteiden tutkimiseksi. Kokeellisen tutkimuksen aikana tiedemies puuttuu prosessien luonnolliseen kulkuun, muuttaa tutkimuksen kohteen. Kokeen erityispiirre on myös se, että sen avulla voit nähdä kohteen tai prosessin puhtaimmassa muodossaan. Tämä johtuu siitä, että ulkopuolisten tekijöiden vaikutus suljetaan pois mahdollisimman paljon.

Abstraktio on henkistä häiriötekijää kaikista tutkittavan kohteen ominaisuuksista, yhteyksistä ja suhteista, joita pidetään merkityksettöminä. Nämä ovat malleja pisteestä, suorasta, ympyrästä, tasosta. Abstraktioprosessin tulosta kutsutaan abstraktioksi. Todelliset esineet joissain tehtävissä voidaan korvata näillä abstraktioilla (Maaa voidaan pitää aineellisena pisteenä liikkuessaan Auringon ympäri, mutta ei liikkuessaan sen pintaa pitkin).

Idealisointi on toimintaa, jossa henkisesti korostetaan jotakin tietylle teorialle tärkeätä ominaisuutta tai suhdetta, rakennetaan mentaalisesti tällä ominaisuudella (relaatio) varustettu objekti. Tämän seurauksena ideaaliobjektilla on vain tämä ominaisuus (relaatio). Tiede korostaa todellisuudessa yleisiä kaavoja, jotka ovat merkittäviä ja toistuvat eri aiheissa, joten meidän on mentävä häiriötekijöihin todellisista esineistä. Näin muodostuvat käsitteet "atomi", "joukko", "absoluuttisesti musta kappale", "ideaalikaasu", "jatkuva väliaine". Tällä tavalla saatuja ihanteellisia esineitä ei todellisuudessa ole olemassa, koska luonnossa ei voi olla esineitä ja ilmiöitä, joilla on vain yksi ominaisuus tai ominaisuus. Teoriaa sovellettaessa on taas tarpeen verrata saatuja ja käytettyjä ideaali- ja abstrakteja malleja todellisuuteen. Siksi abstraktioiden valinta sen mukaan, ovatko ne riittävät tietylle teorialle ja niiden myöhempi poissulkeminen, ovat tärkeitä.

Erityisistä universaaleista tutkimusmenetelmistä erotetaan analyysi, synteesi, vertailu, luokittelu, analogia, mallintaminen.

Analyysi on yksi tutkimuksen alkuvaiheista, kun kohteen kokonaiskuvauksesta siirrytään sen rakenteeseen, koostumukseen, ominaisuuksiin ja ominaisuuksiin. Analyysi on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu esineen mentaaliseen tai todelliseen jakamiseen sen osiin ja niiden erilliseen tutkimiseen. On mahdotonta tietää esineen olemusta vain korostamalla siinä elementtejä, joista se koostuu. Kun tutkittavan kohteen yksityiskohtia tutkitaan analyysin avulla, sitä täydennetään synteesillä.

Synteesi on tieteellisen tiedon menetelmä, joka perustuu analyysillä tunnistettujen elementtien yhdistelmään. Synteesi ei toimi kokonaisuuden rakentamismenetelmänä, vaan menetelmänä kokonaisuuden esittämiseen ainoan analyysin kautta saadun tiedon muodossa. Se näyttää kunkin elementin paikan ja roolin järjestelmässä, niiden suhteen muihin komponentteihin. Analyysi kiinnittää pääosin sen ominaisuuden, joka erottaa osat toisistaan, synteesi - yleistää kohteen analyyttisesti tunnistetut ja tutkitut piirteet. Analyysi ja synteesi ovat lähtöisin ihmisen käytännön toiminnasta. Ihminen on oppinut henkisesti analysoimaan ja syntetisoimaan vain käytännön jaon pohjalta, vähitellen ymmärtäen, mitä esineelle tapahtuu, kun hän suorittaa sen kanssa käytännön toimia. Analyysi ja synteesi ovat analyyttis-synteettisen kognition menetelmän komponentteja.

Vertailu on tieteellisen tiedon menetelmä, jonka avulla voit määrittää tutkittavien kohteiden samankaltaisuuden ja eron. Vertailu on monien luonnontieteellisten mittausten taustalla, jotka ovat olennainen osa mitä tahansa koetta. Vertaamalla esineitä toisiinsa, henkilö saa mahdollisuuden tunnistaa ne oikein ja siten navigoida oikein ympäröivässä maailmassa, vaikuttaa siihen tarkoituksenmukaisesti. Vertailulla on merkitystä, kun verrataan esineitä, jotka ovat todella homogeenisia ja pohjimmiltaan samanlaisia. Vertailumenetelmä tuo esiin tutkittavien kohteiden väliset erot ja muodostaa perustan mahdollisille mittauksille eli kokeellisille tutkimuksille.

Luokittelu on tieteellisen tiedon menetelmä, joka yhdistää yhdeksi luokkaksi olennaisesti keskenään mahdollisimman samankaltaisia ​​esineitä. Luokittelu mahdollistaa kertyneen monipuolisen aineiston pelkistämisen suhteellisen pieneen määrään luokkia, tyyppejä ja muotoja sekä paljastaa analyysin alkuyksiköt, löytää vakaita piirteitä ja suhteita. Pääsääntöisesti luokitukset ilmaistaan ​​luonnollisilla kielillä olevina teksteinä, kaavioina ja taulukoina.

