metode adalah seperangkat aturan, metode aktivitas kognitif dan praktis, karena sifat dan hukum objek yang diteliti.

Sistem metode kognisi modern sangat kompleks dan terdiferensiasi. Klasifikasi metode kognisi yang paling sederhana melibatkan pembagiannya menjadi ilmiah umum, ilmiah umum, ilmiah konkret.

1. Metode Umum mencirikan teknik dan metode penelitian di semua tingkat pengetahuan ilmiah. Ini termasuk metode analisis, sintesis, induksi, deduksi, perbandingan, idealisasi, dll. Metode-metode ini sangat universal sehingga mereka bekerja bahkan pada tingkat kesadaran sehari-hari.

Analisis adalah prosedur pemotongan mental (atau nyata), penguraian suatu objek menjadi elemen-elemen penyusunnya untuk mengidentifikasi sifat dan hubungan sistemiknya.

Perpaduan- operasi menghubungkan elemen-elemen objek yang diteliti yang dipilih dalam analisis menjadi satu kesatuan.

Induksi- metode penalaran atau metode untuk memperoleh pengetahuan, di mana kesimpulan umum dibuat berdasarkan generalisasi dari premis-premis tertentu. Induksi bisa lengkap atau tidak lengkap. Induksi lengkap dimungkinkan ketika premis mencakup semua fenomena dari satu kelas atau lainnya. Namun, kasus seperti itu jarang terjadi. Ketidakmungkinan untuk memperhitungkan semua fenomena kelas ini memaksa kita untuk menggunakan induksi yang tidak lengkap, yang kesimpulan akhirnya tidak sepenuhnya ambigu.

Deduksi- cara penalaran atau metode memindahkan pengetahuan dari umum ke khusus, yaitu. proses transisi logis dari premis umum ke kesimpulan tentang kasus-kasus tertentu. Metode deduktif dapat memberikan pengetahuan yang ketat dan dapat diandalkan, asalkan premis-premis umum itu benar dan aturan-aturan inferensi logis dipatuhi.

Analogi- metode kognisi, di mana adanya kesamaan fitur dari objek yang tidak identik memungkinkan kita untuk mengasumsikan kesamaannya dalam fitur lain. Dengan demikian, fenomena interferensi dan difraksi yang ditemukan dalam studi cahaya memungkinkan untuk menarik kesimpulan tentang sifat gelombangnya, karena sebelumnya sifat-sifat yang sama dicatat dalam suara, yang sifat gelombangnya telah ditentukan dengan tepat. Analogi adalah sarana visualisasi yang sangat diperlukan, visualisasi pemikiran. Tetapi bahkan Aristoteles memperingatkan bahwa "sebuah analogi bukanlah sebuah bukti"! Itu hanya bisa memberikan pengetahuan hipotetis.

abstraksi- metode berpikir, yang terdiri dari mengabstraksi dari sifat-sifat dan hubungan objek yang diteliti, yang tidak signifikan, tidak signifikan untuk subjek kognisi, sambil secara bersamaan menyoroti sifat-sifatnya yang tampaknya penting dan esensial dalam konteks penelitian .

Idealisasi- proses penciptaan mental konsep tentang objek ideal yang tidak ada di dunia nyata, tetapi memiliki prototipe. Contoh: gas ideal, benda hitam.

2. Metode ilmiah umum– pemodelan, observasi, eksperimen.

Metode asli pengetahuan ilmiah dianggap pengamatan, yaitu studi objek yang disengaja dan terarah, berdasarkan kemampuan sensorik seseorang - sensasi dan persepsi. Selama pengamatan, dimungkinkan untuk memperoleh informasi hanya tentang aspek eksternal, dangkal, kualitas dan karakteristik objek yang dipelajari.

Hasil observasi ilmiah selalu berupa gambaran tentang objek yang diteliti, dicatat dalam bentuk teks, gambar, diagram, grafik, diagram, dll. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan, pengamatan menjadi semakin kompleks dan tidak langsung melalui penggunaan berbagai perangkat teknis, instrumen, dan alat ukur.

Metode penting lain dari pengetahuan ilmu alam adalah percobaan. Eksperimen adalah metode studi aktif dan bertujuan objek di bawah kondisi terkendali dan terkendali. Eksperimen mencakup prosedur pengamatan dan pengukuran, tetapi tidak terbatas pada itu. Bagaimanapun, eksperimen memiliki kesempatan untuk memilih kondisi yang diperlukan untuk pengamatan, menggabungkan dan memvariasikannya, mencapai "kemurnian" dari manifestasi sifat-sifat yang dipelajari, serta campur tangan dalam proses "alami" yang sedang dipelajari dan bahkan mereproduksi mereka secara artifisial.

Tugas utama percobaan, sebagai suatu peraturan, adalah prediksi teori. Eksperimen semacam itu disebut riset. Jenis percobaan lain - verifikasi- dirancang untuk mengkonfirmasi asumsi teoretis tertentu.

Pemodelan- metode penggantian objek yang diteliti dengan yang serupa menurut sejumlah sifat dan karakteristik yang menarik bagi peneliti. Data yang diperoleh selama studi model kemudian ditransfer ke objek nyata dengan beberapa perubahan. Simulasi digunakan terutama ketika studi langsung objek tidak mungkin (jelas bahwa fenomena "musim dingin nuklir" sebagai akibat dari penggunaan besar-besaran senjata nuklir lebih baik tidak diuji kecuali pada model), atau dikaitkan dengan usaha dan biaya yang mahal. Dianjurkan untuk terlebih dahulu mempelajari konsekuensi dari intervensi besar dalam proses alami (pembalikan sungai, misalnya) pada model hidrodinamik, dan kemudian bereksperimen dengan objek alami yang nyata.

Pemodelan sebenarnya adalah metode universal. Hal ini dapat digunakan dalam sistem dari berbagai tingkatan. Biasanya, jenis pemodelan seperti itu dibedakan sebagai subjek, matematika, logis, fisik, kimia, dan sebagainya. Distribusi terluas dalam kondisi modern telah menerima pemodelan komputer.

3. K metode ilmiah yang konkrit adalah sistem prinsip-prinsip yang dirumuskan dari teori-teori ilmiah tertentu. N: metode psikoanalitik dalam psikologi, metode indikator morfofisiologis dalam biologi, dll.

Untuk pengetahuan ilmiah, metode sangat penting, yaitu cara mengatur studi objek. Metode - seperangkat prinsip, aturan, dan teknik kegiatan praktis dan teoretis. Metode melengkapi seseorang dengan sistem prinsip, persyaratan, aturan, yang dipandu oleh seseorang untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

Metode yang tepat sangat penting untuk pengetahuan tentang alam. Doktrin metode (metodologi) mulai berkembang dalam ilmu pengetahuan zaman modern. Filsuf Inggris terkenal Francis Bacon membandingkan metode itu dengan lentera yang menerangi jalan bagi seorang musafir. Seorang ilmuwan yang tidak dipersenjatai dengan metode yang tepat adalah seorang musafir yang meraba-raba dalam kegelapan, meraba-raba jalannya. René Descartes, filsuf besar Prancis abad ke-17, juga sangat mementingkan pengembangan metode ilmiah: “Yang saya maksud dengan metode adalah aturan-aturan yang tepat dan sederhana, ketaatan yang ketat, tanpa pengeluaran kekuatan mental yang tidak perlu, tetapi secara bertahap dan terus meningkatkan pengetahuan, berkontribusi pada fakta bahwa pikiran mencapai pengetahuan sejati dari semua yang tersedia baginya. Selama periode perkembangan pesat ilmu pengetahuan alam inilah dua konsep metodologis yang berlawanan terbentuk: empirisme dan rasionalisme.

Empirisme adalah arah dalam metodologi yang mengakui pengalaman sebagai sumber pengetahuan yang dapat diandalkan, mereduksi isi pengetahuan menjadi deskripsi pengalaman ini.

Rasionalisme adalah arah dalam metodologi, yang menurutnya hanya alasan, pemikiran logis, yang memberikan pengetahuan yang andal.

Metode pengetahuan ilmiah dapat diklasifikasikan menurut tingkat keumumannya menjadi universal (filosofis) dan ilmiah, yang pada gilirannya dibagi menjadi ilmiah umum dan ilmiah khusus.

Metode ilmiah pribadi digunakan dalam kerangka satu ilmu atau bidang penelitian ilmiah, misalnya: metode analisis spektral, metode reaksi warna dalam kimia, metode elektromagnetisme dalam fisika, dll.

Metode ilmiah umum memiliki aplikasi interdisipliner yang luas dan dapat diterapkan dalam sains apa pun, misalnya: pemodelan, eksperimen, metode logis, dll.

Salah satu ciri terpenting dari pengetahuan ilmiah adalah adanya dua tingkatan: empiris dan teoritis, yang berbeda dalam metode yang digunakan. Pada tahap empiris (eksperimental), terutama metode yang digunakan terkait dengan metode kognisi sensorik-visual, yang meliputi pengamatan, pengukuran, eksperimen.

Observasi merupakan sumber informasi awal dan dikaitkan dengan deskripsi objek pengetahuan. Tujuan, keteraturan, aktivitas adalah persyaratan karakteristik untuk pengamatan ilmiah. Menurut metode melakukan observasi, ada yang langsung dan tidak langsung. Dengan pengamatan langsung, sifat-sifat suatu objek dirasakan oleh indera manusia. Pengamatan semacam itu selalu memainkan peran besar dalam studi sains. Jadi, misalnya, pengamatan Tycho Brahe tentang posisi planet dan bintang di langit, yang dilakukan selama lebih dari dua puluh tahun dengan akurasi yang tidak biasa untuk mata telanjang, berkontribusi pada penemuan Kepler tentang hukumnya yang terkenal. Namun, paling sering pengamatan ilmiah tidak langsung, yaitu. dilakukan dengan bantuan sarana teknis. Penemuan teleskop optik oleh Galileo pada tahun 1608 memperluas kemungkinan pengamatan astronomi, dan penciptaan teleskop sinar-X pada abad ke-20 dan peluncurannya ke luar angkasa di atas stasiun orbit memungkinkan untuk mengamati objek luar angkasa seperti quasar, pulsar, yang tidak dapat diamati dengan cara lain.

Perkembangan ilmu pengetahuan alam modern terkait dengan semakin berkembangnya peran observasi tidak langsung. Jadi, misalnya, objek yang dipelajari oleh fisika nuklir tidak dapat diamati baik secara langsung, dengan bantuan indera manusia, atau secara tidak langsung, dengan bantuan instrumen paling canggih. Apa yang diamati para ilmuwan dalam proses penelitian empiris dalam fisika atom bukanlah benda-benda mikro itu sendiri, tetapi hanya hasil pengaruhnya terhadap sarana teknis tertentu. Misalnya, pendaftaran interaksi partikel elementer diperbaiki hanya secara tidak langsung dengan bantuan penghitung (pengisian gas, semikonduktor, dll.) atau perangkat pelacak (ruang Wilson, ruang gelembung, dll.). Menguraikan "gambar" interaksi, peneliti memperoleh informasi tentang partikel dan sifat-sifatnya.

Eksperimen adalah metode pengetahuan empiris yang lebih kompleks, melibatkan pengaruh peneliti yang aktif, terarah, dan terkontrol ketat pada objek yang diteliti untuk mengidentifikasi aspek dan sifat tertentunya. Keuntungan dari percobaan: pertama, memungkinkan Anda untuk mempelajari objek dalam "bentuk murni", yaitu. menghilangkan faktor-faktor sampingan yang menghambat penelitian. Kedua, ini memungkinkan Anda untuk mempelajari suatu objek dalam beberapa kondisi buatan, misalnya, ekstrim, ketika Anda dapat menemukan sifat-sifat objek yang menakjubkan, sehingga lebih memahami esensinya. Sangat menarik dan menjanjikan dalam hal ini adalah eksperimen ruang angkasa, yang memungkinkan untuk mempelajari objek dalam kondisi khusus seperti tanpa bobot, vakum dalam, yang tidak dapat dicapai di laboratorium terestrial. Ketiga, saat mempelajari proses apa pun, eksperimen dapat mengganggunya, secara aktif memengaruhi jalannya. Keempat, pengulangan, pengulangan percobaan, yang dapat diulang sebanyak yang diperlukan untuk mendapatkan hasil yang andal.

Tergantung pada sifat tugasnya, eksperimen dibagi menjadi penelitian dan verifikasi. Eksperimen penelitian memungkinkan Anda membuat penemuan, menemukan properti baru yang sebelumnya tidak diketahui dalam suatu objek. Jadi, misalnya, percobaan di laboratorium E. Rutherford menunjukkan perilaku aneh partikel alfa ketika mereka membombardir kertas emas: sebagian besar partikel melewati kertas timah, sejumlah kecil partikel dibelokkan dan dihamburkan, dan beberapa partikel tidak hanya dibelokkan, tetapi memantul kembali, seperti bola dari jaring. Gambaran seperti itu, menurut perhitungan, diperoleh karena fakta bahwa seluruh massa atom terkonsentrasi di nukleus, yang menempati bagian kecil dari volume atom, dan partikel alfa yang bertabrakan dengan nukleus memantul kembali. Jadi eksperimen penelitian Rutherford mengarah pada penemuan inti atom, dan dengan demikian lahirnya fisika nuklir.

Eksperimen verifikasi berfungsi untuk mengkonfirmasi beberapa konstruksi teoretis. Misalnya, keberadaan sejumlah partikel elementer (positron, neutrino, dll.) pertama kali diprediksi secara teoritis.

Pengukuran adalah suatu proses yang terdiri dalam menentukan nilai-nilai kuantitatif dari sifat-sifat atau sisi-sisi objek yang diteliti dengan bantuan perangkat teknis khusus. Hasil pengukuran diperoleh berupa sejumlah satuan pengukuran tertentu. Satuan ukuran adalah standar yang digunakan untuk membandingkan objek yang diukur. Satuan pengukuran dibagi lagi menjadi satuan dasar, yang digunakan sebagai dasar ketika membangun sistem satuan, dan turunannya, diturunkan dari satuan dasar menggunakan beberapa hubungan matematis. Teknik untuk membangun sistem satuan pertama kali diusulkan pada tahun 1832 oleh Carl Gauss. Sistem yang diusulkan didasarkan pada tiga unit arbitrer: panjang (milimeter), massa (miligram), waktu (detik). Semua unit lain dapat diperoleh dari ketiganya. Belakangan, dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, sistem satuan besaran fisik lainnya muncul, dibangun sesuai dengan prinsip Gauss. Selain itu, apa yang disebut sistem satuan alami muncul dalam fisika, di mana satuan dasar ditentukan dari hukum alam. Contohnya adalah sistem satuan yang diusulkan oleh Max Planck, yang didasarkan pada "konstanta dunia": kecepatan cahaya dalam ruang hampa, konstanta gravitasi, konstanta Boltzmann, dan konstanta Planck. Berdasarkan mereka (dan menyamakannya dengan "1"), Planck menerima sejumlah satuan turunan: panjang, massa, waktu, suhu. Saat ini, Sistem Satuan Internasional (SI), yang diadopsi pada tahun 1960 oleh Konferensi Umum tentang Meter dan Berat, beroperasi terutama dalam ilmu alam. Sistem ini adalah yang paling sempurna dan universal dari semua yang ada sejauh ini dan mencakup besaran fisika mekanika, termodinamika, elektrodinamika dan optik, yang saling berhubungan oleh hukum fisika.

Pada tahap teoretis, mereka menggunakan abstraksi dan pembentukan konsep, membangun hipotesis dan teori, dan menemukan hukum sains. Metode teoritis ilmiah umum meliputi perbandingan, abstraksi, idealisasi, analisis, sintesis, deduksi, induksi, analogi, generalisasi, pendakian dari abstrak ke konkret. Fitur utama mereka adalah bahwa mereka adalah perangkat logis, mis. operasi dengan pikiran, pengetahuan.

Perbandingan adalah operasi mental untuk mengidentifikasi persamaan dan perbedaan mata pelajaran yang dipelajari. Kasus khusus perbandingan adalah analogi: kesimpulan tentang keberadaan fitur tertentu dalam objek yang diteliti dibuat berdasarkan penemuan sejumlah fitur serupa di dalamnya dengan objek lain.

Abstraksi adalah pemilihan mental fitur-fitur suatu objek dan pertimbangannya secara terpisah dari objek itu sendiri dan fitur-fiturnya yang lain. Idealisasi adalah konstruksi mental dari suatu situasi (objek, fenomena), di mana properti atau hubungan dikaitkan dalam kasus "pembatas". Hasil dari perancangan ini adalah benda-benda yang diidealkan, seperti: titik, titik material, benda hitam mutlak, benda kaku mutlak, gas ideal, cairan tak termampatkan, dll. mengalir. Sebagai contoh: Katakanlah seseorang berjalan di sepanjang jalan dengan kereta bagasi dan tiba-tiba berhenti mendorongnya. Troli akan bergerak untuk beberapa waktu lagi, menempuh jarak yang pendek, dan kemudian berhenti. Anda dapat memikirkan banyak cara untuk memperpanjang jalur yang ditempuh oleh kereta setelah didorong. Namun, tidak mungkin untuk menghilangkan semua pengaruh eksternal pada panjang jalur. Tetapi, dengan mempertimbangkan pergerakan tubuh dalam kasus "pembatasan", kita dapat menyimpulkan bahwa jika kita sepenuhnya menghilangkan pengaruh eksternal pada tubuh yang bergerak, maka ia akan bergerak tanpa batas dan pada saat yang sama secara seragam dan lurus. Kesimpulan ini dibuat oleh Galileo dan disebut "prinsip inersia", dan paling jelas dirumuskan oleh Newton dalam bentuk hukum inersia.

Metode khusus seperti eksperimen mental dikaitkan dengan idealisasi, yang melibatkan operasi dengan objek ideal yang menggantikan objek nyata dalam abstraksi.

Analisis adalah metode penelitian yang terdiri dari membagi keseluruhan menjadi bagian-bagian, dengan tujuan mempelajarinya secara mandiri.

Sintesis adalah kombinasi dari bagian-bagian yang telah diidentifikasi sebelumnya menjadi satu kesatuan untuk mengidentifikasi hubungan dan interaksinya. Hubungan antara analisis dan sintesis mengikuti dari sifat objek yang mewakili kesatuan keseluruhan dan bagian-bagiannya. Analisis dan sintesis saling mengkondisikan.

Induksi adalah metode logis yang didasarkan pada pergerakan pemikiran dari individu atau khusus ke umum. Dalam penalaran induktif, kebenaran premis (fakta) tidak menjamin kebenaran kesimpulan yang dideduksi, hanya akan bersifat probabilistik. Metode induksi ilmiah didasarkan pada penjelasan hubungan sebab akibat (kausal) dari fenomena yang diteliti. Kausalitas adalah hubungan internal antara dua fenomena, ketika salah satu dari mereka menghasilkan, menyebabkan yang lain. Hubungan ini mengandung: fenomena yang mengklaim sebagai penyebab; fenomena yang kita kaitkan dengan karakter tindakan (akibat), dan keadaan di mana interaksi sebab dan akibat terjadi.

Kausalitas ditandai dengan:

Penyebabnya terus-menerus mendahului tindakannya dalam waktu; ini berarti bahwa penyebab fenomena tertentu harus dicari di antara keadaan-keadaan yang mendahuluinya dalam waktu, dengan mempertimbangkan fakta adanya beberapa koeksistensi dalam waktu sebab dan akibat.

Sebab menimbulkan tindakan, menyebabkan kemunculannya; ini berarti bahwa satu prioritas dalam waktu tidak cukup untuk hubungan sebab akibat, alasan adalah kondisi yang mendahului terjadinya suatu fenomena, tetapi tidak menghasilkannya.

· Komunikasi sebab dan akibat diperlukan; ini berarti bahwa adalah mungkin untuk membuktikan tidak adanya hubungan sebab akibat dalam kasus ketika tindakan itu terjadi, dan penyebab yang dituduhkan tidak diamati.

· Hubungan sebab dan akibat bersifat universal; ini berarti bahwa setiap fenomena memiliki sebab, oleh karena itu, sebagai suatu peraturan, adanya hubungan sebab akibat tidak dapat dibangun berdasarkan fenomena tunggal, perlu untuk mempelajari serangkaian fenomena tertentu, di mana hubungan sebab akibat yang diinginkan secara sistematis memanifestasikan dirinya.

Dengan perubahan intensitas penyebab, intensitas tindakan juga berubah. Ini diamati ketika sebab dan akibat hidup berdampingan untuk waktu tertentu.

Berdasarkan sifat-sifat ini, metode untuk menemukan hubungan sebab akibat dikembangkan oleh F. Bacon (1561-1626), dan kemudian diperbaiki oleh filsuf Inggris, ahli logika, ekonom John Stuart Mill (1806-1873). Metode ini disebut metode induksi ilmiah. Ada lima total:

1. Metode kesamaan tunggal: jika beberapa keadaan terus-menerus mendahului timbulnya fenomena yang diteliti, sementara keadaan lain berubah, maka kondisi ini mungkin menjadi penyebab fenomena ini.

2. Metode perbedaan tunggal: jika beberapa kondisi ada saat fenomena yang diteliti terjadi, dan tidak ada saat fenomena ini tidak ada, dan semua kondisi lain tetap tidak berubah, maka kondisi ini mungkin merupakan penyebab fenomena yang diteliti.

3. Metode gabungan persamaan dan perbedaan: jika dua atau lebih kasus di mana fenomena tertentu terjadi serupa hanya dalam satu kondisi, sedangkan dua atau lebih kasus di mana fenomena tertentu tidak ada berbeda dari yang pertama hanya dalam kondisi ini tidak ada , maka kondisi ini kemungkinan merupakan penyebab dari fenomena yang diamati.

4. Metode perubahan seiring: jika dengan perubahan kondisi beberapa fenomena berubah pada tingkat yang sama, dan keadaan lain tetap tidak berubah, maka kondisi ini mungkin merupakan penyebab fenomena yang diamati.

5. Metode residual: jika kondisi kompleks menghasilkan tindakan yang kompleks dan diketahui bahwa bagian dari kondisi menyebabkan bagian tertentu dari tindakan ini, maka bagian yang tersisa dari kondisi menyebabkan bagian yang tersisa dari tindakan.

Deduksi adalah perpindahan pemikiran dari ketentuan umum ke ketentuan khusus atau tunggal. Deduksi adalah metode ilmiah umum, tetapi metode deduktif sangat penting dalam matematika. Dalam sains zaman modern, filsuf dan matematikawan terkemuka R. Descartes mengembangkan dan mempromosikan metode kognisi deduktif-aksiomatik. Metodologinya bertentangan langsung dengan induktivisme empiris Bacon.

Dari posisi umum bahwa semua logam memiliki konduktivitas listrik, kita dapat menyimpulkan bahwa konduktivitas listrik dari kawat tembaga tertentu, mengetahui bahwa tembaga adalah logam. Jika proposisi umum asli benar, maka deduksi akan selalu menghasilkan kesimpulan yang benar.

Jenis deduksi yang paling umum adalah silogisme kategoris sederhana, yang menetapkan hubungan antara dua suku ekstrem S dan P berdasarkan hubungannya dengan suku tengah M. Misalnya:

Semua logam (M) menghantarkan listrik (P).

Tempat penting dalam teori penalaran deduktif juga ditempati oleh kesimpulan kategoris bersyarat.

Modus persetujuan (modus ponens):

Jika seseorang demam (a), dia sakit (b). Orang ini demam (a). Jadi dia sakit (b).

Seperti yang Anda lihat, pemikiran di sini bergerak dari pernyataan dasar ke pernyataan konsekuensi: (a -> b, a) -> b.

Modus negatif (modus tollens):

Jika seseorang demam (a), dia sakit (b). Orang ini tidak sakit (non-b). Ini berarti bahwa dia tidak memiliki suhu yang tinggi (bukan-a).

Seperti yang Anda lihat, di sini pikiran bergerak dari negasi konsekuensi ke negasi landasan: (a -› b, not-b) -› not-a.

Logika deduktif memainkan peran penting dalam memperkuat pengetahuan ilmiah dan membuktikan proposisi teoretis.

Analogi dan pemodelan. Kedua metode ini didasarkan pada identifikasi kesamaan objek atau hubungan antar objek. Model adalah perangkat yang dibuat secara artifisial oleh manusia, yang dalam hal tertentu mereproduksi objek kehidupan nyata yang menjadi objek penelitian ilmiah. Pemodelan didasarkan pada abstraksi fitur serupa di objek yang berbeda dan pembentukan hubungan tertentu di antara mereka. Dengan bantuan pemodelan, dimungkinkan untuk mempelajari sifat dan hubungan seperti itu dari fenomena yang diteliti yang mungkin tidak tersedia untuk studi langsung.

Dalam model planet atom yang terkenal, strukturnya disamakan dengan tata surya. Di sekitar nukleus masif pada jarak yang berbeda darinya, elektron cahaya bergerak di sepanjang lintasan tertutup, sama seperti planet-planet berputar mengelilingi matahari. Dalam analogi ini, seperti biasa, kesamaan ditetapkan, tetapi bukan dari objek itu sendiri, tetapi dari hubungan di antara mereka. Inti atom tidak seperti Matahari, dan elektron tidak seperti planet. Tetapi hubungan antara nukleus dan elektron sangat mirip dengan hubungan antara Matahari dan planet-planet.

Analogi antara organisme hidup dan perangkat teknis mendasari bionik. Arah sibernetika ini mempelajari struktur dan aktivitas vital organisme; keteraturan yang ditemukan dan sifat-sifat yang ditemukan kemudian digunakan untuk memecahkan masalah teknik dan membangun sistem teknis yang mendekati karakteristiknya dengan sistem kehidupan.

Dengan demikian, analogi tidak hanya memungkinkan untuk menjelaskan banyak fenomena dan membuat penemuan tak terduga dan penting, bahkan mengarah pada penciptaan arah ilmiah baru atau transformasi radikal dari yang lama.

Jenis pemodelan.

Pemodelan mental (ideal) - konstruksi berbagai representasi mental dalam bentuk model imajiner. Misalnya, dalam model ideal medan elektromagnetik yang dibuat oleh Maxwell, garis-garis gaya direpresentasikan sebagai tabung dari berbagai bagian, di mana fluida imajiner mengalir, yang tidak memiliki inersia dan kompresibilitas.

Pemodelan fisik adalah reproduksi dalam model proses yang melekat pada aslinya, berdasarkan kesamaan fisik mereka. Ini banyak digunakan untuk pengembangan dan studi eksperimental berbagai struktur (bendungan pembangkit listrik, dll.), Mesin (kualitas aerodinamis pesawat terbang, misalnya, dipelajari pada modelnya yang ditiup oleh aliran udara di terowongan angin), untuk mempelajari metode penambangan yang efisien dan aman, dll.

Pemodelan simbolik (tanda) dikaitkan dengan representasi berbagai skema, grafik, gambar, rumus sebagai model. Jenis khusus dari pemodelan simbolik adalah pemodelan matematika. Bahasa simbolis matematika memungkinkan untuk mengekspresikan sifat, sisi, hubungan objek yang paling beragam sifatnya. Hubungan antara berbagai besaran yang menggambarkan fungsi objek yang diteliti dinyatakan dengan persamaan yang sesuai.

Simulasi numerik pada komputer didasarkan pada model matematis dari objek yang diteliti dan digunakan dalam kasus sejumlah besar perhitungan yang diperlukan untuk mempelajari model ini, di mana program khusus dibuat. Dalam hal ini, algoritma (program komputer) dari fungsi objek yang diteliti bertindak sebagai model.



Pendahuluan ................................................. . .................................. 3

Metode kognisi ilmu alam .................................................. ..... 5

Fungsi dari sisi empiris, teoritis dan terapan

ilmu pengetahuan Alam ................................................ .. ................. sepuluh

Metode umum, khusus dan privat dari ilmu pengetahuan alam ............... 13

Kriteria pengetahuan alam-ilmiah .................................. 15

Kecenderungan anti-ilmiah dalam perkembangan ilmu pengetahuan ......................... 16

Kesimpulan................................................. ................... 19

Daftar Pustaka ................................................. . ........ dua puluh

pengantar

Sains adalah alasan utama revolusi ilmiah dan teknologi yang mengalir begitu cepat, transisi ke masyarakat pasca-industri, pengenalan luas teknologi informasi, munculnya "ekonomi baru", di mana hukum teori ekonomi klasik tidak menerapkan, awal dari transfer pengetahuan manusia ke dalam bentuk elektronik, sehingga nyaman untuk penyimpanan, sistematisasi, pencarian dan pengolahan, dan banyak lainnya.

Semua ini dengan meyakinkan membuktikan bahwa bentuk utama pengetahuan manusia - sains di zaman kita menjadi semakin penting dan bagian esensial dari kenyataan.

Namun, sains tidak akan begitu produktif jika tidak memiliki sistem metode, prinsip, dan keharusan pengetahuan yang melekat di dalamnya. Ini adalah metode yang dipilih dengan benar, bersama dengan bakat seorang ilmuwan, yang membantunya untuk memahami hubungan mendalam dari fenomena, mengungkapkan esensinya, menemukan hukum dan pola. Jumlah metode yang dikembangkan sains untuk memahami realitas terus meningkat. Jumlah pasti mereka mungkin sulit ditentukan. Lagi pula, ada sekitar 15.000 sains di dunia, dan masing-masing memiliki metode dan subjek penelitiannya sendiri.

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempertimbangkan kriteria dan metode pengetahuan ilmu alam. Untuk mencapai tujuan ini, tugas-tugas berikut akan diselesaikan:

Perhatikan struktur dan fungsi ilmu pengetahuan alam;

Pertimbangkan metode pengetahuan ilmiah umum, khusus dan pribadi;

Pertimbangkan subjek dan prinsip-prinsip pengetahuan ilmiah;

Pertimbangkan tren anti-ilmiah dalam pengembangan sains dan pandangan dunia modern.

Metode pengetahuan ilmu alam

Kesatuan aspek empiris dan teoritis mendasari metode ilmu alam. Mereka saling berhubungan dan saling mengkondisikan. Kehancuran mereka, atau perkembangan utama yang satu dengan mengorbankan yang lain, menutup jalan menuju pengetahuan yang benar tentang alam - teori menjadi tidak berguna, pengalaman -

Metode ilmu alam dapat dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:

1. Metode Umum, tentang subjek apa pun, sains apa pun. Ini adalah berbagai bentuk metode yang memungkinkan untuk menghubungkan semua aspek proses kognisi, semua tahapannya, misalnya, metode pendakian dari abstrak ke konkret, kesatuan logis dan historis. Ini adalah, lebih tepatnya, metode kognisi filosofis umum.

2. Metode Khusus hanya menyangkut satu sisi subjek yang diteliti atau metode penelitian tertentu:

analisis, sintesis, induksi, deduksi. Metode khusus juga mencakup observasi, pengukuran, perbandingan, dan eksperimen.

Dalam ilmu alam, metode ilmu pengetahuan khusus sangat penting, oleh karena itu, dalam kerangka kursus kami, perlu untuk mempertimbangkan esensinya secara lebih rinci.

Pengawasan - itu adalah proses persepsi yang ketat dan bertujuan atas objek-objek realitas yang tidak boleh diubah. Secara historis, metode observasi berkembang sebagai bagian integral dari operasi tenaga kerja, yang mencakup penetapan kesesuaian produk tenaga kerja dengan model yang direncanakan.

Pengamatan sebagai metode untuk mengenali realitas digunakan baik di mana eksperimen tidak mungkin atau sangat sulit (dalam astronomi, vulkanologi, hidrologi), atau di mana tugasnya adalah mempelajari fungsi atau perilaku alami suatu objek (dalam etologi, psikologi sosial, dll. .). Observasi sebagai metode mengandaikan adanya program penelitian, dibentuk atas dasar keyakinan masa lalu, fakta yang mapan, konsep yang diterima. Pengukuran dan perbandingan adalah kasus khusus dari metode observasi.

Percobaan - metode kognisi, yang dengannya fenomena realitas diselidiki dalam kondisi yang terkendali dan terkendali. Berbeda dengan observasi dengan intervensi pada objek yang diteliti, yaitu dengan aktivitas yang berhubungan dengannya. Ketika melakukan percobaan, peneliti tidak terbatas pada pengamatan pasif dari fenomena, tetapi secara sadar ikut campur dalam perjalanan alami mereka dengan secara langsung mempengaruhi proses yang sedang dipelajari atau mengubah kondisi di mana proses ini berlangsung.

Kekhususan percobaan juga terletak pada kenyataan bahwa dalam kondisi normal, proses di alam sangat kompleks dan rumit, tidak dapat menerima kontrol dan manajemen penuh. Oleh karena itu, muncul tugas untuk mengorganisir studi semacam itu di mana dimungkinkan untuk melacak jalannya proses dalam bentuk "murni". Untuk tujuan ini, dalam percobaan, faktor-faktor penting dipisahkan dari yang tidak penting, dan dengan demikian sangat menyederhanakan situasi. Akibatnya, penyederhanaan seperti itu berkontribusi pada pemahaman yang lebih dalam tentang fenomena dan memungkinkan untuk mengontrol beberapa faktor dan kuantitas yang penting untuk proses ini.

Perkembangan ilmu pengetahuan alam mengedepankan masalah ketelitian pengamatan dan percobaan. Faktanya adalah mereka membutuhkan alat dan perangkat khusus, yang baru-baru ini menjadi sangat kompleks sehingga mereka sendiri mulai memengaruhi objek pengamatan dan eksperimen, yang, menurut kondisinya, tidak seharusnya. Ini terutama berlaku untuk penelitian di bidang fisika dunia mikro (mekanika kuantum, elektrodinamika kuantum, dll.).

Analogi - metode kognisi di mana transfer pengetahuan yang diperoleh selama pertimbangan satu objek ke objek lain, yang kurang dipelajari dan sedang dipelajari, terjadi. Metode analogi didasarkan pada kesamaan objek dalam sejumlah tanda apa pun, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan pengetahuan yang cukup andal tentang subjek yang dipelajari.

Penggunaan metode analogi dalam pengetahuan ilmiah memerlukan sejumlah kehati-hatian. Di sini sangat penting untuk mengidentifikasi dengan jelas kondisi di mana ia bekerja paling efektif. Namun, dalam kasus di mana dimungkinkan untuk mengembangkan sistem aturan yang dirumuskan dengan jelas untuk mentransfer pengetahuan dari model ke prototipe, hasil dan kesimpulan dengan metode analogi menjadi bukti.