Analogia on kognition menetelmä, jossa objektia tarkastelemalla saatu tieto siirretään toiseen, vähemmän tutkittuun, mutta joidenkin olennaisten ominaisuuksien osalta samankaltaiseen kuin ensimmäinen. Analogiamenetelmä perustuu esineiden samankaltaisuuteen useiden merkkien mukaan, ja samankaltaisuus todetaan vertaamalla kohteita keskenään. Siten analogiamenetelmä perustuu vertailumenetelmään.

Analogiamenetelmä liittyy läheisesti mallinnusmenetelmään, joka on minkä tahansa objektin tutkimus mallien avulla siirtämällä saatu data edelleen alkuperäiseen. Tämä menetelmä perustuu alkuperäisen kohteen ja sen mallin olennaiseen samankaltaisuuteen. Nykyaikaisessa tutkimuksessa käytetään erilaisia ​​​​mallinnuksia: subjekti-, mentaali-, symbolinen, tietokone.

2. Aineen järjestäytymisen rakennetasot ja luonnontieteen rakenne

Aineen tärkeimmät ominaisuudet ovat rakenteelliset ja systemaattiset. Aine rakentuu tietyllä tavalla kaikilla mittakaava-aikatasoilla: alkeishiukkasista koko maailmankaikkeuteen. Johdonmukaisuus tarkoittaa toisiinsa liittyvien elementtien joukon järjestystä, jolla on eheys suhteessa muihin objekteihin tai ulkoisiin olosuhteisiin. Siten järjestelmälle on ominaista sisäiset yhteydet, jotka ovat vahvempia kuin yhteydet ympäristöön.

Tämä merkitsee tarvetta paitsi systematisoida, luokitella erilaisia ​​luonnonkohteita, myös tutkia niiden välisiä yhteyksiä eli vuorovaikutuksia. Fundamentaalisesta näkökulmasta mielenkiintoisimpia ovat niin sanotut perusvuorovaikutukset, jotka ovat taustalla koko kirjon näkyviä ja tieteen tuntemia voimia, jotka vaikuttavat yksi kappale toiseen. Jokaisella niistä on oma fyysinen kenttänsä. Niiden lukumäärä on pieni (tällä hetkellä kolme: gravitaatio, sähköheikko ja vahva), ja on toivoa, että yleisen teorian luomisen (superyhdistyksen) tuloksena ne voidaan vähentää yhdeksi Universaaliksi luonnonvoimaksi. Tämä maailmanlaajuinen ongelma on ollut asialistalla A. Einsteinin ajoista lähtien, jonka nerokkuus ei riittänyt ratkaisemaan sitä, vaikka hän käyttikin noin 30 viimeisestä elämästään vuodesta. Toiveet tällaisesta mahdollisuudesta liittyvät siihen, että kaikentyyppisten perusvuorovaikutusten kuvaamiseen on jo olemassa yksi universaali lähestymistapa, nimittäin kvanttikenttälähestymistapa. Kaavamaisesti mikä tahansa kahden hiukkasen (kappaleen) vuorovaikutus tyhjiössä (eli ilman mitään lähettävää väliainetta) voidaan kuvata näiden hiukkasten vaihtamiseksi vastaavan kentän kvanttien kanssa, jotka toinen niistä emittoi ja toinen absorboi. Tässä tapauksessa äärellisellä nopeudella (tyhjiössä valonnopeudella) etenevät kenttäkvantit siirtävät energiaa ja liikemäärää, jonka ne absorboivat hiukkaset tuntevat voiman vaikutuksena. Kenttäkvanttien äärellisen etenemisnopeuden yhteydessä avaruudessa perustettiin käsite "lyhyen kantaman vuorovaikutus". Tämä tarkoittaa, että mikä tahansa toiminta, mikä tahansa informaatio välitetään kehosta toiseen, ei välittömästi, vaan peräkkäin pisteestä pisteeseen äärellisellä nopeudella. Aiemmin vallinnut päinvastainen näkemys - "pitkän kantaman toiminta" - intuitiivisesti olettaen a priori, että tieto minkä tahansa hiukkasen sijainnista ja sen sijainnista leviää välittömästi koko universumissa, ei kestänyt kokemuksen koetta ja on nyt vain historiallinen arvo.

Hiukkasilla on lepomassa, kun taas kenttäkvanteilla ei ole sitä. Hiukkaset sijoittuvat jollekin avaruuden alueelle, ja kentät ovat jakautuneet siihen. Mutta samaan aikaan molemmilla on samanaikaisesti sekä aaltojen että hiukkasten ominaisuudet (ns. "hiukkas-aalto-dualismi"). Aine - kenttä - aine muutosten mahdollisuus alkuainehiukkasten maailmassa heijastaa aineen sisäistä yhtenäisyyttä.