Pemodelan - metode pengetahuan ilmiah yang didasarkan pada studi objek apa pun melalui modelnya. Munculnya metode ini disebabkan oleh kenyataan bahwa kadang-kadang objek atau fenomena yang dipelajari tidak dapat diakses oleh intervensi langsung dari subjek yang berkognisi, atau intervensi semacam itu tidak sesuai karena beberapa alasan. Pemodelan melibatkan transfer kegiatan penelitian ke objek lain, bertindak sebagai pengganti objek atau fenomena yang menarik bagi kita. Objek pengganti disebut model, dan objek studi disebut asli, atau prototipe. Dalam hal ini, model bertindak sebagai pengganti prototipe, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan pengetahuan tertentu tentang yang terakhir.

Dengan demikian, esensi pemodelan sebagai metode kognisi adalah mengganti objek studi dengan model, dan objek yang berasal dari alam dan buatan dapat digunakan sebagai model. Kemungkinan pemodelan didasarkan pada kenyataan bahwa model dalam hal tertentu mencerminkan beberapa aspek prototipe. Saat membuat model, sangat penting untuk memiliki teori atau hipotesis yang tepat yang secara tegas menunjukkan batasan dan batasan penyederhanaan yang diizinkan.

Unsur utama ilmu alam adalah:

• fakta yang mapan;
• keteraturan yang menggeneralisasi kelompok fakta;
• teori, sebagai aturan, yang merupakan sistem hukum yang bersama-sama menggambarkan bagian tertentu dari realitas;
• gambar ilmiah dunia, menggambar gambaran umum dari semua realitas, di mana semua teori yang memungkinkan kesepakatan bersama disatukan menjadi semacam kesatuan sistemik.

Masalah perbedaan antara tingkat teoritis dan empiris pengetahuan ilmiah berakar pada perbedaan cara reproduksi ideal realitas objektif, pendekatan untuk konstruksi pengetahuan sistemik. Perbedaan lain, yang sudah turunan, antara kedua level ini mengikuti dari ini. Untuk pengetahuan empiris, khususnya, fungsi pengumpulan, pengumpulan, dan pemrosesan rasional utama dari data pengalaman telah ditetapkan secara historis dan logis. Tugas utamanya adalah merekam fakta. Penjelasan, interpretasi mereka adalah masalah teori.

Program metodologis telah memainkan peran historisnya yang penting. Pertama, mereka merangsang sejumlah besar studi ilmiah spesifik, dan kedua, mereka "mengukir percikan" untuk beberapa pemahaman tentang struktur pengetahuan ilmiah. Ternyata itu, seolah-olah, "berlantai dua." Dan meskipun "lantai atas" yang ditempati oleh teori tampaknya dibangun di atas "bawah" (empiris) dan tanpa yang terakhir harus runtuh, tetapi untuk beberapa alasan tidak ada tangga lurus dan nyaman di antara mereka. Dari lantai bawah ke lantai atas hanya dapat dicapai dengan "lompatan" dalam arti harfiah dan kiasan. Pada saat yang sama, tidak peduli seberapa penting dasar, dasar (tingkat empiris yang lebih rendah dari pengetahuan kita), keputusan yang menentukan nasib bangunan, masih dibuat di atas, dalam bidang teori.

Di zaman kita, model standar struktur pengetahuan ilmiah terlihat seperti ini. Kognisi dimulai dengan pembentukan dengan pengamatan atau percobaan berbagai fakta. Jika di antara fakta-fakta ini ditemukan keteraturan tertentu, pengulangan ditemukan, maka pada prinsipnya dapat dikatakan bahwa hukum empiris, generalisasi empiris primer, telah ditemukan. Dan semuanya akan baik-baik saja, tetapi, sebagai suatu peraturan, cepat atau lambat fakta-fakta seperti itu ditemukan yang tidak sesuai dengan keteraturan yang ditemukan. Di sini kecerdasan kreatif ilmuwan dipanggil untuk membantu, kemampuannya untuk membangun kembali secara mental realitas yang diketahui sehingga fakta-fakta yang keluar dari rangkaian umum, akhirnya, menjadi skema terpadu tertentu dan berhenti bertentangan dengan pola empiris yang ditemukan.

Tidak mungkin lagi menemukan skema baru ini dengan observasi, ia harus diciptakan, diciptakan secara spekulatif, menyajikannya pada awalnya dalam bentuk hipotesis teoretis. Jika hipotesis berhasil dan menghilangkan kontradiksi yang ditemukan antara fakta, dan bahkan lebih baik - memungkinkan Anda untuk memprediksi penerimaan fakta baru yang tidak sepele, ini berarti bahwa sebuah teori baru telah lahir, hukum teoretis telah ditemukan.

Diketahui, misalnya, bahwa teori evolusi Charles Darwin berada di bawah ancaman keruntuhan untuk waktu yang lama karena tersebar luas di abad ke-19. ide tentang keturunan. Diyakini bahwa transmisi sifat turun-temurun terjadi sesuai dengan prinsip "pencampuran", mis. sifat-sifat induk diturunkan kepada keturunannya dalam beberapa bentuk peralihan. Jika Anda menyilangkan, katakanlah, tanaman dengan bunga putih dan merah, maka hibrida yang dihasilkan harus memiliki bunga merah muda. Dalam kebanyakan kasus, memang demikian. Ini adalah generalisasi yang ditetapkan secara empiris berdasarkan serangkaian fakta empiris yang benar-benar valid.

Tapi dari sini, omong-omong, diikuti bahwa semua sifat yang diwariskan harus dirata-ratakan saat disilangkan. Ini berarti bahwa sifat apa pun, bahkan yang paling bermanfaat bagi organisme, yang muncul sebagai akibat dari mutasi (perubahan mendadak dalam struktur keturunan), pada akhirnya harus menghilang, larut dalam populasi. Dan ini, pada gilirannya, membuktikan bahwa seleksi alam seharusnya tidak berhasil! Insinyur Inggris F. Jenkin membuktikan ini secara matematis. "Mimpi buruk Jenkin" ini meracuni kehidupan C. Darwin sejak tahun 1867, namun ia tidak pernah menemukan jawaban yang meyakinkan. (Meskipun jawabannya telah ditemukan. Darwin sama sekali tidak mengetahuinya.)

Intinya adalah bahwa dari rangkaian fakta empiris yang teratur yang melukiskan gambaran yang secara umum meyakinkan tentang rata-rata sifat-sifat yang diwariskan, fakta-fakta empiris yang tidak kurang jelas dari tatanan yang berbeda tersingkir dengan keras kepala. Saat menyilangkan tanaman dengan bunga merah dan putih, meskipun tidak sering, hibrida dengan bunga putih atau merah murni akan tetap muncul. Namun, dengan rata-rata pewarisan sifat, ini tidak mungkin - dengan mencampur kopi dengan susu, Anda tidak bisa mendapatkan cairan hitam atau putih! Jika C. Darwin memperhatikan kontradiksi ini, pasti kemuliaan pencipta genetika akan menambah ketenarannya. Tapi dia tidak melakukannya. Namun, seperti, dan sebagian besar orang sezamannya, yang menganggap kontradiksi ini tidak signifikan. Dan sia-sia.

Lagi pula, fakta "menonjol" seperti itu merusak semua persuasif aturan empiris tentang sifat peralihan dari pewarisan sifat. Untuk menyesuaikan fakta-fakta ini ke dalam gambaran keseluruhan, beberapa skema lain dari mekanisme pewarisan diperlukan. Itu tidak diungkapkan oleh generalisasi fakta induktif langsung, itu tidak diberikan kepada pengamatan langsung. Itu harus "dilihat dengan pikiran", ditebak, dibayangkan dan dirumuskan dengan tepat dalam bentuk hipotesis teoretis.

Masalah ini, seperti diketahui, dipecahkan dengan brilian oleh G. Mendel. Inti dari hipotesis yang diajukan olehnya dapat diungkapkan sebagai berikut: pewarisan bukanlah perantara, tetapi diskrit. Sifat-sifat yang diwariskan ditransmisikan dalam partikel-partikel diskrit (hari ini kita menyebutnya gen). Oleh karena itu, ketika faktor-faktor keturunan diturunkan dari generasi ke generasi, mereka terpecah, dan tidak bercampur. Skema sederhana yang cerdik ini, yang kemudian berkembang menjadi teori yang koheren, menjelaskan semua fakta empiris sekaligus. Pewarisan sifat berlangsung dalam mode pemisahan, dan oleh karena itu kemunculan hibrida dengan sifat "tidak bercampur" adalah mungkin. Dan "pencampuran" yang diamati dalam banyak kasus disebabkan oleh fakta bahwa, sebagai suatu peraturan, bukan hanya satu, tetapi banyak gen yang bertanggung jawab atas pewarisan suatu sifat, yang "melumasi" pemisahan Mendel. Prinsip seleksi alam terselamatkan, "mimpi buruk Jenkin" hilang.

Dengan demikian, model tradisional struktur pengetahuan ilmiah mengasumsikan pergerakan sepanjang rantai: pembentukan fakta empiris - generalisasi empiris primer - penemuan fakta yang menyimpang dari aturan - penemuan hipotesis teoretis dengan skema penjelasan baru - kesimpulan logis (deduksi) dari hipotesis semua fakta yang diamati, yang merupakan pemeriksaan kebenarannya. Konfirmasi hipotesis membentuknya menjadi hukum teoretis. Model pengetahuan ilmiah seperti itu disebut hipotetis-deduktif. Diyakini bahwa banyak pengetahuan ilmiah modern dibangun dengan cara ini.

Fungsi aspek empiris, teoretis, dan terapan ilmu alam

Pendukung utama, landasan ilmu tentu saja fakta yang mapan. Jika mereka ditetapkan dengan benar (dikonfirmasi oleh banyak bukti pengamatan, eksperimen, tes, dll.), maka mereka dianggap tidak dapat disangkal dan wajib. Ini empiris, yaitu. dasar eksperimental ilmu. Jumlah fakta yang dikumpulkan oleh sains terus meningkat. Secara alami, mereka tunduk pada generalisasi empiris primer, dibawa ke dalam berbagai sistem dan klasifikasi. Keumuman fakta yang ditemukan dalam pengalaman, keseragamannya membuktikan fakta bahwa hukum empiris tertentu telah ditemukan, aturan umum yang menjadi subjek fenomena yang diamati secara langsung.

Tetapi apakah ini berarti bahwa sains telah memenuhi tugas utamanya, yang, seperti yang Anda ketahui, adalah menetapkan hukum? Sayangnya tidak. Bagaimanapun, pola-pola yang ditetapkan pada tingkat empiris, sebagai suatu peraturan, tidak banyak menjelaskan. Misalnya, pengamat kuno menemukan bahwa sebagian besar objek bercahaya di langit malam bergerak di sepanjang lintasan melingkar yang jelas, sementara beberapa lainnya membuat semacam gerakan seperti lingkaran. Oleh karena itu, ada aturan umum untuk keduanya, tetapi bagaimana menjelaskannya? Dan tidak mudah untuk menjelaskan jika Anda tidak tahu bahwa yang pertama adalah bintang, dan yang kedua adalah planet, dan perilaku "salah" mereka di langit disebabkan oleh rotasi mengelilingi Matahari bersama dengan Bumi.

Selain itu, keteraturan empiris biasanya tidak terlalu heuristik, yaitu tidak membuka arah penelitian ilmiah lebih lanjut. Tugas-tugas ini sudah diselesaikan pada tingkat pengetahuan yang berbeda - yang teoretis.

Masalah membedakan antara dua tingkat pengetahuan ilmiah - teoretis dan empiris (eksperimental) - berasal dari satu ciri khusus organisasinya. Inti dari ciri ini terletak pada adanya berbagai jenis generalisasi materi yang tersedia untuk dipelajari. Sains membuat hukum. Dan hukum adalah hubungan fenomena yang esensial, perlu, stabil, berulang, yaitu. sesuatu yang umum, dan jika lebih ketat, maka sesuatu yang umum untuk fragmen realitas ini atau itu.

Umum (atau umum) dalam hal-hal ditetapkan dengan mengabstraksikan, mengalihkan dari mereka sifat-sifat, tanda-tanda, karakteristik yang diulang, serupa, sama dalam banyak hal dari kelas yang sama. Inti dari generalisasi formal-logis justru terletak pada abstraksi dari objek-objek “kesamaan”, invarians tersebut. Metode generalisasi ini disebut "abstrak-universal". Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa ciri umum yang dibedakan dapat diambil secara sewenang-wenang, acak dan sama sekali tidak mengungkapkan esensi dari fenomena yang diteliti.

Misalnya, definisi kuno yang terkenal tentang manusia sebagai makhluk "berkaki dua dan tanpa bulu" pada prinsipnya berlaku untuk setiap individu dan, oleh karena itu, merupakan karakteristik umum abstrak darinya. Tetapi apakah itu memberikan sesuatu untuk memahami esensi manusia dan sejarahnya? Definisi yang mengatakan bahwa seseorang adalah makhluk yang menghasilkan alat, sebaliknya, secara formal tidak dapat diterapkan oleh kebanyakan orang. Namun, justru inilah yang memungkinkan untuk membangun struktur teoretis tertentu yang, secara umum, secara memuaskan menjelaskan sejarah pembentukan dan perkembangan manusia.

Di sini kita sudah berurusan dengan jenis generalisasi yang berbeda secara fundamental, yang memungkinkan untuk memilih yang universal dalam objek tidak secara nominal, tetapi pada intinya. Dalam hal ini, universal dipahami bukan sebagai kesamaan objek yang sederhana, pengulangan berulang dari fitur yang sama di dalamnya, tetapi sebagai koneksi alami dari banyak objek, mengubahnya menjadi momen, sisi dari satu kesatuan, sistem. Dan di dalam sistem ini, universalitas, yaitu. milik sistem tidak hanya mencakup persamaan, tetapi juga perbedaan, dan bahkan berlawanan. Kesamaan objek diwujudkan di sini bukan dalam kesamaan eksternal, tetapi dalam kesatuan genesis, prinsip umum koneksi dan perkembangannya.

Inilah perbedaan dalam cara menemukan hal-hal umum dalam hal-hal, yaitu. membangun pola, dan memisahkan tingkat empiris dan teoritis pengetahuan. Pada tingkat pengalaman indrawi-praktis (empiris), dimungkinkan untuk memperbaiki hanya ciri-ciri umum eksternal dari hal-hal dan fenomena. Tanda-tanda internal penting mereka di sini hanya bisa ditebak, ditangkap secara kebetulan. Hanya tingkat pengetahuan teoretis yang memungkinkan menjelaskan dan mendukungnya.

Secara teori, ada reorganisasi atau restrukturisasi dari bahan empiris yang diperoleh berdasarkan prinsip-prinsip awal tertentu. Ini seperti permainan balok anak-anak dengan potongan-potongan gambar yang berbeda. Agar kubus yang tersebar secara acak membentuk satu gambar, diperlukan ide umum tertentu, prinsip penambahannya. Dalam permainan anak-anak, prinsip ini diatur dalam bentuk gambar stensil yang sudah jadi. Tetapi bagaimana prinsip-prinsip awal pengorganisasian konstruksi pengetahuan ilmiah seperti itu ditemukan dalam teori adalah rahasia besar kreativitas ilmiah.

Sains dianggap sebagai materi yang kompleks dan kreatif karena tidak ada transisi langsung dari empirisme ke teori. Teori tidak dibangun oleh generalisasi pengalaman induktif langsung. Ini, tentu saja, tidak berarti bahwa teori sama sekali tidak berhubungan dengan pengalaman. Dorongan awal untuk penciptaan setiap konstruksi teoretis diberikan hanya oleh pengalaman praktis. Dan kebenaran kesimpulan teoretis diperiksa lagi oleh aplikasi praktisnya. Namun, proses membangun teori dan pengembangan selanjutnya relatif tidak tergantung pada praktik.

Metode umum, khusus dan privat dari ilmu pengetahuan alam

Tingkat kognisi yang dipertimbangkan juga berbeda menurut objek studi. Melakukan penelitian pada tingkat empiris, ilmuwan berhubungan langsung dengan objek-objek alam dan sosial. Teori ini bekerja secara eksklusif dengan objek yang diidealkan (titik material, gas ideal, benda yang benar-benar kaku, dll.). Semua ini menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam metode penelitian yang digunakan. Untuk tingkat empiris, metode seperti observasi, deskripsi, pengukuran, eksperimen, dll adalah umum.Teori lebih suka menggunakan metode aksiomatik, sistemik, analisis struktural-fungsional, pemodelan matematika, dll.

Tentu saja ada metode yang digunakan di semua tingkat pengetahuan ilmiah: abstraksi, generalisasi, analogi, analisis dan sintesis, dll. Namun tetap saja, perbedaan metode yang digunakan pada tingkat teoretis dan empiris bukanlah kebetulan.

Selain itu, masalah metodelah yang menjadi titik tolak dalam proses memahami ciri-ciri pengetahuan teoretis. Pada abad ke-17, di era kelahiran ilmu pengetahuan alam klasik, F. Bacon dan R. Descartes merumuskan dua program metodologis yang berbeda arah untuk pengembangan ilmu pengetahuan: empiris (induksionis) dan rasionalistik (deduksi).

Dengan induksi, merupakan kebiasaan untuk memahami metode penalaran seperti itu di mana kesimpulan umum dibuat berdasarkan generalisasi dari premis-premis tertentu. Sederhananya, ini adalah perpindahan pengetahuan dari khusus ke umum. Gerakan dalam arah yang berlawanan, dari umum ke khusus, disebut deduksi.