Luonnontieteen rakenne. Aineen tärkeimmät rakenneyksiköt voidaan asettaa riviin niiden ominaiskoon mukaan. Tässä on tärkeää ymmärtää, että puhumme vain suuruusluokista, jotka kuvaavat tyypillisen edustajan laajuutta avaruudessa ja tyypillisten prosessien kestoa siinä. Huolimatta luonnontieteen yleisestä metodologisesta yhtenäisyydestä (katso seuraava moduuli), kun ominaiset mitat ja ajat muuttuvat valtavasti suuruusluokkaa, on tarpeen kehittää erityisiä tutkimus- ja analyysitekniikoita. Laajennettu ja hyvin ehdollisesti (rajojen sijainnin mielessä) luonto voidaan jakaa kolmeen "kerrokseen" (tai "maailmaan"): mikro-, makro- ja mega-.

Ensimmäinen on alkuainehiukkasten, peruskenttien ja järjestelmien maailma, jotka sisältävät pienen määrän tällaisia ​​hiukkasia. Nämä ovat luonnontieteen juuret, ja niihin keskittyvät maailmankaikkeuden perustavanlaatuisimmat ongelmat. Makromaailma on ympärillämme olevien esineiden ja ilmiöiden taso, joka on meille tuttu. Jopa se näyttää valtavalta ja erittäin monimuotoiselta, vaikka se on vain pieni osa luontoa. Lopuksi, megamaailma koostuu kooltaan universumiin verrattavissa olevista esineistä, joiden mittoja ei ole vielä vahvistettu edes suuruusjärjestyksessä. Näiden tasojen yksityiskohtaisempi ja myös hyvin ehdollinen jako johti vastaavien luonnontieteiden syntymiseen: fysiikka, kemia, biologia jne. Jokainen niistä sisältää noin sata vielä suppeampaa tieteenalaa (esim. mekaniikka, termodynamiikka, orgaaninen kemia, eläintiede, kasvitiede, kasvifysiologia jne.). Tieteenalat ovat myös tieteidenvälisiä, esimerkiksi synergia (kreikan sanasta joint, toimii yhdessä) on itseorganisaatioteoria avoimissa ei-tasapainojärjestelmissä, joka kattaa aineen rakenteen kaikki tasot ja pitää luontoa monimutkainen itseorganisoituva järjestelmä.

Makromaailma on suoran havainnoinnin ulottuvilla, sen tapahtumat ovat meille tuttuja, olemme siihen yhteydessä ja vuorovaikutuksessa sen kanssa joka hetki. Ihminen on tutkinut sitä vuosituhansien ajan ja sen tiedolla on suoraa käytännön hyötyä. Siitä huolimatta siinä on monia ratkaisemattomia luonnon mysteereitä, ja suurin osa nykyajan tutkijoista jatkaa työskentelyä tällä tieteenalalla.

Mikro- ja megamaailmojen ilmiöt eivät käytännössä ilmene arkipäivän tasolla, joten monet ihmiset eivät tiedä niiden olemassaolosta. Toiset ajattelevat, että käytännössä niillä ei ole merkitystä. Osittain tämä näkökulma on ymmärrettävissä, koska alkuainehiukkasten tai vaikkapa mustien aukkojen universumin syvyyksissä ei vain vaikutusta, vaan myös olemassaoloa ei voida todeta ilman kehittyneitä instrumentteja. Edes laadullisia käsityksiä niistä ei voida johtaa jokapäiväisestä kokemuksesta, analogisesti tunnettujen makroskooppisten tapahtumien kanssa. Siitä huolimatta me itse, makroskooppisena esineinä, koostumme 100-prosenttisesti joukosta alkuainehiukkasia, jotka ovat järjestäytyneet ja liittyvät tietyllä tavalla toisiinsa, ja olemme osa jättimäistä universumia. Uusi tieto mikro- ja megamaailmoista on siis tärkeää ei vain kognitiivisessa tai ideologisessa mielessä, vaan se johtaa myös makromaailmassa tapahtuvien prosessien olemuksen syvempään ja selkeämpään ymmärtämiseen.

3. Luonnontieteellinen metodologia ja menetelmät

Metodologia - tämä on järjestelmä tärkeimmistä periaatteista ja menetelmistä minkä tahansa toiminnan järjestämiseksi ja toteuttamiseksi, sekä tämän järjestelmän oppi. Jokaisella toiminnalla on oma metodologiansa, joka on olemassa eksplisiittisessä tai implisiittisessä muodossa, muotoiltuna ja kiinnitettynä mihin tahansa muotoon tai jota sovelletaan spontaanisti ja intuitiivisesti. Periaatteet ovat metodologian keskeiset säännökset, ja menetelmät ovat joukko erityisiä tekniikoita, joilla tämän tai toisen tyyppistä toimintaa suoritetaan (kreikan sanasta "methodos" - polku johonkin).

Tieteen metodologia yleensä ja kaikki tieteelliset menetelmät lähtevät siitä syy-seurausperiaate . Sen sisältö on muuttunut tieteen kehityksen myötä, mutta tieteellisen lähestymistavan perustana oleva avainasema säilyy ennallaan: kaikki mitä luonnossa tapahtuu, johtuu omista syistään. Tieteen globaali tehtävä on selvittää kaikki merkittävät syy-seuraussuhteet ympäröivässä maailmassa. Ne voivat olla ei-yksiulotteisia, monimutkaisia, tuntemattomia, mutta tämä ei sulje pois niiden olemassaoloa. Luonto ei jätä paikkaa mielivaltaisuudelle, ulkomaailman voimien yliluonnolliselle väliintulolle.

On erittäin tärkeää ymmärtää, että kausaalisuuden periaate on perustavanlaatuinen paitsi "tarkille" tieteille, myös historialle, sosiologialle, oikeustieteelle jne. On todellakin vaikea kuvitella esimerkiksi tutkijan, joka tutkii rikosta ja sallii "ihmeitä" todisteiden muodossa, jotka ilmaantuvat tai katoavat ilman syytä rikospaikalta, "yliluonnollinen" vaisto tuoda rahaa pankkiin, tai joidenkin osakkeiden hinnan äkillinen lasku.

Kuuluisa ranskalainen filosofi, fyysikko, matemaatikko ja fysiologi 1600-luvulla R. Descartes muotoili menetelmän käsitteen seuraavasti: "Menetelmällä tarkoitan tarkkoja ja yksinkertaisia ​​sääntöjä, joiden tiukkaa noudattamista... henkistä voimaa tuhlaamatta, mutta vähitellen ja jatkuvasti lisääntyvä tieto edistää sitä tosiasiaa, että mieli saavuttaa todellisen tiedon kaikesta, mikä sen käytettävissä on. Meidän aikanamme termi "algoritmi" vastaa pikemminkin tätä ymmärrystä.

Yleensä on useita ryhmiä (tasoja) tiedon menetelmiä Erityisesti melkein kaikissa luokitteluissa on:

 Yleiset tieteelliset menetelmät

 Yksityiset tieteelliset menetelmät

 Erikoismenetelmät

Muiden kriteerien mukaan ne voidaan jakaa empiiriset, teoreettiset ja mallinnusmenetelmät .

Ne kaikki puolestaan ​​voidaan erottaa edelleen. Siten yleisiä tieteellisiä empiirisiä menetelmiä ovat mm havainto, kokeilu, mittaus.

Havainnointi on niistä yksinkertaisin. Minkä tahansa tieteen kehityksen alkuvaiheessa havainnoilla on tärkeä rooli ja ne muodostavat tieteen empiirisen perustan. Sen avulla voit etsiä, vertailla, luokitella esineitä jne., mutta tieteen kehittyessä sen arvo laskee. Informatiivisempi kokeilu on tarkoituksenmukainen vaikutus esineeseen tiukasti valvotuissa olosuhteissa ja sen käyttäytymisen tutkiminen näissä olosuhteissa.

Kokeilijan taito on ennen kaikkea juuri sellaisten kokeellisten olosuhteiden luominen, joiden avulla voit "puhdistaa" tilanteen useiden sivutekijöiden vaikutuksesta ja jättää yhden tai kaksi, joita voit tietoisesti hallita ja määrätietoisesti vaikuttaa kohdetta tutkimalla sen reaktioita näihin kontrolloituihin vaikutuksiin. Samaan aikaan ei useinkaan tiedetä etukäteen mitkä tekijät ovat tärkeitä ja mitkä vähemmän tärkeitä, jätetäänkö kaikki hallitsemattomat vaikutukset pois ja aiheuttavatko ne vertailukelpoisia tai jopa suurempia häiriöitä kuin kohteen reaktio ohjattuun iskuun. Kohteen vapausastetta ja siihen vaikuttavien tekijöiden joukkoa rajoittavan kokeen muotoilussa on suuri vaara "heittää vauva kylvystä vaahdolla".

Kokeet voivat olla laadullisia tai määrällisiä. Edellinen voi auttaa ratkaisemaan perustavanlaatuisia kysymyksiä: onko sellaista vaikutusta luonnossa? Nouseeko vai laskeeko prosessin nopeus paineen kasvaessa? Onko tämä arvo todella vakio, kun olosuhteet muuttuvat laajalla alueella (esimerkiksi elektronin varaus, valon nopeus tyhjiössä jne.)? jne. Mittauksia sisältävät kvantitatiiviset kokeet ovat paljon informatiivisempia. Niinpä kuuluisa englantilainen fyysikko W. Thomson (Lord Kelvin), jonka mukaan absoluuttinen lämpötila-asteikko on nimetty, kirjoitti "kaikki tiedetään vain niin pitkälle kuin se voidaan mitata". Mittaus on prosessi, jossa määritetään kohteen tai prosessin kvantitatiiviset ominaisuudet ilmaistuna tietyn arvon aiemmin hyväksytyinä mittayksiköinä (esimerkiksi metreinä, sekunteina, grammoina, voltteina, asteina jne.).