Logika pertentangan antara empirisme dan rasionalisme dalam pertanyaan tentang metode utama untuk memperoleh pengetahuan baru umumnya sederhana.

Empirisme. Pengetahuan nyata dan setidaknya agak praktis tentang dunia hanya dapat diperoleh dari pengalaman, yaitu. berdasarkan pengamatan dan percobaan. Dan pengamatan atau eksperimen apa pun adalah tunggal. Oleh karena itu, satu-satunya cara yang mungkin untuk mengetahui alam adalah beralih dari kasus-kasus tertentu ke generalisasi yang lebih luas, yaitu. induksi. Cara lain untuk menemukan hukum alam, ketika pertama kali mereka membangun fondasi yang paling umum, dan kemudian beradaptasi dengan mereka dan menggunakannya untuk memeriksa kesimpulan tertentu, menurut F. Bacon, "ibu dari kesalahan dan bencana semua ilmu pengetahuan. ."

Rasionalisme. Sampai saat ini, yang paling andal dan sukses adalah ilmu matematika. Dan mereka menjadi seperti itu karena mereka menggunakan metode penyelidikan yang paling efektif dan andal: intuisi intelektual dan deduksi. Intuisi memungkinkan Anda untuk melihat dalam kenyataan kebenaran yang begitu sederhana dan terbukti dengan sendirinya sehingga tidak mungkin untuk meragukannya. Deduksi, di sisi lain, memastikan derivasi pengetahuan yang lebih kompleks dari kebenaran sederhana ini. Dan jika dilakukan menurut aturan yang ketat, itu akan selalu hanya mengarah pada kebenaran, dan tidak pernah ke kesalahan. Penalaran induktif, tentu saja, juga baik, tetapi tidak dapat mengarah pada penilaian universal di mana hukum diekspresikan.

Program-program metodologis ini sekarang dianggap ketinggalan zaman dan tidak memadai. Empirisme tidak cukup karena induksi tidak akan pernah benar-benar mengarah pada penilaian universal, karena dalam kebanyakan situasi pada dasarnya tidak mungkin untuk mencakup semua kasus khusus yang tak terbatas yang menjadi dasar penarikan kesimpulan umum. Dan tidak ada teori modern besar yang dibangun dengan generalisasi induktif langsung. Rasionalisme, di sisi lain, ternyata telah habis, karena sains modern telah mengambil bidang-bidang realitas seperti itu (di dunia mikro dan mega) di mana "pembuktian diri" yang diperlukan dari kebenaran-kebenaran sederhana telah sepenuhnya hilang. Dan peran metode kognisi eksperimental ternyata diremehkan di sini.

Kriteria pengetahuan ilmu alam

Untuk menentukan kriteria pengetahuan ilmu alam, beberapa prinsip telah dirumuskan oleh arahan metodologi ilmu pengetahuan. Salah satunya disebut prinsip verifikasi: konsep atau penilaian apa pun memiliki nilai jika dapat direduksi menjadi pengalaman atau pernyataan langsung tentangnya, mis. dapat diverifikasi secara empiris. Jika tidak mungkin menemukan sesuatu yang dapat diperbaiki secara empiris untuk penilaian semacam itu, maka itu mewakili tautologi atau tidak berarti. Karena konsep-konsep teori yang dikembangkan, sebagai suatu peraturan, tidak dapat direduksi menjadi data eksperimen, relaksasi telah dibuat untuk mereka: verifikasi tidak langsung juga dimungkinkan. Misalnya, tidak mungkin untuk menunjukkan analog eksperimental dari konsep "quark". Tapi teori quark memprediksi sejumlah fenomena yang sudah bisa diperbaiki secara empiris, eksperimental. Dan dengan demikian secara tidak langsung memverifikasi teori itu sendiri.

Prinsip verifikasi memungkinkan, sebagai pendekatan pertama, untuk membatasi pengetahuan ilmiah dari pengetahuan yang jelas-jelas ekstra-ilmiah. Namun, dia tidak dapat membantu di mana sistem gagasan dirancang sedemikian rupa sehingga benar-benar semua fakta empiris yang mungkin dapat ditafsirkan sesuai keinginan mereka - ideologi, agama, astrologi, dll. Dalam kasus seperti itu, berguna untuk menggunakan prinsip lain untuk membedakan antara sains dan non-sains, yang diusulkan oleh filsuf terbesar abad ke-20. K. Popper, - prinsip pemalsuan. Ini menyatakan bahwa kriteria untuk status ilmiah suatu teori adalah falsifiability atau sanggahannya. Dengan kata lain, hanya pengetahuan itu yang dapat mengklaim gelar "ilmiah", yang pada prinsipnya dapat disangkal.

Terlepas dari bentuk paradoks luar, dan mungkin karena itu, prinsip ini memiliki makna yang sederhana dan dalam. K. Popper menarik perhatian pada asimetri signifikan dari prosedur konfirmasi dan sanggahan dalam kognisi. Tidak ada jumlah apel yang jatuh yang cukup untuk akhirnya mengkonfirmasi kebenaran hukum gravitasi universal. Namun, hanya satu apel yang terbang menjauh dari Bumi sudah cukup untuk mengakui hukum ini sebagai salah. Oleh karena itu, upaya untuk memalsukan, yaitu. menyangkal teori harus paling efektif dalam hal mengkonfirmasi kebenaran dan karakter ilmiahnya.

Sebuah teori yang pada prinsipnya tak terbantahkan tidak bisa menjadi ilmiah. Gagasan tentang penciptaan dunia yang ilahi, pada prinsipnya, tidak dapat disangkal. Untuk setiap upaya untuk menyangkalnya dapat disajikan sebagai hasil dari tindakan dari rencana ilahi yang sama, semua kompleksitas dan ketidakpastian yang terlalu sulit bagi kita. Tapi karena ide ini tak terbantahkan, itu berarti di luar sains.

Namun, dapat dicatat bahwa prinsip pemalsuan yang konsisten membuat pengetahuan apa pun menjadi hipotetis, yaitu. menghilangkannya dari kelengkapan, kemutlakan, kekekalan. Tapi ini mungkin tidak buruk: itu adalah ancaman pemalsuan yang terus-menerus yang membuat sains "dalam kondisi yang baik", tidak membiarkannya mandek, berpuas diri. Kritik adalah sumber terpenting dari pertumbuhan sains dan fitur integral dari citranya.

Kecenderungan anti-ilmiah dalam perkembangan ilmu pengetahuan

Prestasi metode ilmiah sangat besar dan tidak dapat disangkal. Dengan bantuannya, umat manusia, bukannya tanpa kenyamanan, menetap di seluruh planet, menempatkan energi air, uap, listrik, atom sebagai layanannya, mulai menjelajahi luar angkasa dekat Bumi, dll. Terlebih lagi, jika kita tidak lupa bahwa sebagian besar dari semua pencapaian sains telah diperoleh selama seratus lima puluh tahun terakhir, maka efeknya sangat besar - umat manusia paling jelas mempercepat perkembangannya dengan bantuan sains. Dan ini mungkin baru permulaan. Jika sains terus berkembang dengan percepatan seperti itu, prospek menakjubkan apa yang menanti umat manusia! Kira-kira sentimen seperti itu dimiliki dunia beradab pada tahun 60-70-an. abad kita. Namun, lebih dekat ke akhir, prospek cemerlang sedikit meredup, harapan antusias berkurang, dan bahkan kekecewaan muncul: sains jelas tidak dapat mengatasi memastikan kesejahteraan umum.

Saat ini, masyarakat memandang sains dengan lebih bijaksana. Secara bertahap mulai disadari bahwa metode ilmiah memiliki biaya, ruang lingkup, dan batas penerapannya. Ilmu itu sendiri sudah jelas sejak lama. Dalam metodologi sains, pertanyaan tentang batasan metode ilmiah telah diperdebatkan setidaknya sejak zaman I. Kant. Wajar jika perkembangan ilmu pengetahuan terus menerus menemui berbagai macam hambatan dan batasan. Itulah sebabnya metode ilmiah sedang dikembangkan untuk mengatasinya. Namun, sayangnya, beberapa dari batasan ini harus diakui sebagai hal yang mendasar. Anda mungkin tidak akan pernah bisa mengatasinya.

Salah satu batasan ini digariskan oleh pengalaman kami. Tidak peduli bagaimana Anda mengkritik empirisme karena tidak lengkap atau sepihak, premis aslinya masih benar: sumber utama dari semua pengetahuan manusia adalah pengalaman (dalam semua bentuk yang mungkin). Dan pengalaman kami, meskipun hebat, pasti terbatas. Setidaknya saat keberadaan umat manusia. Puluhan ribu tahun praktik sosio-historis, tentu saja, banyak, tetapi apa dibandingkan dengan keabadian? Dan dapatkah pola-pola itu, yang hanya dikonfirmasi oleh pengalaman manusia yang terbatas, diperluas ke seluruh Alam Semesta yang tak terbatas? Tentu saja, adalah mungkin untuk menyebarkan sesuatu, hanya kebenaran kesimpulan akhir dalam penerapannya pada apa yang berada di luar batas pengalaman akan selalu tetap tidak lebih dari probabilistik.

Terlebih lagi, dengan lawan empirisme - rasionalisme, yang membela model deduktif dari penyebaran pengetahuan, situasinya tidak lebih baik. Memang, dalam hal ini, semua pernyataan dan hukum teori tertentu diturunkan dari asumsi primer umum, postulat, aksioma, dll. Namun, postulat dan aksioma primer ini, yang tidak dapat disimpulkan dan, oleh karena itu, tidak dapat dibuktikan dalam kerangka teori tertentu, selalu penuh dengan kemungkinan sanggahan. Ini juga berlaku untuk semua fundamental, yaitu. teori yang paling umum. Seperti, khususnya, dalil-dalil dunia tak terhingga, materialitasnya, simetrinya, dll. Tidak dapat dikatakan bahwa pernyataan-pernyataan ini sepenuhnya tidak terbukti. Mereka dibuktikan setidaknya oleh fakta bahwa semua konsekuensi yang disimpulkan dari mereka tidak bertentangan satu sama lain dan kenyataan. Tapi bagaimanapun juga, kita hanya bisa berbicara tentang realitas yang telah kita pelajari. Di luar batasnya, kebenaran postulat-postulat tersebut dari yang tidak ambigu kembali berubah menjadi probabilistik. Jadi dasar-dasar ilmu itu sendiri tidak mutlak dan, pada prinsipnya, dapat digoyahkan setiap saat.

Jadi, adalah mungkin untuk menyimpulkan apa yang telah dikatakan dengan cara yang aneh: "perangkat kognitif" kita kehilangan keandalannya dalam transisi ke bidang realitas yang jauh dari pengalaman sehari-hari. Para ilmuwan tampaknya telah menemukan jalan keluar: untuk menggambarkan realitas yang tidak dapat diakses oleh pengalaman, mereka beralih ke bahasa notasi abstrak dan matematika.

Kesimpulan

Dalam makalah ini, kriteria untuk pengetahuan ilmu alam dipertimbangkan. Sebagai kesimpulan, kesimpulan berikut dapat diambil:

Model tradisional struktur pengetahuan ilmiah melibatkan pergerakan sepanjang rantai: pembentukan fakta empiris - generalisasi empiris primer - penemuan fakta yang menyimpang dari aturan - penemuan hipotesis teoretis dengan skema penjelasan baru - a kesimpulan logis (deduksi) dari hipotesis semua fakta yang diamati, yang merupakan uji kebenarannya.

Konfirmasi hipotesis membentuknya menjadi hukum teoretis. Model pengetahuan ilmiah seperti itu disebut hipotetis-deduktif. Diyakini bahwa banyak pengetahuan ilmiah modern dibangun dengan cara ini.

Teori tidak dibangun oleh generalisasi pengalaman induktif langsung. Ini, tentu saja, tidak berarti bahwa teori sama sekali tidak berhubungan dengan pengalaman. Dorongan awal untuk penciptaan setiap konstruksi teoretis diberikan hanya oleh pengalaman praktis. Dan kebenaran kesimpulan teoretis diperiksa lagi oleh aplikasi praktisnya. Namun, proses membangun teori, dan pengembangan lebih lanjut, dilakukan secara relatif terlepas dari praktik.

Kriteria umum, atau norma-norma yang bersifat ilmiah, selalu dimasukkan dalam standar pengetahuan ilmiah. Norma yang lebih spesifik yang menentukan skema kegiatan penelitian tergantung pada bidang studi ilmu dan konteks sosial budaya lahirnya teori tertentu.

Seseorang dapat meringkas apa yang telah dikatakan dengan cara yang aneh: "perangkat kognitif" kita kehilangan keandalannya dalam transisi ke bidang realitas yang jauh dari pengalaman sehari-hari. Para ilmuwan tampaknya telah menemukan jalan keluar: untuk menggambarkan realitas yang tidak dapat diakses oleh pengalaman, mereka beralih ke bahasa notasi abstrak dan matematika.

Bibliografi

1. Gorelov A.A. Konsep ilmu alam modern. - M.: Pusat, 2003. S. 36.
2. Kuznetsov V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Ilmu pengetahuan Alam. - M.: Agar, 1996. S. 61
3. Lakatos I. Metodologi program penelitian ilmiah. – M.: Vlados, 1995.
4. Filsafat ilmu modern. - M.: Logos, 1996.
5. Stepin V. S., Gorokhov V. G., Rozov M. A. Filsafat sains dan teknologi. - M.: Gardarika, 1996. Hal.97.
6. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Hukum evolusi dan pengaturan diri dari sistem yang kompleks. - M.: Nauka, 1994. S. 121.
7. Konsep ilmu alam modern. / Di bawah kepemimpinan prof. V.N. Lavrinenko, V.P. Ratnikov. - M.: UNITA-DANA, 1999. Hal.68.

Pengetahuan ilmiah disebut juga penelitian ilmiah. Sains bukan hanya hasil penelitian ilmiah, melainkan penelitian itu sendiri.

Kompleksitas pengetahuan ilmiah ditentukan oleh adanya tingkatan, metode, dan bentuk pengetahuan di dalamnya.

Tingkat pengetahuan:

1. empiris
2. teoretis.

Penelitian empiris (dari bahasa Yunani empeiria - pengalaman) adalah pengetahuan eksperimental. Tingkat empiris pengetahuan ilmiah dicirikan oleh studi langsung tentang kehidupan nyata, objek yang dirasakan secara sensual. Pada tingkat struktural empiris pengetahuan adalah hasil kontak langsung dengan realitas “hidup” dalam observasi dan eksperimen.

Studi teoritis(dari theoria Yunani - saya memeriksa, mengeksplorasi) adalah sistem pernyataan logis, termasuk rumus matematika, diagram, grafik, dll., Yang dibentuk untuk menetapkan hukum fenomena alam, teknis, dan sosial. Ke tingkat teoretis mencakup semua bentuk dan metode kognisi yang menyediakan penciptaan, konstruksi, dan pengembangan teori ilmiah.

Pada tingkat teoretis, mereka menggunakan pembentukan konsep, abstraksi, idealisasi dan model mental, membangun hipotesis dan teori, menemukan hukum sains.

Bentuk utama dari pengetahuan ilmiah

• data,
• Masalah,
• hukum empiris,
• hipotesis
• teori.

Maknanya adalah untuk mengungkapkan dinamika proses kognisi dalam perjalanan penelitian dan studi suatu objek.

Artinya, pada kenyataannya, pengetahuan dilakukan dalam tiga tahap:

1) pencarian, akumulasi fakta ilmiah dalam rentang fenomena yang diteliti;

2) memahami akumulasi informasi, menyatakan hipotesis ilmiah, membangun teori;

3) verifikasi eksperimental teori, pengamatan fenomena yang sebelumnya tidak diketahui yang diprediksi oleh teori dan mengkonfirmasi validitasnya.

Pada tingkat empiris, dengan bantuan observasi dan eksperimen, subjek menerima pengetahuan ilmiah terutama dalam bentuk fakta empiris.

Fakta - pengetahuan yang dapat dipercaya yang menyatakan bahwa peristiwa tertentu telah terjadi, fenomena tertentu telah terdeteksi, dll., tetapi tidak menjelaskan mengapa hal ini terjadi (contoh fakta: percepatan benda yang jatuh bebas adalah 9,81 m/s²)

Masalah terjadi ketika fakta yang baru ditemukan tidak dapat dijelaskan dan dipahami dengan menggunakan teori lama

hukum empiris(berkelanjutan, berulang dalam fenomena)- hasil generalisasi, pengelompokan, sistematisasi fakta.

Contoh: semua logam menghantarkan listrik dengan baik;

Sebuah hipotesis dibentuk atas dasar generalisasi empiris.

Hipotesa - ini adalah asumsi yang memungkinkan Anda untuk menjelaskan dan mengukur fenomena yang diamati . Hipotesis mengacu pada tingkat teoritis pengetahuan .

Jika hipotesis dikonfirmasi, maka menjadi dari pengetahuan probabilistik menjadi andal, yaitu . ke dalam teori.

Penciptaan teori adalah tujuan tertinggi dan akhir dari ilmu dasar

Teori mewakili sistem pengetahuan yang benar, sudah terbukti, dikonfirmasi tentang esensi fenomena, bentuk tertinggi dari pengetahuan ilmiah.

Fungsi yang paling penting dari teori: penjelasan dan prediksi.

Eksperimen adalah kriteria kebenaran hipotesis dan teori ilmiah.

Metode pengetahuan ilmiah.

Metode ilmiah memainkan peran penting dalam pengetahuan ilmiah.