Yleisistä tieteellisistä teoreettisista menetelmistä voidaan erottaa abstraktio, ajatuskokeilu, induktio, deduktio jne.. abstraktio koostuu esineen henkisestä yksinkertaistamisesta jättämällä huomioimatta useita sen merkityksettömiä (ongelman annetussa muotoilussa) piirteitä ja varustamalla sille useita (joskus yksi, kaksi) merkittävintä, esimerkiksi aineellinen piste, koivu, epävakaa tila. Ensimmäisessä esimerkissä kaikki todellisen kehon geometriset ja fyysiset ominaisuudet (tilavuus, muoto, materiaali ja sen fyysiset ominaisuudet) jätetään huomioimatta, paitsi massa, joka on henkisesti keskittynyt massakeskukseen. Toisessa, huolimatta siitä, että maailmassa ei ole kahta täysin identtistä koivua, ymmärrämme silti selvästi, että puhumme puulajista, jolla on omat arkkitehtuurin, lehtien muodon ja rakenteen jne. ominaispiirteet. Kolmannella esimerkillä tarkoitetaan jotakin abstraktia järjestelmää (ottamatta huomioon sen rakennetta ja koostumusta), joka voi merkityksettömän pienten satunnaisten syiden vaikutuksesta poistua alkuperäisestä tilastaan, johon on tunnusomaista tietty parametrijoukko, ja siirtyä spontaanisti toiseen, erilaiset ominaisuudet. Tietenkin tässä pohdinnassa menetämme paljon todellista kohdetta luonnehtivia yksityiskohtia, mutta vastineeksi saamme yksinkertaisen kaavion, joka mahdollistaa laajat yleistykset. Emme todellakaan voi asettaa itsellemme tehtävää tutkia jokaista koivua maan päällä, vaikka ne kaikki eroavatkin toisistaan ​​jollain tavalla.

Aineellinen piste eri tehtävissä voi tarkoittaa molekyyliä, autoa, kuuta, maata, aurinkoa jne. Tällainen abstraktio on kätevä mekaanisen liikkeen kuvaamiseen, mutta se on täysin tehotonta, kun analysoidaan esimerkiksi todellisen kiinteän kappaleen fysikaalisia tai kemiallisia ominaisuuksia. Monet äärimmäisen hyödylliset abstraktiot ovat säilyneet vuosisatojen ja vuosituhansien ajan (atomi, geometrinen piste ja suora), vaikka ne ovatkin olleet täynnä eri merkityksiä eri aikakausina. Muut - (kalori, maailmaneetteri) eivät kestäneet ajan ja kokemuksen koetta.

Toinen teoreettisen analyysin menetelmä on ajatuskokeilu . Se suoritetaan idealisoiduilla objekteilla, jotka heijastavat todellisten oleellisimpia ominaisuuksia, ja se mahdollistaa useissa tapauksissa loogisten päätelmien avulla saada joitain alustavia tuloksia, jotka auttavat yksinkertaistamaan ja kaventamaan lisätutkimusten mahdollisuuksia. . Monet luonnontieteen perusongelmat on ratkaistu tällä menetelmällä. Joten Galileo löysi inertialain, alentaen henkisesti ja sulkemalla sitten kokonaan pois kitkavoimat liikkeen aikana, ja Maxwell selvensi luonnon ymmärtämisen tärkeimmän lain - termodynamiikan toisen lain - olemusta asettamalla henkisesti hypoteettisen "demonin" ” lentävien molekyylien polulla lajittelemalla ne nopeuden mukaan .

Induktio (latinasta inductio - opastus, motivaatio, kiihottaminen) on kognition menetelmä, joka koostuu yleisten tuomioiden, sääntöjen, lakien hankkimisesta, johtamisesta yksittäisten tosiseikkojen perusteella. Nuo. induktio on ajatuksen liikettä erityisestä yleiseen ja yleisempään. Tarkkaan ottaen useimmat yleisimmistä luonnonlaeista saadaan induktiolla, koska on täysin epärealistista tutkia perusteellisesti ehdottomasti kaikkia tämän tyyppisiä esineitä. Yleensä kysymys on vain siitä, kuinka monta erityistapausta on tarkasteltava ja sitten otettava huomioon, jotta tältä pohjalta voidaan tehdä vakuuttava yleistävä johtopäätös. Skeptikot uskovat, että tällä tavalla on mahdotonta todistaa luotettavasti mitään, koska ei tuhat, miljoona tai miljardi yleistä johtopäätöstä vahvistavaa tosiasiaa takaa, että tuhat ja ensimmäinen tai miljoona ja ensimmäinen tosiasia ei ole ristiriidassa sen kanssa.

Ajatuksen liikkeen suunnassa vastakkaista menetelmää - yleisestä erityiseen - kutsutaan vähennys (latinan sanasta deductio - johdannainen). Muista etsivä Sherlock Holmesin kuuluisa deduktiivinen menetelmä. Nuo. deduktio ja induktio ovat toisiaan täydentäviä menetelmiä loogisten päätelmien muodostamiseen.

Menetelmät ovat suunnilleen samassa suhteessa keskenään analyysi ja synteesi , käytetään sekä empiirisessä että teoreettisessa tutkimuksessa. Analyysi on esineen mentaalinen tai todellinen jakaminen sen komponentteihin ja niiden tutkiminen erikseen. Muista tavallinen poliklinikka - ihmisten sairauksien diagnosointi- ja hoitolaitos ja sen rakenne, jota edustavat silmälääkärin, neuropatologin, kardiologin, urologin jne. toimistot. Ihmiskehon poikkeuksellisen monimutkaisuuden vuoksi on paljon helpompi opettaa lääkäri tunnistamaan yksittäisten elinten tai järjestelmien sairauksia, ei koko organismia kokonaisuutena. Joissakin tapauksissa tämä lähestymistapa antaa halutun tuloksen, monimutkaisemmissa tapauksissa ei. Siksi analyysimenetelmiä täydennetään synteesimenetelmällä, ts. kokoamalla kaiken tiedon tietyistä tosiseikoista yhdeksi yhtenäiseksi kokonaisuudeksi.

Muutaman viime vuosikymmenen aikana menetelmiä on kehitetty intensiivisesti mallinnus , jotka ovat nuorempia, mutta kehittyneempiä menetelmän veljiä analogioita . Johtopäätös "analogisesti" suoritetaan siirtämällä yhdestä kohteesta saadut tulokset toiseen - "samankaltaiseen". Tämän samankaltaisuuden aste määräytyy useilla kriteereillä, jotka on järjestelmällisimmin otettu käyttöön niin kutsutussa "samankaltaisuuden teoriassa".

Mallintaminen jaetaan yleensä henkiseen, fyysiseen ja numeeriseen (tietokone). Todellisen esineen tai prosessin mentaalinen mallintaminen ihanteellisten esineiden ja suhteiden avulla on tieteen tärkein menetelmä. Ilman mentaalimallia on mahdotonta ymmärtää, tulkita kokeen tuloksia, "suunnittella" ilmiölle matemaattista tai tietokonemallia tai tehdä monimutkaista täysimittaista koetta. Akateemikko A. Migdal, joka on tunnettu paitsi loistavista fysiikan tuloksistaan, myös nokkelista huomautuksistaan, sanoi kerran: "Jos matematiikka on laskelmien välttämisen taidetta ("puhdas", ei-soveltava matematiikka ei yleensä kelpaa) laskelmilla), teoreettinen fysiikka on laskennan taitoa ilman matematiikkaa." Tietenkin tässä sanalla "laske" ei ole kirjaimellista merkitystä - huolellisten, tarkkojen laskelmien tekeminen. Se tarkoittaa taitoa ennustaa tulos onnistuneen, riittävän mallin puitteissa suuruusjärjestyksessä tai suhteen muodossa: jos yksi arvo saavuttaa tietyn arvon, niin toinen on yhtä suuri kuin se tai haluttu arvon on oltava suurempi kuin jokin kriittinen arvo tai oltava tietyn aikavälin arvoissa. Pääsääntöisesti korkeasti koulutettu tiedemies voi useimmissa tehtävissä ja todellisissa ongelmissa tehdä tällaisia ​​johtopäätöksiä ilman kokeita, vaan yksinkertaisesti rakentamalla mielessään jonkin ilmiön laadullisen mallin. Taide on tehdä mallista realistinen ja samalla yksinkertainen.

Fyysinen (aihe)mallinnus suoritetaan tapauksissa, joissa on mahdotonta tai vaikeaa (teknologisista tai taloudellisista syistä) suorittaa koe alkuperäisellä esineellä. Esimerkiksi lentokoneen, auton, junan vaikeasti laskettavan aerodynaamisen vastuksen tai laivan hydrodynaamisen vastuksen määrittämiseksi rakennetaan yleensä suunnitteluvaiheessa pienikokoinen malli ja puhalletaan sen läpi erityisissä tuulitunneleissa tai hydrauliikassa. kanavia. Tietyssä mielessä mitä tahansa luonnollista koetta voidaan pitää jonkin monimutkaisemman tilanteen fyysisenä mallina.

Matemaattinen mallintaminen on symbolisen mallinnuksen tärkein laji. (Ne sisältävät myös erilaisia ​​graafisia ja topologisia esityksiä, symbolisia tietueita molekyylien rakenteesta ja kemiallisista reaktioista ja paljon muuta). Pohjimmiltaan matemaattinen malli on yhtälöjärjestelmä, jota on täydennetty alku- ja reunaehdoilla sekä muilla kokemuksesta saaduilla tiedoilla. Jotta tällainen mallinnus olisi tehokasta, on ensinnäkin tarpeen laatia tutkittavalle ilmiölle sopiva mentaalinen malli, joka heijastaa ilmiön kaikkia olennaisia ​​puolia, ja toiseksi ratkaista puhtaasti matemaattinen ongelma, jolla on usein erittäin korkea monimutkaisuus.

Viime vuosikymmeninä tietokonesimulaatiomenetelmistä on tullut erittäin suosittuja. Yleensä nämä ovat numeerisia menetelmiä, ts. ei anna ratkaisua ongelmaan yleisessä muodossa, kuten matemaattisessa mallintamisessa. Tämä tarkoittaa, että jokainen saman tehtävän numeerinen versio vaatii uuden laskelman.

Tietyt ja erityiset menetelmät kiinnostavat tiettyjen tieteenalojen edustajia, emmekä ota niitä huomioon.

Luonnontieteen metodologiset perusteet. Siirrytään nyt keskusteluun luonnontieteen tärkeimmistä ja yleisimmistä metodologisista periaatteista. tieteellisen luovuuden periaatteet, tieteen ihanteet, kriteerit ja normit . Tärkeimmät niistä ovat seuraavat:

1. Maailmankatsomuksen materialistinen perusta, objektiivisuus, vakaumus luonnon tunnettavuudesta rationaalisilla menetelmillä. Nämä vaatimukset puolestaan ​​liittyvät suoraan tärkeimpään metodologiseen käsitykseen kaiken todellisuudessa tapahtuvan ehdollisuuden kausaalisten suhteiden kautta.