Mari kita pertimbangkan dulu apa itu metode secara umum.

Metode (Yunani - "jalan", "jalan")

Dalam arti kata yang paling luas, metode dipahami sebagai cara, cara untuk mencapai suatu tujuan.

Metode adalah suatu bentuk eksplorasi praktis dan teoretis tentang realitas, berdasarkan hukum-hukum perilaku objek yang diteliti.

Setiap bentuk kegiatan didasarkan pada beberapa metode, pilihannya sangat tergantung pada hasilnya. Metode mengoptimalkan aktivitas manusia, melengkapi seseorang dengan cara paling rasional untuk mengatur aktivitasnya.

metode ilmiah- itu adalah organisasi sarana pengetahuan (instrumen, alat, teknik, operasi, dll) untuk mencapai kebenaran ilmiah.

Klasifikasi metode berdasarkan tingkat pengetahuan:

Tingkat pengetahuan empiris meliputi metode: observasi, eksperimen, pemodelan subjek, pengukuran, deskripsi hasil yang diperoleh, perbandingan, dll.

Pengamatan adalah refleksi sensual dari objek dan fenomena, di mana seseorang menerima informasi utama tentang dunia di sekitarnya. Hal utama dalam observasi adalah tidak melakukan perubahan apapun terhadap realitas yang dipelajari selama penelitian. .

Pengamatan mengandaikan adanya rencana penelitian tertentu, asumsi yang harus dianalisis dan diverifikasi. Hasil observasi dicatat dalam deskripsi yang menunjukkan ciri-ciri dan sifat-sifat objek yang diteliti yang menjadi subjek penelitian. Deskripsi harus selengkap, akurat dan seobjektif mungkin. Berdasarkan mereka, generalisasi empiris, sistematisasi dan klasifikasi dibuat.

Percobaan– pengaruh yang disengaja dan dikontrol secara ketat dari peneliti pada objek atau fenomena yang menarik untuk mempelajari berbagai aspek, koneksi dan hubungan. Dalam hal ini, objek atau fenomena ditempatkan dalam kondisi spesifik dan variabel khusus. Kekhususan eksperimen ini juga memungkinkan Anda melihat objek atau proses dalam bentuknya yang paling murni.

Tingkat pengetahuan teoritis meliputi metode: formalisasi, abstraksi, idealisasi, aksiomatisasi, hipotetis-deduktif, dll.

Klasifikasi metode berdasarkan ruang lingkup:

1. universal - aplikasi di semua cabang aktivitas manusia

• metafisik
• dialektis

2. ilmiah umum- aplikasi di semua bidang ilmu:

• Induksi - cara penalaran atau metode memperoleh pengetahuan di mana kesimpulan umum dibuat atas dasar generalisasi referensi tertentu (Francis Bacon).

· Pengurangan - bentuk inferensi dari umum ke khusus dan tunggal (Rene Descartes).

· Analisis- metode pengetahuan ilmiah, yang didasarkan pada prosedur pembagian mental atau nyata dari suatu objek menjadi bagian-bagian penyusunnya dan studinya yang terpisah.

· Perpaduan- metode pengetahuan ilmiah, yang didasarkan pada kombinasi elemen yang diidentifikasi dengan analisis.

· Perbandingan- metode pengetahuan ilmiah yang memungkinkan Anda untuk menetapkan kesamaan dan perbedaan antara objek yang diteliti

· Klasifikasi- metode pengetahuan ilmiah, yang menggabungkan objek-objek kelas menjadi satu yang semirip mungkin satu sama lain dalam fitur-fitur esensial.

· Analogi- metode kognisi, di mana adanya kesamaan, kebetulan fitur objek yang tidak identik memungkinkan kita untuk mengasumsikan kesamaannya dalam fitur lain.

· abstraksi- metode berpikir, yang terdiri dari mengabstraksi dari sifat-sifat dan hubungan objek yang diteliti yang tidak signifikan, tidak signifikan untuk subjek kognisi, sambil secara bersamaan menyoroti sifat-sifatnya yang tampaknya penting dan esensial dalam konteks penelitian.

· Pemodelan- metode penggantian objek yang diteliti dengan yang serupa menurut sejumlah sifat dan karakteristik yang menarik bagi peneliti. Dalam penelitian modern, berbagai jenis pemodelan digunakan: subjek, mental, simbolik, komputer.

3. Metode ilmiah khusus - aplikasi di bagian ilmu yang terpisah.

Keragaman metode pengetahuan ilmiah menciptakan kesulitan dalam penerapannya dan pemahaman tentang perannya. Masalah-masalah ini diselesaikan dengan bidang pengetahuan khusus - metodologi.

Metodologi- Mengajarkan tentang metode. Tugasnya adalah mempelajari asal usul, esensi, keefektifan, dan karakteristik lain dari metode kognitif.

Metodologi pengetahuan ilmiah - doktrin prinsip-prinsip konstruksi, bentuk dan metode kegiatan ilmiah dan kognitif.

Ini mencirikan komponen penelitian ilmiah - objeknya, subjek analisis, tugas penelitian (atau masalah), totalitas alat penelitian yang diperlukan untuk memecahkan masalah jenis ini, dan juga membentuk gagasan tentang urutan tindakan penelitian. peneliti dalam proses memecahkan masalah.

Periode evolusioner dan revolusioner dalam perkembangan ilmu pengetahuan alam. Pengertian revolusi ilmiah, tahapan dan jenisnya.

Perkembangan ilmu pengetahuan alam tidak hanya merupakan proses monoton dari akumulasi kuantitatif pengetahuan tentang alam sekitarnya (tahap evolusi).

Dalam perkembangan ilmu pengetahuan, terdapat titik balik (revolusi ilmiah) yang secara radikal mengubah pandangan dunia sebelumnya.

Konsep "revolusi" itu sendiri membuktikan pemutusan radikal dalam gagasan yang ada tentang alam secara keseluruhan; terjadinya krisis dalam menjelaskan fakta.

Revolusi ilmiah adalah proses alami dan berulang secara berkala dalam sejarah transisi kualitatif dari satu cara kognisi ke cara kognisi lainnya, yang mencerminkan hubungan dan hubungan alam yang lebih dalam.

Revolusi ilmiah dalam signifikansinya bisa jauh melampaui area spesifik di mana mereka terjadi.

Membedakan revolusi ilmiah umum dan ilmiah swasta.

Ilmiah umum: sistem heliosentris dunia oleh N. Copernicus, mekanika klasik Newton, teori evolusi Darwin, munculnya mekanika kuantum, dll.

Ilmiah pribadi:- munculnya mikroskop dalam biologi, teleskop dalam astronomi.

Revolusi ilmiah memiliki strukturnya sendiri, tahap-tahap utama perkembangannya.

1. pembentukan prasyarat langsung (empiris, teoretis, nilai) dari cara kognisi baru di kedalaman yang lama.
2. pengembangan langsung dari cara baru untuk mengetahui.
3. persetujuan cara baru yang kualitatif untuk mengetahui .

Gambaran ilmiah dunia (ncm) - salah satu konsep dasar dalam ilmu alam.

Pada intinya gambaran ilmiah dunia - ini adalah bentuk khusus dari sistematisasi pengetahuan, generalisasi kualitatif dan sintesis ideologis dari berbagai teori ilmiah. Ini adalah sistem gagasan integral tentang sifat umum dan hukum alam.

Gambaran ilmiah dunia mencakup pencapaian sains yang paling penting, menciptakan pemahaman tertentu tentang dunia dan tempat manusia di dalamnya.

Pertanyaan mendasar dijawab oleh gambaran ilmiah dunia:

Tentang materi

Tentang gerakan

Tentang interaksi

Tentang ruang dan waktu

Tentang kausalitas, keteraturan, dan kebetulan

Tentang kosmologi (struktur umum dan asal usul dunia

Menjadi sistem gagasan yang integral tentang sifat-sifat umum dan keteraturan dunia objektif, gambaran ilmiah tentang dunia ada sebagai struktur kompleks yang mencakup gambaran ilmiah umum tentang dunia, gambaran ilmiah alami tentang dunia, dan gambaran tentang dunia. dunia ilmu individu (fisik, biologi, geologi, dll)).

Dasar dari gambaran ilmiah modern tentang dunia adalah pengetahuan dasar yang diperoleh terutama di bidang fisika. Namun, dalam dekade terakhir abad terakhir, pendapat itu semakin menegaskan bahwa biologi menempati posisi terdepan dalam gambaran ilmiah modern dunia. Ide-ide biologi secara bertahap memperoleh karakter universal dan menjadi prinsip dasar ilmu-ilmu lain. Secara khusus, dalam sains modern, ide universal semacam itu adalah ide pembangunan, yang penetrasinya ke dalam kosmologi, fisika, kimia, antropologi, sosiologi, dll. menyebabkan perubahan signifikan dalam pandangan manusia tentang dunia.

TAHAP SEJARAH PENGETAHUAN ALAM

Menurut para sejarawan ilmu pengetahuan, ada 4 tahapan dalam perkembangan ilmu pengetahuan alam:

1. Naturphilosophical (pra-klasik) - abad ke-6. SM-2 abad M

2. analitis (klasik) - abad 16-19)

3. sintetis (non-klasik) - akhir abad ke-19 - abad ke-20

4. integral - diferensial (pasca-non-klasik) - akhir abad ke-20 - awal abad ke-21.

Pada zaman primitif, terjadi akumulasi pengetahuan empiris spontan tentang alam.

Kesadaran manusia di era ini ada dua tingkat:

Tingkat pengetahuan sehari-hari biasa;

tingkat pembuatan mitos sebagai bentuk sistematisasi pengetahuan sehari-hari .

Pembentukan gambaran ilmiah pertama tentang dunia terjadi dalam budaya Yunani kuno - gambaran alam-filosofis dunia.

Penemuan paling signifikan dari Renaisans meliputi: studi eksperimental hukum gerak planet, penciptaan sistem heliosentris dunia oleh N. Copernicus, studi tentang hukum benda jatuh, hukum inersia dan prinsip relativitas Galileo.

Paruh kedua abad ke-17- hukum mekanika dan hukum gravitasi universal Newton.

Cita-cita pengetahuan ilmiah pada abad XVII-XIX adalah mekanika.

Pada abad 17-18. dalam matematika, teori kuantitas sangat kecil sedang dikembangkan (Newton, Leibniz), R. Descartes menciptakan geometri analitik, M.V. Lomonosov - teori kinetik-molekul. Teori kosmogonik Kant-Laplace mendapatkan popularitas luas, yang berkontribusi pada pengenalan gagasan pembangunan ke alam, dan kemudian ke dalam ilmu-ilmu sosial.

Pada pergantian abad XVIII - XIX. sebagian membersihkan sifat listrik (hukum Coulomb).

Pada akhir abad ke-18 - paruh pertama abad ke-19. dalam geologi muncul teori perkembangan bumi (C. Lyell), dalam biologi muncul teori evolusi J.B. Lamarck, ilmu-ilmu seperti paleontologi (J. Cuvier) dan embriologi (K. M. Béro) sedang berkembang.

Pada tanggal 19. teori seluler Schwann dan Schleiden, doktrin evolusi Darwin, sistem periodik unsur D.I. Mendeleev, teori elektromagnetik Maxwell.

Penemuan eksperimental yang luar biasa dalam fisika pada akhir abad ke-19 meliputi: penemuan elektron, keterbagian atom, penemuan eksperimental gelombang elektromagnetik, penemuan sinar-x, sinar katoda, dll.

GAMBAR FISIK DUNIA

Kata "fisika" muncul di zaman kuno. Itu berarti "alam" dalam bahasa Yunani.

Fisika adalah dasar dari semua ilmu alam.

Fisika - ilmu alam, yang mempelajari sifat paling sederhana dan sekaligus paling umum dari dunia material.

Dalam pandangan modern:

• yang paling sederhana adalah apa yang disebut elemen primer: partikel dasar, medan, atom, molekul, dll.
• sifat materi yang paling umum - gerak, ruang dan waktu, massa, energi dan sebagainya.

Tentu saja, fisika juga mempelajari fenomena dan objek yang sangat kompleks. Tetapi dalam mempelajari yang kompleks direduksi menjadi yang sederhana, yang konkret menjadi yang umum.

Konsep dasar yang paling umum dan penting dari deskripsi fisik alam meliputi materi, gerak, ruang, dan waktu.

Urusan(lat. Materia - substansi) adalah kategori filosofis untuk menunjuk realitas objektif yang ditampilkan oleh sensasi kita, yang ada secara independen darinya. (Pekerjaan Lengkap Lenin V.I. T.18. P.131.)

Salah satu definisi modern tentang materi:

Urusan- satu set tak terbatas dari semua objek dan sistem yang hidup berdampingan di dunia, totalitas properti dan koneksi mereka, hubungan dan bentuk gerakan.

Di jantung gagasan ilmiah modern tentang struktur materi terletak gagasan tentang organisasi sistemiknya yang kompleks.

Pada tahap perkembangan ilmu pengetahuan alam sekarang ini, peneliti membedakan hal-hal berikut:

jenis materi: materi, medan fisik, dan vakum fisik.

Zat - jenis materi utama yang memiliki massa diam (partikel dasar, atom, molekul dan apa yang dibangun darinya);

lapangan fisik - jenis materi khusus yang menyediakan interaksi fisik objek material dan sistemnya (elektromagnetik, gravitasi).

vakum fisik - bukan kekosongan, tapi keadaan materi khusus, adalah keadaan energi terendah dari medan kuantum. Itu terus-menerus mengalami proses kompleks yang terkait dengan kemunculan dan penghilangan terus menerus dari apa yang disebut partikel "virtual".

Perbedaan antara materi dan medan tidak mutlak, dan dalam transisi ke objek mikro, relativitasnya terungkap dengan jelas.

Sorotan sains modern di dunia tiga tingkat struktural.

dunia mikro– ini adalah molekul, atom, partikel elementer, dunia objek mikro yang sangat kecil, tidak dapat diamati secara langsung, dimensi spasialnya dihitung dari 10 -8 hingga 10 -16 cm, dan masa pakai - dari tak terhingga hingga 10 -24 detik .

dunia makro - dunia objek makro, yang dimensinya sebanding dengan skala pengalaman manusia, kuantitas spasial dinyatakan dalam milimeter, sentimeter dan kilometer, dan waktu - dalam detik, menit, jam, tahun.

dunia mega - ini adalah planet, bintang, galaksi, Semesta, dunia dengan skala dan kecepatan kosmik yang sangat besar, jarak yang diukur dalam tahun cahaya, dan masa hidup benda luar angkasa adalah jutaan dan miliaran tahun.

Dan meskipun level-level ini memiliki hukum spesifiknya sendiri, dunia mikro, makro, dan mega saling berhubungan erat.

Gambaran mekanistik dunia ( MKM)

Gambaran ilmu alam pertama tentang dunia dibentuk atas dasar studi tentang bentuk gerak materi yang paling sederhana dan mekanis. Ini mengeksplorasi hukum pergerakan benda duniawi dan langit dalam ruang dan waktu. Kemudian, ketika hukum dan prinsip ini ditransfer ke fenomena dan proses lain, mereka menjadi dasar dari gambaran mekanistik dunia.
Analisis fenomena fisik dunia makro didasarkan pada konsep mekanika klasik.

Sains berutang penciptaan mekanika klasik kepada Newton, tetapi Galileo dan Kepler menyiapkan landasan untuknya.

mekanika klasik menggambarkan gerakan benda-benda makro dengan kecepatan yang jauh lebih rendah daripada kecepatan cahaya.

Sebelum bagian lain dari mekanika, statika (doktrin keseimbangan) mulai berkembang (kuno, Archimedes: "beri aku titik tumpu dan aku akan membalikkan bumi").

Pada abad ke-17 dasar ilmiah dinamika diciptakan(doktrin kekuatan dan interaksinya), dan dengannya seluruh mekanika.

G. Galileo dianggap sebagai pendiri dinamika.

Galileo Galilei(1564-1642). Salah satu pendiri ilmu alam modern Dia memiliki: bukti rotasi Bumi, penemuan prinsip relativitas gerak dan hukum kelembaman, hukum jatuh bebas benda dan geraknya di sepanjang bidang miring, hukum penambahan gerak dan perilaku pendulum matematika. Dia juga menemukan teleskop dan dengan bantuannya menjelajahi lanskap Bulan, menemukan satelit Jupiter, bintik-bintik di Matahari dan fase Venus.

Dalam ajaran G. Galileo, dasar-dasar ilmu alam mekanistik baru diletakkan. Dia memiliki ungkapan "Kitab Alam ditulis dalam bahasa matematika." Memperkenalkan konsep "eksperimen pikiran" .

Kelebihan utama Galileo adalah bahwa ia adalah orang pertama yang menerapkan metode eksperimental untuk mempelajari alam, bersama-sama dengan pengukuran besaran yang dipelajari dan pemrosesan matematis dari hasil pengukuran.

Masalah paling mendasar yang tetap tidak terpecahkan selama ribuan tahun karena kerumitannya adalah masalah gerak (A. Einstein).

Sebelum Galileo, pemahaman tentang gerakan yang dikembangkan oleh Aristoteles dan direduksi menjadi prinsip berikut dianggap diterima secara umum dalam sains, tubuh bergerak hanya jika ada pengaruh eksternal padanya, dan jika pengaruh ini berhenti, tubuh berhenti . Galileo menunjukkan bahwa prinsip Aristoteles ini salah. Sebaliknya, Galileo merumuskan prinsip yang sama sekali berbeda, yang kemudian menerima nama prinsip (hukum) inersia.

Hukum inersia (hukum mekanika pertama Newton): titik material, ketika tidak ada gaya yang bekerja padanya (atau gaya yang saling seimbang bekerja), berada dalam keadaan diam atau gerak lurus beraturan.

sistem inersia- kerangka acuan di mana hukum inersia berlaku.

prinsip relativitas Galileo- Dalam semua sistem inersia, berlaku hukum mekanika yang sama. Tidak ada eksperimen mekanik yang dilakukan dalam beberapa kerangka acuan inersia yang dapat menentukan apakah sistem yang diberikan diam atau bergerak secara seragam dan lurus.

Galileo menulis: "... di kabin kapal yang bergerak secara merata dan tanpa lemparan, Anda tidak akan mengetahui fenomena apa pun di sekitarnya, atau oleh apa pun yang akan terjadi pada Anda sendiri, apakah kapal itu bergerak atau diam. "

Diterjemahkan ke dalam bahasa hari ini, jelas bahwa jika Anda tidur di rak 2 mobil yang bergerak secara merata, maka sulit bagi Anda untuk memahami apakah Anda akan pergi atau hanya mengguncang Anda. Tapi ... begitu kereta melambat (gerakan tidak merata dengan akselerasi negatif!) Dan Anda terbang dari rak, ... maka Anda akan dengan jelas mengatakan - kami sedang mengemudi.

Penciptaan dasar-dasar mekanika klasik diselesaikan oleh karya-karya I. Newton, yang merumuskan hukum utamanya dan menemukan hukum gravitasi universal dalam karya "Prinsip Matematika Filsafat Alam" (1687)

Di antara penemuan Newton (1643-1727): hukum dinamika yang terkenal, hukum gravitasi universal, penciptaan (bersamaan dengan Leibniz) metode matematika baru - kalkulus diferensial dan integral, yang menjadi dasar matematika yang lebih tinggi; penemuan teleskop pemantul, penemuan komposisi spektral cahaya putih, dll.

Hukum mekanika I. Newton

1. setiap benda mempertahankan keadaan istirahat atau gerak lurus beraturan sampai ia dipaksa untuk mengubahnya di bawah aksi beberapa gaya(ini adalah prinsip inersia, pertama kali dirumuskan oleh Galileo);
2. percepatan (a) yang diperoleh benda di bawah aksi beberapa gaya (f) berbanding lurus dengan gaya ini dan berbanding terbalik dengan massa benda (m);

1. tindakan dua benda satu sama lain selalu sama besarnya dan diarahkan ke arah yang berlawanan. (ini adalah hukum persamaan aksi dan reaksi).

f 1 \u003d - f 2

Teori gravitasi Newton sangat penting untuk memahami fenomena dunia makro. Perumusan akhir hukum gravitasi universal dibuat pada tahun 1687.

Hukum Gravitasi Newton:

setiap dua partikel materi tertarik satu sama lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan produk massa mereka dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka.

F=G.(m 1 .m 2 /r 2)

Semua benda jatuh di permukaan bumi di bawah pengaruh medan gravitasinya dengan percepatan jatuh bebas yang sama g=9,8 m/s 2 .

Konsep kunci dalam fisika Newton adalah konsep ruang absolut dan waktu absolut, yang seolah-olah merupakan wadah benda dan proses material dan tidak hanya bergantung pada benda dan proses ini, tetapi juga satu sama lain.

Jadi, gagasan utama mekanika klasik adalah sebagai berikut:

1. ada benda-benda yang harus diberkahi dengan sifat massa;
2. massa tertarik satu sama lain (hukum gravitasi universal);
3. benda dapat mempertahankan keadaannya - istirahat atau bergerak secara seragam tanpa mengubah arah geraknya (hukum inersia, itu juga merupakan prinsip relativitas);
4. ketika gaya bekerja pada benda, mereka mengubah keadaannya: mereka mempercepat atau memperlambat (hukum dinamika kedua Newton);
5. aksi gaya menyebabkan reaksi yang sama dengannya (hukum ketiga Newton).

Hasil pengembangan mekanika klasik adalah terciptanya suatu kesatuan gambaran mekanistik dunia, yang mendominasi dari paruh kedua abad ke-17 hingga revolusi ilmiah pada pergantian abad ke-19 dan ke-20.

Mekanika pada waktu itu dianggap sebagai metode universal untuk memahami fenomena di sekitarnya dan standar ilmu apa pun secara umum. Mekanika adalah pemimpin ilmu alam pada periode ini.

Mekanika klasik mewakili dunia dalam bentuk mekanisme raksasa, yang jelas berfungsi berdasarkan hukum abadi dan tidak berubah.

Hal ini menyebabkan keinginan untuk sistem pengetahuan yang lengkap, memperbaiki kebenaran dalam bentuk akhirnya.

Di dunia yang benar-benar dapat diprediksi ini, organisme hidup juga dipahami sebagai suatu mekanisme.

Ketentuan ilmiah utama dari gambaran mekanistik dunia:

1. Satu-satunya bentuk materi adalah zat yang terdiri dari partikel-partikel diskrit (sel darah) dengan volume terbatas, satu-satunya bentuk gerak adalah gerakan mekanis dalam ruang tiga dimensi yang kosong;

2. ruang mutlak dan waktu mutlak;

3. Tiga hukum dinamika Newton mengatur pergerakan benda;

4. hubungan sebab akibat yang jelas dari peristiwa-peristiwa (yang disebut determinisme Laplacian);

5. Persamaan dinamika dapat dibalik dalam waktu, yaitu, tidak ada bedanya dengan mereka di mana proses berkembang dari waktu sekarang - ke masa depan atau masa lalu.

Mekanika klasik memberikan panduan yang jelas dalam memahami kategori fundamental - ruang, waktu, dan gerak materi.

Gambar elektromagnetik dunia ( EMCM)

Dalam kata pengantar karyanya yang terkenal "The Mathematical Principles of Natural Philosophy", I. Newton mengungkapkan sikap berikut untuk masa depan: Akan diinginkan untuk menurunkan dari prinsip-prinsip mekanika sisa fenomena alam...

Banyak naturalis, mengikuti Newton, mencoba menjelaskan fenomena alam yang paling beragam berdasarkan prinsip-prinsip mekanika. Dalam kemenangan hukum Newton, yang dianggap universal dan universal, para ilmuwan yang bekerja di bidang astronomi, fisika, dan kimia meyakini keberhasilan.

Sebagai konfirmasi lain dari pendekatan Newton terhadap pertanyaan tentang struktur dunia, fisikawan pada awalnya merasakan penemuan yang dibuat oleh insinyur militer Prancis, Charles Auguste Coulomb(1736-1806). Ternyata muatan listrik positif dan negatif saling tarik menarik berbanding lurus dengan besarnya muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Karya di bidang elektromagnetisme menandai awal runtuhnya gambaran mekanistik dunia.

Pada abad ke-19, fisikawan melengkapi gambaran mekanistik dunia elektromagnetik. Fenomena listrik dan magnet telah mereka ketahui sejak lama, tetapi mereka dipelajari secara terpisah satu sama lain. Studi lebih lanjut mereka menunjukkan bahwa ada hubungan yang mendalam di antara mereka, yang memaksa para ilmuwan untuk mencari hubungan ini dan menciptakan teori elektromagnetik terpadu.

Ahli kimia dan fisikawan Inggris Michael Faraday(1791-1867) diperkenalkan ke sains pada 30 abad ke-19. konsep lapangan fisik(medan elektromagnetik). Dia mampu menunjukkan secara empiris bahwa ada hubungan dinamis langsung antara magnet dan listrik. Jadi, untuk pertama kalinya, ia menyatukan listrik dan magnet, mengenalinya sebagai kekuatan alam yang satu dan sama. Akibatnya, dalam ilmu alam, pemahaman bahwa, selain materi, ada juga medan di alam mulai berlaku.

Menurut Faraday, materi yang aktif dan terus bergerak tidak dapat direpresentasikan dalam bentuk atom dan kekosongan, materi adalah kontinu, atom hanyalah rumpun garis-garis medan.

Medan elektromagnetik adalah bentuk khusus materi yang melaluinya interaksi dilakukan antara partikel bermuatan listrik.

Pengembangan matematika dari ide-ide Faraday dilakukan oleh seorang ilmuwan Inggris yang luar biasa James Clerk Maxwell(1831-1879). Hal ini di paruh kedua abad ke-19. Berdasarkan eksperimen Faraday, ia mengembangkan teori medan elektromagnetik.

Pengenalan Faraday tentang konsep medan "elektromagnetik" dan definisi matematika dari hukum-hukumnya, yang diberikan dalam persamaan Maxwell, adalah peristiwa terbesar dalam fisika sejak zaman Galileo dan Newton.

Tetapi hasil baru diperlukan agar teori Maxwell menjadi milik fisika. Peran yang menentukan dalam kemenangan teori Maxwellian dimainkan oleh seorang fisikawan Jerman Heinrich Rudolf Hertz(1857-1894). Pada tahun 1887, G. Hertz secara eksperimental menemukan gelombang elektromagnetik.

Dia juga mampu membuktikan identitas dasar medan bolak-balik elektromagnetik yang diperolehnya dan gelombang cahaya.

Setelah eksperimen Hertz dalam fisika, konsep medan sebagai realitas fisik yang ada secara objektif ditetapkan. Materi dan medan berbeda dalam karakteristik fisik: partikel materi memiliki massa diam, sedangkan partikel medan tidak. Zat dan medan berbeda dalam tingkat permeabilitas: zat sedikit permeabel, dan medan sepenuhnya permeabel. Kecepatan rambat medan sama dengan kecepatan cahaya, dan kecepatan partikel beberapa kali lipat lebih kecil.

Jadi, pada akhir abad ke-19. fisika sampai pada kesimpulan bahwa materi ada dalam dua bentuk: materi diskrit dan medan kontinu.

Kemudian, dalam perjalanan studi mikrokosmos, posisi materi dan medan sebagai jenis materi yang independen, independen satu sama lain, dipertanyakan.

Pada tahap pengembangan mekanika klasik, diasumsikan bahwa interaksi benda (misalnya, gravitasi) terjadi segera. Prinsip tindakan jarak jauh digunakan.

jarak jauh - interaksi benda-benda dalam fisika, yang dapat dilakukan secara langsung melalui ruang kosong.

interaksi dekat - interaksi tubuh fisik melalui bidang-bidang tertentu yang terus menerus didistribusikan dalam ruang.

Teori relativitas oleh A. Einstein (1879-1955).

Ini mengikuti dari transformasi Galileo bahwa ketika berpindah dari satu kerangka inersia ke yang lain, jumlah seperti: waktu, massa, percepatan, gaya tetap tidak berubah, itu. invarian, yang tercermin dalam prinsip relativitas Galileo.

Setelah penciptaan teori medan elektromagnetik dan bukti eksperimental realitasnya, fisika menghadapi tugas untuk menemukan apakah prinsip relativitas gerak (diformulasikan pada suatu waktu oleh Galileo) meluas ke fenomena yang melekat dalam medan elektromagnetik.

Prinsip relativitas Galileo berlaku untuk fenomena mekanis. Dalam semua sistem inersia (yaitu, bergerak lurus dan seragam terhadap satu sama lain), hukum mekanika yang sama berlaku. Tetapi apakah prinsip ini, yang ditetapkan untuk gerakan mekanis objek material, adil untuk fenomena non-mekanis, terutama yang diwakili oleh bentuk medan materi, khususnya fenomena elektromagnetik?

Kontribusi besar untuk solusi masalah ini dibuat oleh studi tentang sifat cahaya dan hukum perambatannya. Sebagai hasil eksperimen Michelson pada akhir abad ke-19. menemukan bahwa kecepatan cahaya dalam ruang hampa selalu sama (300000 km/s) di semua kerangka acuan dan tidak tergantung pada pergerakan sumber cahaya dan penerima.

Teori Relativitas Khusus (SRT).

Teori baru tentang ruang dan waktu. Dikembangkan oleh A. Einstein pada tahun 1905

Gagasan utama teori relativitas adalah hubungan yang tidak terpisahkan antara konsep "materi, ruang, dan waktu".

SRT menganggap pergerakan benda pada kecepatan yang sangat tinggi (mendekati kecepatan cahaya, sama dengan 300.000 km/s)

SRT didasarkan pada dua prinsip atau postulat.

1. Semua hukum fisika harus terlihat sama di semua sistem koordinat inersia;

2. Kecepatan cahaya dalam ruang hampa tidak berubah ketika keadaan gerak sumber cahaya berubah.

Relativitas mengikuti dari postulat SRT panjang, waktu dan massa, yaitu ketergantungan mereka pada kerangka acuan.

Konsekuensi dari SRT

1. Ada tingkat yang membatasi transmisi interaksi dan sinyal dari satu titik di ruang angkasa ke titik lainnya. Ini sama dengan kecepatan cahaya dalam ruang hampa.

2. Mustahil untuk menganggap ruang dan waktu sebagai sifat yang independen satu sama lain dari dunia fisik.

Ruang dan waktu saling berhubungan dan membentuk satu dunia empat dimensi (kontinum ruang-waktu Minkowski), sebagai proyeksinya. Sifat-sifat kontinum ruang-waktu (metrik Dunia, geometrinya) ditentukan oleh distribusi dan pergerakan materi

3. Semua sistem inersia adalah sama. Oleh karena itu, tidak ada kerangka acuan yang lebih disukai, apakah itu Bumi atau eter.

Pergerakan benda dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya menyebabkan efek relativistik: memperlambat perjalanan waktu dan memperpendek panjang tubuh yang bergerak cepat; adanya pembatas kecepatan tubuh (kecepatan cahaya); relativitas konsep simultanitas (dua peristiwa terjadi secara bersamaan menurut jam dalam satu kerangka acuan, tetapi pada titik waktu yang berbeda menurut jam dalam kerangka acuan lain).

Relativitas Umum (GR)

Bahkan perubahan yang lebih radikal dalam doktrin ruang dan waktu terjadi sehubungan dengan penciptaan teori relativitas umum, yang sering disebut teori gravitasi baru, yang secara fundamental berbeda dengan teori Newton klasik.

Menurut relativitas umum, yang menerima bentuk lengkapnya pada tahun 1915 dalam karya-karya A. Einstein, sifat-sifat ruang-waktu ditentukan oleh medan gravitasi yang bekerja di dalamnya. GR menggambarkan gravitasi sebagai efek materi fisik pada sifat geometris ruang-waktu, dan sifat-sifat ini mempengaruhi gerakan materi dan sifat materi lainnya.

Relativitas umum didasarkan pada dua postulat SRT dan merumuskan postulat ketiga -

prinsip kesetaraan massa inersia dan gravitasi- pernyataan yang menyatakan bahwa medan gravitasi di wilayah kecil ruang dan waktu identik dalam manifestasinya dengan sistem referensi yang dipercepat.

Kesimpulan paling penting dari relativitas umum adalah posisi pada perubahan karakteristik geometris (spasial) dan temporal dalam medan gravitasi, dan tidak hanya ketika bergerak dengan kecepatan tinggi.

Dari sudut pandang relativitas umum, ruang tidak memiliki kelengkungan konstan (nol). Kelengkungan ruang ditentukan oleh medan gravitasi.

Einstein menemukan persamaan umum medan gravitasi, yang, dalam pendekatan klasik, berubah menjadi hukum gravitasi Newton.

Konfirmasi eksperimental dari teori relativitas umum dipertimbangkan: perubahan orbit Merkurius, kelengkungan sinar cahaya di dekat Matahari.

Dalam kerangka teori relativitas umum Einstein, diyakini bahwa struktur ruang-waktu ditentukan oleh distribusi massa materi. Jadi, dalam mekanika klasik diterima bahwa jika tiba-tiba semua benda material menghilang, maka ruang dan waktu akan tetap ada. Menurut teori relativitas, ruang dan waktu akan menghilang bersama dengan materi.

Konsep dasar dan prinsip gambar elektromagnetik dunia.

• Materi ada dalam dua bentuk: materi dan medan. Mereka dipisahkan secara ketat dan transformasi mereka menjadi satu sama lain tidak mungkin. Medan adalah yang utama, yang berarti bahwa sifat utama materi adalah kontinuitas (kontinuitas) sebagai lawan dari diskrit.
• Konsep materi dan gerak tidak dapat dipisahkan
• Ruang dan waktu terhubung satu sama lain dan dengan materi yang bergerak.

Prinsip utama dari gambaran elektromagnetik dunia adalah Prinsip relativitas Einstein, aksi jarak pendek, keteguhan dan kecepatan cahaya yang terbatas, kesetaraan massa inersia dan gravitasi, kausalitas. (Tidak ada pemahaman baru tentang kausalitas dibandingkan dengan gambaran mekanistik dunia. Hubungan sebab akibat dan hukum dinamis yang mengungkapkannya dianggap yang utama.) Membangun hubungan antara massa dan energi (E = mc 2) adalah sangat penting. Massa tidak hanya menjadi ukuran inersia dan gravitasi, tetapi juga ukuran kandungan energi. Akibatnya, dua hukum kekekalan - massa dan energi - digabungkan menjadi satu hukum umum kekekalan massa dan energi.