2. Tiukasti määriteltyjen käsitteiden, ominaisuuksien, arvojen käyttö. Samalla on ymmärrettävä, että mitään esinettä tai prosessia on mahdotonta määritellä täysin tiukasti. Mitä kuulakärkikynää käytät tällä hetkellä tekstin alleviivaamiseen? Missä on raja hänen ja ympäröivän ilman välillä sekä hänen ja sisällä olevan musteen välillä paperilla? Mikä on tekstin alleviivausprosessi? Onko se fyysinen prosessi, jossa mustetta siirretään paperille, vai kemiallinen prosessi, jossa mustemolekyylit vuorovaikuttavat paperimolekyylien kanssa, vai henkinen prosessi, jossa valitaan ja korostetaan tärkeimmät tekstinpalaset? Valinta riippuu luonnollisesti tehtävän luonteesta ja odotettavissa olevien tulosten laajuudesta. Tässä on suuria subjektivismin vaaroja, koska jo ongelman muotoilu sisältää rajallisen joukon mahdollisia ratkaisuja.

3. Tulosten toistettavuus samanlaisissa olosuhteissa. Tämä periaate tarkoittaa, että jos olosuhteet tietyn ilmiön havaitsemiseksi luodaan uudelleen toisessa paikassa (laboratorio, tuotanto) tai samassa paikassa, mutta jonkin ajan kuluttua, ilmiö tai prosessi toistuu uudelleen. Nuo. ainoa kysymys on koeolosuhteiden vakavuus, kaikkien olosuhteiden toiston tarkkuus. Kuten jo mainittiin, on mahdotonta toistaa ja mitata mitään ehdottoman tarkasti, mutta merkityksettömistä yksityiskohdista irrottautuen voit toistaa pääasiallisen tuloksen niin monta kertaa kuin haluat.

4. Teorioiden, ideoiden, käsitteiden kamppailussa viimeinen esimerkki on kokemus (kokeilu). Vain hän on ylin tuomari kysymyksessä siitä, mikä on Totuus, eikä kaikkein eleganteimpia, loogisimpia tai arvovaltaisimpia tuomioita. Tässä ei tarvitse nähdä teorian ja kokemuksen vastakohtaa. Puhtaasti teoreettisesti löydettiin monia esineitä, lakeja (esimerkiksi sähkömagneettiset aallot, monet alkuainehiukkaset, tähtitieteelliset esineet jne.), mutta kaikki nämä löydöt saivat tiukkojen tieteellisten tosiasioiden tilan vasta kokeellisen vahvistuksen jälkeen. Sellaista ymmärrystä teorian ja käytännön roolin suhteesta luonnontieteessä ei syntynyt heti. Vasta varhaiskeskiajalla, taistelussa scholastisia menetelmiä vastaan, vaatimus kaikkien johtopäätösten kokeellisesta todentamisesta vahvistui riippumatta siitä, kuinka auktoriteetit he ilmaisivat, ja loogisesti harmoniselta ja moitteettomalta ei vaikuttanut. Selkeimmin ja tiiviimmin tämän periaatteen muotoili ehkä 1500-1600-luvun englantilainen ajattelija Francis Bacon: "Totuuden kriteeri on käytäntö" teoksessaan "The New Organon" (1620), joka on kirjoitettu ikään kuin Aristoteleen kuuluisan teoksen, tarkemmin sanottuna kokoelman loogisia ja metodologisia teoksia "Organon" (latinan kielestä instrumentti, työkalu) jatkoa ja kehittämistä 4. vuosisadalla eKr. Taiteellisemmassa muodossa sama periaate ilmaistaan ​​I. Goethen kuuluisassa lauseessa: "Teoria, ystäväni, on kuiva, mutta elämän puu on vihreä."

5. Edellisessä moduulissa puhuimme jo halusta kvantifioida ja kuvata ympäröivää todellisuutta. Nykyaikaisessa luonnontieteessä kvantitatiivisilla menetelmillä ja matemaattisilla laitteistoilla on suuri ja jatkuvasti kasvava rooli. Joten luonnontiedon "matematisointia" voidaan pitää melkein pakollisena vaatimuksena.

6. Tämän moduulin alussa käsiteltiin mallintamisen roolia yleisenä tieteellisenä luonnontutkimuksen menetelmänä. Luonnontieteen "matematisoimisen" yhteydessä yhden tai toisenlaisen mallin luominen tulee käytännössä pakolliseksi kaikissa tutkimuksen vaiheissa, oli kyse sitten idean tai ajatuskokeilun pohtimisesta, täysimittaisesta kokeellisesta asetelmasta ja kokemuksesta. , prosessoi ja tulkitse saatuja tuloksia. Kun tätä tilannetta yritetään ilmaista lakonisella aforismin muodossa, voidaan sanoa: "Nykyaikainen luonnontiede on kvantitatiivisten mallien maailma." Ilman todellisen tilanteen, prosessin, objektin järkevää, huolellista, pätevää yksinkertaistamista on mahdotonta tehdä tehokkaita matemaattisia lähestymistapoja.