Perkembangan lebih lanjut fisika menunjukkan bahwa EMCM memiliki karakter yang terbatas. Kesulitan utama di sini adalah bahwa pemahaman kontinum materi tidak sesuai dengan fakta-fakta eksperimental yang mengkonfirmasi ketidakteraturan banyak sifat-sifatnya - muatan, radiasi, aksi. Tidak mungkin untuk menjelaskan hubungan antara medan dan muatan, stabilitas atom, spektrumnya, fenomena efek fotolistrik, radiasi benda yang sepenuhnya hitam. Semua ini membuktikan sifat relatif EMCM dan kebutuhan untuk menggantinya dengan gambaran dunia yang baru.

Segera, EMCM digantikan oleh yang baru - gambaran medan kuantum Dunia, yang didasarkan pada teori fisika baru - mekanika kuantum, menyatukan diskresi MKM dan kontinuitas EMCM.

Pembentukan mekanika kuantum. partikel dasar

Pada awal abad ke-20, muncul hasil eksperimen yang sulit dijelaskan dalam konsep klasik. Dalam hal ini, pendekatan yang sama sekali baru diusulkan - kuantum, berdasarkan konsep diskrit.

Besaran fisis yang hanya dapat mengambil nilai diskrit tertentu disebut terkuantisasi.

Mekanika kuantum (mekanika gelombang)- teori fisika yang menetapkan metode deskripsi dan hukum gerak partikel mikro (partikel dasar, atom, molekul, inti atom) dan sistemnya.

Perbedaan penting antara mekanika kuantum dan mekanika klasik adalah sifat dasar probabilistiknya.

Mekanika klasik dicirikan oleh deskripsi partikel dengan mengatur posisinya dalam ruang (koordinat) dan momentum (momentum m.v). Deskripsi seperti itu tidak berlaku untuk partikel mikro.

Konsep kuantum pertama kali diperkenalkan ke dalam fisika oleh fisikawan Jerman M Planck pada tahun 1900.

Dia menyarankan agar cahaya tidak dipancarkan terus menerus(sebagai berikut dari teori radiasi klasik), dan bagian energi diskrit tertentu - kuanta.

Pada tahun 1905, A. Einstein mengajukan hipotesis bahwa cahaya tidak hanya dipancarkan dan diserap, tetapi juga disebarkan oleh kuanta.

Kuantum cahaya disebut foton. Istilah ini diperkenalkan oleh ahli kimia fisika Amerika Lewis pada tahun 1929. Foton - partikel tanpa massa diam. Sebuah foton selalu bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan cahaya.

efek Compton. Pada tahun 1922, fisikawan Amerika Compton menemukan efek di mana sifat sel dari radiasi elektromagnetik (khususnya, cahaya) dimanifestasikan untuk pertama kalinya secara keseluruhan. Secara eksperimental ditunjukkan bahwa hamburan cahaya oleh elektron bebas terjadi sesuai dengan hukum tumbukan elastis dua partikel.

Pada tahun 1913, N. Bohr menerapkan gagasan kuanta ke model planet atom.

Hipotesis universalitas dualitas gelombang-partikel diajukan oleh Louis de Broglie. Partikel dasar keduanya sel darah dan gelombang pada saat yang sama, atau lebih tepatnya, kesatuan dialektis dari sifat-sifat keduanya. Pergerakan mikropartikel dalam ruang dan waktu tidak dapat diidentikkan dengan pergerakan mekanis sebuah objek makro. Pergerakan mikropartikel mematuhi hukum mekanika kuantum.

Pembentukan terakhir mekanika kuantum sebagai teori yang konsisten dikaitkan dengan karya Heisenberg pada tahun 1927, di mana prinsip ketidakpastian dirumuskan, yang menyatakan bahwa sistem fisik apa pun tidak dapat berada dalam keadaan di mana koordinat pusat inersia dan momentumnya secara bersamaan mengambil pada nilai eksak yang terdefinisi dengan baik.

Sebelum penemuan partikel elementer dan interaksinya, sains membedakan antara dua jenis materi - materi dan medan. Namun, perkembangan fisika kuantum telah mengungkapkan relativitas garis pemisah antara materi dan medan.

Dalam fisika modern, medan dan partikel bertindak sebagai dua sisi mikrokosmos yang tidak dapat dipisahkan, sebagai ekspresi kesatuan sifat sel (diskrit) dan gelombang (kontinu, kontinu) dari objek mikro. Ide-ide tentang lapangan juga bertindak sebagai dasar untuk menjelaskan proses interaksi, mewujudkan prinsip tindakan jangka pendek.

Kembali pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, medan didefinisikan sebagai media material yang kontinu, dan materi sebagai materi yang terputus-putus, yang terdiri dari partikel-partikel diskrit.

partikel dasar, dalam arti yang tepat dari istilah ini, ini adalah partikel utama yang tidak dapat diuraikan lebih lanjut, yang, dengan asumsi, terdiri dari semua materi. Partikel dasar fisika modern tidak memenuhi definisi yang ketat tentang unsur, karena kebanyakan dari mereka, menurut konsep modern, adalah sistem komposit.

Partikel elementer pertama, elektron, ditemukan oleh J.J. Thomson pada tahun 1897

Setelah elektron, keberadaan foton(1900)– kuantum cahaya.

Ini diikuti oleh penemuan sejumlah partikel lain: neutron, meson, hiperon, dan sebagainya.

Pada tahun 1928, Dirac meramalkan keberadaan partikel yang memiliki massa yang sama dengan elektron, tetapi dengan muatan yang berlawanan. Partikel ini disebut positron. Dan dia benar-benar

ditemukan pada tahun 1932 sebagai bagian dari sinar kosmik oleh fisikawan Amerika Anderson.

Fisika modern mengetahui lebih dari 400 partikel elementer, sebagian besar tidak stabil, dan jumlahnya terus bertambah.

Ada empat jenis interaksi fisik dasar dasar:

1. gravitasi - karakteristik semua benda material, terlepas dari sifatnya.
2. elektromagnetik oh - bertanggung jawab atas ikatan elektron dan inti atom dan ikatan atom dalam molekul.
3. kuat - menyatukan nukleon (proton dan neutron) di dalam nukleus dan quark di dalam nukleon.,
4. lemah - mengatur proses peluruhan radioaktif partikel.

Menurut jenis interaksinya, partikel elementer dibagi menjadi:

1. hadron(partikel berat - proton, neutron, meson, dll.) berpartisipasi dalam semua interaksi.
2. Lepton(dari leptos Yunani - cahaya; misalnya, elektron, neutrino, dll.) tidak berpartisipasi dalam interaksi kuat, tetapi hanya dalam interaksi elektromagnetik, lemah, dan gravitasi.

Dalam tumbukan partikel elementer, semua kemungkinan transformasi menjadi satu sama lain (termasuk kelahiran banyak partikel tambahan) terjadi, yang tidak dilarang oleh hukum kekekalan.

Interaksi mendasar yang berlaku antara objek:

Dunia mikro (kuat, lemah, dan elektromagnetik)

Macroworld (elektromagnetik)

Megaworld (gravitasi)

Fisika modern belum menciptakan teori terpadu tentang partikel elementer; hanya langkah pertama, tetapi signifikan telah diambil ke arah itu.

Unifikasi besar - nama ini digunakan untuk model teoretis berdasarkan konsep sifat terpadu dari interaksi kuat, lemah, dan elektromagnetik

1. penemuannya pada abad ketujuh belas. hukum mekanika memungkinkan untuk menciptakan seluruh teknologi mesin peradaban;
2. penemuan pada abad kesembilan belas. medan elektromagnetik, menyebabkan perkembangan teknik elektro, teknik radio, dan kemudian elektronik radio;
3. penciptaan pada abad kedua puluh dalam teori inti atom, menyebabkan penggunaan energi nuklir;

Dalam kerangka gambaran dunia ini, semua Peristiwa dan Perubahan saling berhubungan dan saling bergantung oleh gerakan mekanis.

Munculnya gambaran elektromagnetik dunia mencirikan tahap baru secara kualitatif dalam evolusi sains.

Perbandingan gambar dunia ini dengan yang mekanistik mengungkapkan beberapa fitur penting.

Sebagai contoh,

Kelengkapan gambar-gambar seperti itu bukanlah suatu kebetulan. Ini benar-benar evolusioner.

Gambar medan kuantum dunia adalah hasil pengembangan lebih lanjut dari gambar elektromagnetik dunia.

Gambar dunia ini sudah mencerminkan kesatuan dua gambar dunia sebelumnya dalam kesatuan berdasarkan prinsip saling melengkapi . Tergantung pada pengaturan eksperimen, objek mikro menunjukkan sifat selnya atau sifat gelombangnya, tetapi tidak keduanya sekaligus. Kedua sifat objek mikro ini saling eksklusif, dan pada saat yang sama harus dianggap sebagai pelengkap satu sama lain.

GAMBAR ASTRONOMI DUNIA

Ruang angkasa(dari bahasa Yunani. Cosmos - dunia), sebuah istilah yang berasal dari filsafat Yunani kuno untuk menyebut dunia sebagai keseluruhan yang terorganisir dan tertata secara struktural, berbeda dengan Chaos.

Sekarang Kosmos dipahami sebagai segala sesuatu yang berada di luar atmosfer Bumi. Jika tidak, Kosmos disebut Semesta.

Alam Semesta adalah tempat pemukiman manusia, seluruh dunia material yang ada . Konsep terkait (dalam bahasa Latin) "Universum"

Alam Semesta adalah sistem material terbesar, dunia mega.

Kosmologi(cabang astronomi) - Ini adalah ilmu tentang sifat, struktur, asal usul, dan evolusi Alam Semesta sebagai satu kesatuan yang teratur.

Metagalaxy adalah bagian dari Alam Semesta yang dapat diakses oleh metode penelitian astronomi modern.

Kosmologi modern didasarkan pada teori relativitas umum dan postulat kosmologis (gagasan tentang homogenitas dan isotropi Alam Semesta). Di alam semesta, semua titik dan arah adalah sama.

Metode utama untuk memperoleh pengetahuan astronomi adalah pengamatan, karena, dengan pengecualian yang jarang, percobaan dalam mempelajari Semesta tidak mungkin dilakukan.

Kemunculan dan evolusi alam semesta. model ledakan besar

Masalah evolusi Alam Semesta adalah pusat dalam ilmu alam.

Dalam sains klasik (kosmologi Newton) ada apa yang disebut teori keadaan stasioner Alam Semesta, yang menurutnya Alam Semesta selalu hampir sama seperti sekarang.

Astronomi itu statis: pergerakan planet dan komet dipelajari, bintang dijelaskan, dan klasifikasinya dibuat. Pertanyaan tentang evolusi Alam Semesta tidak diangkat.

Munculnya kosmologi modern dikaitkan dengan penciptaan teori gravitasi relativistik - teori relativitas umum oleh Einstein (1916). Kelengkungan ruang-waktu dan hubungan kelengkungan dengan rapat massa (energi) mengikuti persamaan relativitas umum.
Pada tahun 1917, Einstein menurunkan persamaan fundamental yang menghubungkan distribusi materi dengan sifat geometris ruang, dan atas dasar mereka mengembangkan model alam semesta.

Alam semesta dalam model kosmologis A. Einstein adalah stasioner, tak terbatas dalam waktu dan tak terbatas, tetapi pada saat yang sama tertutup di ruang angkasa, seperti permukaan bola apa pun.

Namun, sebagai konsekuensi dari teori relativitas umum, ruang lengkung tidak dapat diam, ia harus mengembang atau menyusut. Oleh karena itu, Einstein memperkenalkan istilah tambahan ke dalam persamaan yang diperoleh, yang memastikan stasioneritas Semesta.
Pada tahun 1922, matematikawan Soviet A.A. Fridman adalah orang pertama yang memecahkan persamaan relativitas umum tanpa memaksakan kondisi stasioneritas. Dia menciptakan model alam semesta yang tidak stasioner dan mengembang.

Kesimpulan ini berarti perlunya restrukturisasi radikal terhadap gambaran dunia yang diterima pada saat itu.

Model alam semesta Friedman bersifat evolusioner. Menjadi jelas bahwa Alam Semesta memiliki permulaan dan sifat-sifatnya yang diamati hari ini dapat dan harus dijelaskan oleh periode perkembangan sebelumnya.

Konfirmasi pengamatan model Alam Semesta yang mengembang adalah penemuan pada tahun 1929 oleh astronom Amerika E. Hubble tentang efek pergeseran merah.

Menurut efek Doppler, spektrum pancaran objek yang surut harus digeser ke daerah merah, dan spektrum objek yang mendekat ke ungu.

E. Hubble menemukan bahwa semua galaksi yang jauh bergerak menjauh dari kita, dan dengan bertambahnya jarak ini terjadi semakin cepat.

Hukum resesi adalah hukum Hubble V=H 0 r, di mana H 0 adalah konstanta, sekarang disebut konstanta Hubble.

Jika alam semesta mengembang, maka ia berasal dari titik waktu tertentu.

Kapan itu terjadi?

Nilai konstanta Hubble menentukan usia alam semesta. Menurut data modern, itu adalah 13-15 miliar tahun.

Bagaimana hal itu terjadi?

Lebih A.A. Friedman sampai pada kesimpulan bahwa, untuk beberapa alasan yang tidak diketahui, Semesta tiba-tiba muncul dalam volume yang sangat kecil, hampir seperti titik dengan kepadatan dan suhu yang mengerikan dan mulai mengembang dengan cepat.

Model Alam Semesta yang paling diterima secara umum dalam kosmologi modern adalah model Alam Semesta yang mengembang non-stasioner dan isotropik homogen.

Saat ini, sebagian besar ahli kosmologi melanjutkan dari model Big Bang dalam versi modifikasinya dengan permulaan inflasi.

Pada tahun 1946, ia meletakkan dasar untuk salah satu konsep dasar kosmologi modern - model "alam semesta panas". ("Dentuman Besar"). Dia adalah orang pertama yang menyarankan bahwa pada tahap awal evolusi Semesta adalah "panas" dan proses termonuklir dapat terjadi di dalamnya. .

Model ini menjelaskan perilaku alam semesta dalam tiga menit pertama kehidupannya, yang sangat penting untuk memahami struktur alam semesta saat ini.

Alam semesta, menurut model Big Bang, terbatas dalam ruang dan waktu, setidaknya dari sisi masa lalu. Sebelum ledakan, tidak ada materi, tidak ada waktu, tidak ada ruang.

Jadi, menurut pandangan modern, Alam Semesta muncul sebagai hasil dari ekspansi yang cepat, ledakan materi panas yang sangat padat dengan suhu yang sangat tinggi. Ilmu pengetahuan menghubungkan ledakan itu sendiri dengan restrukturisasi struktur vakum fisik, dengan transisi fase dari satu keadaan ke keadaan lain, yang disertai dengan pelepasan energi yang sangat besar.

Dalam beberapa dekade terakhir, perkembangan kosmologi dan fisika partikel elementer telah memungkinkan untuk secara teoritis mempertimbangkan dan menggambarkan perubahan parameter fisik Semesta selama ekspansi.

Tahapan utama asal usul alam semesta.

Sejarah Singkat Perkembangan Alam Semesta

Sejarah Singkat Perkembangan Waktu Alam Semesta	Suhu	Keadaan alam semesta
10 -45 - 10 -37 detik	> 10 26 K	ekspansi inflasi ( tahap inflasi)
10 -6 detik	> 10 13 K	Munculnya quark dan elektron
10 -5 detik	10 12K	Produksi proton dan neutron
10 -4 detik - 3 menit	10 11 -10 9 K	Munculnya inti deuterium, helium dan lithium ( era nukleosintesis)
400 ribu tahun	4000 K	pembentukan atom ( era rekombinasi)
15 juta tahun	300K	Ekspansi awan gas yang berkelanjutan
1 miliar tahun	20K	Kelahiran bintang dan galaksi pertama
3 miliar tahun	10K	Pembentukan inti berat dalam ledakan bintang
10 - 15 miliar tahun	3K	Munculnya planet dan kehidupan cerdas

Keganjilan- keadaan awal khusus Semesta, di mana kerapatan, kelengkungan ruang, dan suhu mengambil nilai tak terbatas.

tahap inflasi- tahap superpadat paling awal dari perluasan Semesta, selesai dalam waktu 10 -36 detik.

Era nukleosintesis. Beberapa detik setelah awal perluasan Alam Semesta, sebuah zaman dimulai ketika inti deuterium, helium, litium, dan berilium terbentuk.

Epos ini berlangsung sekitar 3 menit.

Pada akhir proses ini, materi Semesta terdiri dari 75% proton (inti hidrogen), sekitar 25% adalah inti helium, seperseratus persen adalah inti deuterium, litium, berilium.

Kemudian, selama hampir 500 ribu tahun, tidak ada perubahan kualitatif yang terjadi - Alam Semesta perlahan mendingin dan mengembang. Alam semesta, sementara tetap homogen, menjadi semakin langka.

Zaman rekombinasi adalah pembentukan atom netral.

Itu terjadi sekitar satu juta tahun setelah dimulainya ekspansi. Ketika Alam Semesta mendingin hingga 3000 K, inti atom hidrogen dan helium sudah dapat menangkap elektron bebas dan berubah menjadi atom hidrogen dan helium netral.

Setelah era rekombinasi, materi di alam semesta didistribusikan hampir merata dan sebagian besar terdiri dari atom. hidrogen 75% dan helium 25%, elemen paling umum di alam semesta.

Sejak era rekombinasi, interaksi radiasi dengan materi praktis berhenti, ruang praktis menjadi transparan untuk radiasi. Radiasi yang telah diawetkan dari saat-saat awal evolusi (peninggalan) secara merata memenuhi seluruh Alam Semesta. Karena perluasan alam semesta, suhu radiasi ini terus turun. Saat ini, suhunya 2,7 derajat K.

Model Alam Semesta yang panas (Big Bang) dikonfirmasi oleh penemuan radiasi latar belakang gelombang mikro kosmik yang diprediksi olehnya, yang mengisi Alam Semesta (1965).Ilmuwan Amerika Penzias dan Wilson Mereka dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1978 untuk penemuan mereka.

Penentuan komposisi kimia (terutama kandungan helium, deuterium dan litium) dari bintang-bintang tertua dan medium antarbintang dari galaksi-galaksi muda juga mengkonfirmasi model alam semesta yang panas.

Jumlah utama hidrogen dan helium tidak terkandung dalam bintang, tetapi didistribusikan di ruang antarbintang dan antargalaksi.

Setelah rekombinasi atom, materi yang mengisi Semesta adalah gas, yang, karena ketidakstabilan gravitasi, mulai berkumpul menjadi gumpalan.

Kita melihat hasil dari proses ini berupa gugusan galaksi, galaksi dan bintang. Struktur Alam Semesta sangat kompleks, dan studi tentang mekanisme pembentukannya adalah salah satu tugas paling menarik saat ini. Anehnya, ini masih jauh dari penyelesaian - kami memiliki gagasan yang lebih jelas tentang apa yang terjadi di detik-detik pertama setelah "ledakan besar" daripada dalam periode dari satu juta tahun hingga zaman kita.

Ada model alternatif untuk asal usul alam semesta.

Dalam kehidupan sehari-hari dan akrabnya, seseorang tidak selalu menyadari struktur yang jelas dan berkembang dengan baik di balik data dan informasi yang membentuk bidang informasi masyarakat manusia. Bahkan arus informasi dan data sehari-hari yang kacau balau memiliki akar, ruang pemrosesan, dan ruang lingkupnya sendiri.

Dan ruang lingkup dan kekhususan memperoleh pengetahuan tentang sifat dunia di mana seseorang tinggal hanya wajib memiliki pengaturan yang ketat. Salah satu peraturan tersebut adalah struktur ilmu pengetahuan alam.

Pengetahuan ilmu alam hanya mungkin dalam ilmu-ilmu alam. Penelitian yang melampaui ruang lingkup mata pelajaran dan metode ilmu-ilmu tersebut dapat dijadikan sebagai dasar hipotesis ilmiah. Tetapi mereka tidak bisa mendapatkan status perkembangan independen yang diakui oleh komunitas ilmiah.

Untuk mengefektifkan ilmu yang diperoleh, sejak awal abad ke-17 telah dilakukan pembagian semua ilmu menjadi ilmu alam dan ilmu kemanusiaan. Tingkatan pengetahuan ilmu alam ini berbeda baik dalam subjek studinya, maupun dalam metode dan ruang lingkup pengetahuan yang diperoleh. Pemisahan tersebut didasarkan pada hubungan yang mengetahui (sains) dengan objek (alam) dan dengan subjek (manusia).

Ilmu alam mempelajari fenomena, objek dan benda-benda alam, dan humaniora mempelajari peristiwa yang terkait dengan subjek (manusia).

Struktur ilmu pengetahuan modern

Seperti yang Anda ketahui, tugas utama sains adalah pengembangan dan sistematisasi pengetahuan tentang realitas bagi seseorang. Pengetahuan ini diuji validitasnya melalui uji empiris dan pembuktian matematis.

Konsep sistematisasi menyediakan keberadaan sistem, struktur tertentu, yang dengannya seluruh susunan pengetahuan manusia terbentuk.

Semua ilmu dibagi menjadi dua kategori utama:

• mendasar;
• terapan.

Presentasi: "Konsep ilmu pengetahuan alam modern"

Ilmu pengetahuan praktis

Mereka terlibat dalam fakta bahwa mereka memperkenalkan pengetahuan yang diperoleh sebagai hasil dari pengembangan bidang ilmu lain ke dalam kegiatan manusia yang praktis. Bidang utama ilmu terapan adalah medis, teknologi dan sosial.

Ilmu dasar

Ini adalah bidang ilmu yang mengembangkan konsep teoretis dan mencari pola. Pola-pola ini bertanggung jawab atas karakteristik dasar alam semesta seperti struktur, komposisi, bentuk, dan kondisinya untuk proses di dalamnya. Ilmu-ilmu dasar sangat beragam. Untuk menyederhanakan orientasi seseorang dalam mata pelajaran studi studi tertentu, ilmu-ilmu dasar dibagi menjadi tiga subkategori utama:

• Sastra;
• alami;
• matematis.

Humaniora juga dibagi menjadi dua jenis: tentang masyarakat dan tentang seseorang. Sedangkan matematis dan alam mencakup sepenuhnya masing-masing cakupan mata pelajarannya.

Salah satu tugas utama sains adalah mengembangkan bukti matematis dari proses tertentu yang termasuk dalam subjek penelitian ilmiah. Dalam hal ini, ilmu-ilmu matematika sendiri tidak mempelajari realitas yang melingkupinya. Mereka mengembangkan alat matematika yang memungkinkan semua ilmu lain untuk menggunakan prestasi matematikawan untuk mengkonfirmasi validitas ilmiah dari hipotesis dan teori.

Fitur utama dari pengetahuan ilmu alam

Bagaimana seseorang bisa membedakan sains dari non-sains, apa kekhususan pengetahuan sains alam? Sangat mudah untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini jika memungkinkan untuk memeriksa tubuh pengetahuan yang ada untuk mengetahui keberadaan fitur-fitur utama yang harus dimiliki oleh pengetahuan ilmu alam:

Ketersediaan sistem

Cukup sulit untuk memeriksa jumlah pengetahuan yang ada untuk konsistensi. Namun, struktur internal selalu menjadi jelas segera setelah seseorang mencoba memahami ketentuan utama yang menjadi dasar informasi yang disajikan oleh perkembangan ini. Seluruh struktur harus didasarkan pada sistem objek studi. Artinya, adanya bagian-bagian yang merupakan komponen dari sesuatu yang utuh. Biologi mempelajari organisme secara keseluruhan, kimia mempelajari secara keseluruhan proses interaksi unsur-unsur kimia, dan seterusnya.

kekritisan

Menguji teori untuk keraguan. Masing-masing, bahkan konsep yang paling mendasar dari suatu teori, dapat dipertanyakan oleh seseorang untuk memenuhi ketentuan lain dari teori lain.

Kontinuitas

Tidak peduli apa tingkat pengetahuan baru mencapai, struktur mereka harus selalu menjaga hubungan dengan pengetahuan yang diperoleh seseorang sebelumnya. Ya, pengetahuan baru dapat menolak, mengubah, atau memperluas yang lama, tetapi pengetahuan baru tidak dapat berada di luar pengetahuan lama.

Kemampuan untuk membuat prediksi

Pengetahuan ilmiah harus mengandung unsur pandangan ke depan. Setiap penelitian ilmiah memiliki prakiraan bagaimana peristiwa yang berkaitan dengan perkembangan ilmu pengetahuan akan berlangsung. Misalnya, setiap ahli kimia dapat memperkirakan produk apa yang akan diperoleh sebagai hasil dari reaksi oksidasi kimia, fisikawan mengetahui pada tekanan berapa air mendidih ketika dipanaskan hingga 50 derajat Celcius. Dan semua prediksi ini menjadi kenyataan dengan kepastian yang tinggi.

Jika seseorang tidak menerima hasil yang dapat diprediksi, maka pembicaraan dimulai tentang memasuki pesawat yang belum dijelajahi atau tentang pelanggaran prosedur untuk melakukan eksperimen.

determinisme

Tanda ini berlatar belakang bahwa semua manifestasi realitas objektif dihubungkan oleh sebab-sebab. Hubungan beberapa objek yang dipelajari dengan yang lain dapat dicirikan secara eksklusif oleh hubungan sebab akibat (bahkan ketidakhadirannya, dan bukan hanya kehadirannya). Ilmu pengetahuan modern percaya bahwa sekarang, ketika telah mencapai jalan buntu dalam banyak masalah, penolakan terhadap determinisme diperlukan. Setidaknya dalam bentuk yang ada saat ini di bidang penelitian ilmiah. Perkembangan pendekatan baru terhadap hubungan sebab akibat adalah masalah utama epistemologi modern.

keserbagunaan

Pengetahuan yang diperoleh seseorang dalam kerangka satu ilmu dapat digunakan oleh ilmu lain dalam hal mempelajari subjeknya.

Tak satu pun dari ketentuan ilmu yang berbeda dapat membawa kebingungan atau memberikan konsekuensi yang tidak terduga dari penelitian ilmiah perkembangan fundamental atau terapan.

Teknik aljabar beroperasi menurut hukum yang sama dalam fisika, dan matematika, dan dalam biologi, dan dalam sosiologi. Demikian pula hukum-hukum interaksi kimia memiliki sifat yang sama bila diterapkan baik dalam kimia maupun fisika, dan dalam biologi, dan dalam kedokteran, dan dalam perkembangan teknologi.

Ada beberapa tanda lain, seperti:

• sensibilitas (memperoleh pengetahuan seseorang berdasarkan informasi yang datang dari indera),
• impersonality (terlepas dari kepribadian ilmuwan yang menjadi penemu pengetahuan ini atau itu, hukum yang diturunkan bekerja sama dapat diprediksi),
• ketidaklengkapan (ilmuwan tidak berasumsi bahwa di suatu tempat ada prinsip, teori, atau hukum, dengan studi yang berhasil yang aktivitas kognitifnya akan berakhir, karena tidak akan ada lagi yang perlu diketahui).

Struktur dan komposisi pengetahuan

Jadi bagaimana struktur pengetahuan ilmu alam? Memperoleh pengetahuan di bidang ilmu-ilmu alam oleh seseorang dimungkinkan dalam dua arah, yang erat kaitannya satu sama lain:

• pengetahuan teoritis;
• pengetahuan empiris.

Masing-masing bidang ilmu alam ini bekerja untuk memperoleh fakta ilmiah. Perbedaan di antara mereka hanya dalam metode yang dengannya fakta-fakta ilmiah ini diperoleh.

Metode pengetahuan IPA terdiri dari beberapa metode. Bergantung pada arah mana - teoretis atau empiris - seseorang berencana untuk mendapatkan fakta ilmiah, ia menggunakan metode pengetahuan ilmu alam yang secara fundamental berbeda.

Metode pengetahuan manusia tentang kebenaran didefinisikan sebagai metode ilmiah - alat untuk memperoleh pengetahuan baru dan memecahkan masalah dalam salah satu ilmu.

Sejak awal dan perkembangan revolusi ilmiah dan teknologi, masyarakat selalu kritis terhadap metode ilmiah. Ketertarikan seperti itu terkait dengan masalah yang, menurut beberapa filsuf populer, adalah kekakuan dan konservatisme metode kognisi yang menghambat perkembangan ilmu pengetahuan. Jika kita menganalisis urutan penggunaan metode ilmiah oleh seseorang, maka penerapannya sendiri tidak menjamin pengembangan pengetahuan ilmiah baru. Hanya dengan menghadapi anomali dan fenomena yang tidak dapat dijelaskan, para ilmuwan dapat bergerak maju.

Metode pengetahuan empiris

Metode kognisi empiris meliputi cara-cara seseorang memperoleh pengetahuan dari fenomena yang diamati secara langsung dan diproses oleh indera manusia. Hanya ada dua cara utama untuk memperoleh pengetahuan seperti itu:

• observasi (memperoleh informasi dengan mempersepsikan objek kajian melalui panca indera, sedangkan objek yang diamati dalam keadaan alamiahnya, tanpa campur tangan naturalis);
• eksperimen (reproduksi eksperimen di bawah kondisi terkontrol).

Dua cara manusia memproses informasi yang diperoleh selama persiapan, pelaksanaan dan studi pengamatan dan eksperimen juga diturunkan ke dalam metode ilmiah yang terpisah:

• belajar;
• pengukuran.

Konstruksi percobaan ilmiah

Eksperimen adalah salah satu kegiatan yang paling menarik bagi seseorang. Melakukan eksperimen yang bertujuan untuk mendapatkan hasil tertentu - kegiatan ini sendiri membawa muatan kognitif progresif.

Agar eksperimen disebut ilmiah, seseorang harus membangunnya sesuai dengan prinsip tertentu:

• Untuk memulainya, ilmuwan alam mengumpulkan informasi tentang fenomena tertentu, yang studinya diperlukan untuk mempertimbangkan masalah ilmiah tertentu.
• Setelah menerima informasi tentang fenomena yang tersedia dalam sistem pengetahuan ilmiah (karakteristiknya, kondisi aliran, kemungkinan hasil, dll.), seseorang harus mengatur pengamatan fenomena yang menarik dalam kondisi alami reproduksi mereka. Jika seorang ilmuwan ingin menumbuhkan tanaman yang dimodifikasi dalam kondisi eksperimental, ia harus mengamati, lebih dari sekali, bagaimana tanaman serupa tumbuh dan berkembang dalam kondisi normal.
• Analisis informasi dan data yang diterima. Setelah memperoleh pengalaman empiris melalui pengamatan dan memiliki informasi tentang suatu fenomena yang sudah ada dalam basis pengetahuan ilmiah, seseorang mampu menganalisis penilaian-pesan apa yang dapat menjadi dasar percobaan di masa depan untuk memperoleh kesimpulan yang diperlukan tentang fenomena tertentu di bawah belajar.

• Membangun hipotesis. Di bagian rencana eksperimen ini, metode kognisi teoretis sudah terhubung, karena epistemologi merujuk konstruksi hipotesis ke metode teoretis. Hipotesis yang dikembangkan membangun asumsi yang menjelaskan aspek-aspek yang diperlukan dari fenomena yang diteliti.
• Perkembangan teori. Metode lain yang digunakan dalam studi eksperimental. Teori dibangun setelah pelaksanaan eksperimen secara langsung, ketika data yang diperoleh pada semua tahap sebelumnya dibandingkan, dan fenomena yang mendasari fenomena ini atau itu dijelaskan. Misalnya, fenomena konsumsi karbon dioksida oleh tanaman didasarkan pada fenomena fotosintesis. Dan orang ini dapat mengkonfirmasi secara eksperimental.

Metode Teoritis

Metode ilmiah teoretis mendasari semua penelitian ilmiah. Tanpa itu, tidak mungkin untuk memperoleh setidaknya beberapa pengetahuan dari informasi yang diperoleh secara empiris.

Tanpa pemrosesan teoretis, data empiris hanyalah sekumpulan informasi statistik tentang sifat dan proses.

Metode teoritis mengandung komponen rasional dari pengetahuan ilmu alam. Metode teoretis adalah cara mengkonstruksi penalaran tentang subjek penelitian.

Metode teoritis utama pengetahuan ilmiah yang digunakan oleh manusia adalah:

1. Formalisasi (transfer pemikiran tentang fenomena yang diteliti, dalam istilah dan konsep yang didefinisikan dan diakui oleh komunitas ilmiah). Sebagai hasil dari formalisasi, bukan pengalaman subjektif seseorang yang ditampilkan, tetapi model abstrak tertentu dari fenomena yang diteliti dibangun.
2. Aksiomatisasi. Aplikasi dalam konstruksi hipotesis dan teori pernyataan yang termasuk kebenaran apriori. Mereka yang tidak memerlukan bukti tambahan dalam rangka penelitian yang sedang berlangsung. Misalnya, ketika membuat eksperimen ilmiah, seseorang tidak membuktikan bahwa titik didih air bergantung pada tekanan, bahkan jika kedua fenomena ini digunakan dalam penelitian yang sedang berlangsung.
3. Abstraksi. Perlunya penelitian untuk membuang semua sifat-sifat suatu objek atau fenomena yang tidak signifikan dalam penelitian ini dan tidak dapat mempengaruhi hasilnya. Manusia selalu sangat berhati-hati dalam mendekati metode ilmiah ini, karena dengan penelitian modern di bidang yang sangat halus, setiap penyimpangan yang tidak dapat diterima dapat menyebabkan kelalaian ilmiah yang besar.
4. Analisis. Memecah subjek penelitian menjadi komponen yang lebih kecil (fitur, bentuk, properti, koneksi, dll.). Dengan mempelajari setiap aspek individu dari satu fenomena, seseorang menerima informasi rinci tentang fenomena yang diteliti dan, menggabungkan pengetahuan yang diperoleh selama penelitian, sampai pada kesimpulan yang bermanfaat. Kombinasi ini sebenarnya mengalir ke metode ilmiah berikutnya - sintesis.
5. Induksi, deduksi, analogi adalah tiga cara membangun kesimpulan yang diambil oleh sains dari logika. Masing-masing metode ini mencirikan hubungan antara penalaran-premis untuk mendapatkan kesimpulan yang diperlukan. Dengan demikian, deduksi dicirikan oleh fakta bahwa dari paket penalaran yang berkaitan dengan pengetahuan ilmiah umum, seseorang menarik kesimpulan tertentu untuk kasus-kasus tertentu. Induksi, di sisi lain, memperoleh pola umum dari kasus-kasus tertentu. Analogi menyediakan untuk memperoleh kesimpulan tentang studi persamaan dan perbedaan fenomena tertentu. Jadi, jika beberapa tanda dari fenomena yang diteliti memiliki kesamaan tertentu, maka fenomena tersebut dapat diperiksa adanya kesamaan lainnya.