7. Jo keskiajalla oli ilmeistä, että erilaisten tosiseikkojen, tietojen, teorioiden lumivyörykasvu vaatii niiden systematisointia ja yleistämistä. Muuten tiedonkulku hukuttaa ja hukuttaa perustavanlaatuiset keskeiset määräykset yksityiskohtien mereen. Samanaikaisesti uusia käsitteitä, esineitä, periaatteita, "olentoja" tulee tuoda tieteeseen mitä suurimmalla varovaisuudella tarkastaen huolellisesti, onko ne pelkistetty tunnetuiksi, ovatko ne vain niiden lajikkeita. Tämä tiukka suodatin suojaa tiedettä perusteettomilta turvotuksilta, tekee siitä laajassa mielessä "kansainvälisen", läpinäkyvän, yhteiskunnan eri osien ymmärrettävän ja hallitsevan. Myös päinvastaisen lähestymistavan vaara tuli ilmi klassisen luonnontieteen kynnyksellä, ja siihen aikaan ominaisessa aforistisessa muodossa 1300-luvun englantilainen filosofi muotoili vaatimuksen lakonismille, yleisyydelle, universaalisuudelle. Occam: "Kokokokonaisuuksia ei pidä kertoa, ellei se ole ehdottoman välttämätöntä" tai löysemmässä käännöksessä " älä keksi tarpeettomia kokonaisuuksia ". Usein tätä tieteen tärkeintä metodologista periaatetta kutsutaan " Occamin partaveitsi ", leikkaamalla pois tarpeettomat, tuottamattomat ja keinotekoisesti lisätyt "esanssit", jotka sotkevat tieteen.

8. Tarve integroida, yleistää tiedon, pelkistää ne mahdollisimman pieneen määrään perusperiaatteita on ihanne, johon ajattelijat ovat pyrkineet antiikin Kreikasta lähtien. Samalla tämä nähtiin tieteen korkeimpana estetiikkana, joka heijastaa maailman rakenteen harmoniaa. "Monien pelkistäminen yhdeksi on kauneuden perusperiaate", Pythagoras muotoili tämän periaatteen niin ytimekkäästi 500-luvulla eaa.

9. Koska tiede ei ole joukko luutuneita sääntöjä, lakeja, teorioita, vaan dynaamisesti kehittyvä ja jatkuvasti uusiutuva elävä organismi, herää säännöllisesti kysymys vakiintuneen "vanhan" tiedon ja nousevan "uuden" tiedon välisestä suhteesta. Toisaalta, jos tietty laki, teoria, oppi on saanut lukuisten tarkistusten, ohjauskokeiden, käytännön ongelmien sovellusten kautta ei hypoteesin, vaan luotettavan totuuden statusta, niin ne ovat jo tulleet tieteen kultaiseen rahastoon. Toisaalta, jos on ilmaantunut uutta tietoa tai teorioita, jotka ovat ristiriidassa vanhojen kanssa, mutta kuvaavat toisiinsa liittyviä ilmiöitä paremmin, täydellisemmin tai sellaisia, joita ei voitu selittää vanhojen käsitysten puitteissa, viimeksi mainittujen tulisi väistää uusia. . Mutta kuinka antaa periksi? Vain hiljaa eläkkeelle tieteen historian arkistoon vapauttaen markkinaraon tai pysyä riveissä, mutta eri ominaisuudessa, vuorovaikutuksessa tietyllä tavalla uusien ideoiden kanssa? On vaikea kuvitella, että vaikkapa niin voimakas teoria kuin Sir I. Newtonin klassinen mekaniikka, joka on osoittanut pätevyyttään ja hedelmällisyyttään kolmen vuosisadan ajan (molemmat pölyhiukkasten, pallojen, höyrykoneiden liikemaailmassa, laivoissa ja planeettojen maailmassa) olisi virheellinen tai tarpeeton kvanttimekaniikan luomisen jälkeen. Niels Bohr, loistava tanskalainen fyysikko, yksi kvanttimekaniikan perustajista, pohtiessaan tätä ongelmaa, muotoili vuonna 1918 tärkeimmän metodologisen lähestymistavan: vaatimustenmukaisuusperiaate . Lyhyesti sanottuna se piilee siinä, että yleismaailmallisempi uusi käsite, teoria (jos se ei ole spekulatiivista, vaan totta) ei saisi ylittää hyvin hallittua ja toistuvasti testattua vanhaa opetusta, vaan omaksua sen erikoisena. tapaus (kuva 3.3). Tässä tapauksessa on yleensä helppo muotoilla ehdot (soveltamisrajat), joiden sisällä vanha (yleensä yksinkertaisempi teoria) antaa oikeat tulokset. Tietysti niitä voidaan saada myös yleisemmästä mutta monimutkaisemmasta uudesta teoriasta, mutta tämä ei ole perusteltua työvoimakustannusten kannalta. Klassisen ja kvanttimekaniikan lisäksi myös esimerkiksi tasapainojärjestelmien termodynamiikka ja synergetiikka (itseorganisoitumisen teoria avoimissa ei-tasapainojärjestelmissä), klassinen Faraday-Maxwell-sähkömagnetismi ja kvanttielektrodynamiikka, liikemekaniikka pienillä (verrattuna valon nopeus) nopeudet ja Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria (liikkeiden mekaniikka lähellä valonopeuksia), darwinismi ja genetiikka sekä monet muut luonnontieteen alat. Tämä ei tietenkään sulje pois sellaisten ideoiden, käsitteiden, teorioiden kuihtumista ja unohdusta, jotka eivät ole läpäisseet kokeen koetta (esim. kaloriteoria, ikuinen liike jne.), mutta suurimmassa osassa tapauksia , tieteen ristiriidat poistetaan vastaavuusperiaatteen mukaisesti.