Научное познание и его особенности

Экспериментально  ориентированные ученые утверждают, что умно продуманный и “хитро”, мастерски поставленный эксперимент  выше теории: теория может быть напрочь  опровергнута, а достоверно добытый  опыт — нет!  

Эксперимент включает в себя другие методы эмпирического  исследования (наблюдения, измерения). В то же время он обладает рядом  важных, присущих только ему особенностей.  

Во-первых, эксперимент  позволяет изучать объект в “очищенном”  виде, т. е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования.  

Во-вторых, в ходе эксперимента объект может быть поставлен  в некоторые искусственные, в  частности, экстремальные условия, т. е. изучаться при сверхнизких  температурах, при чрезвычайно высоких  давлениях или, наоборот, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного  поля и т. п. В таких искусственно созданных условиях удается обнаружить удивительные порой неожиданные  свойства объектов и тем самым  глубже постигать их сущность.  

В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор может  вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. Как отмечал  академик И. П. Павлов, “опыт как  бы берет явления в свои руки и  пускает в ход то одно, то другое и таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях определяет истинную связь между явлениями. Иначе говоря, наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что хочет”.  

В-четвертых, важным достоинством многих экспериментов  является их воспроизводимость. Это  означает, что условия эксперимента, а соответственно и проводимые при  этом наблюдения, измерения могут  быть повторены столько раз, сколько  это необходимо для получения  достоверных результатов.  

Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий. Так, научный эксперимент:  

— никогда не ставится наобум, он предполагает наличие четко  сформулированной цели исследования;  

— не делается “вслепую”, он всегда базируется на каких-то исходных теоретических положениях. Без идеи в голове, говорил И.П.Павлов, вообще не увидишь факта;  

— не проводится беспланово, хаотически, предварительно исследователь  намечает пути его проведения;  

— требует определенного  уровня развития технических средств  познания, необходимого для его реализации;  

— должен проводиться  людьми, имеющими достаточно высокую  квалификацию.  

Только совокупность всех этих условий определяет успех  в экспериментальных исследованиях.  

В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе экспериментов, последние обычно подразделяются на исследовательские и проверочные.  

Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные  свойства. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, не вытекающие из имевшихся знаний об объекте исследования. Примером могут служить эксперименты, поставленные в лаборатории Э. Резерфорда, которые привели к обнаружению  ядра атома, а тем самым и к  рождению ядерной физики.  

Проверочные эксперименты служат для проверки, подтверждения  тех или иных теоретических построений. Так, существование целого ряда элементарных частиц (позитрона, нейтрино и др.) было вначале предсказано теоретически, и лишь позднее они были обнаружены экспериментальным путем.  

Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют  лишь выявить действие тех или  иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В реальной практике экспериментального исследования оба указанных типа экспериментов реализуются, как  правило, в виде последовательных этапов развития познания.  

Как известно, связь  между электрическими и магнитными явлениями была впервые открыта  датским физиком Эрстедом в результате чисто качественного эксперимента (поместив магнитную стрелку компаса  рядом с проводником, через который  пропускался электрический ток, он обнаружил, что стрелка отклоняется  от первоначального положения). После  опубликования Эрстедом своего открытия последовали количественные эксперименты французских ученых Био и Савара, а также опыты Ампера, на основе которых была выведена соответствующая  математическая формула.  

Все эти качественные и количественные эмпирические исследования заложили основы учения об электромагнетизме.  

В зависимости от области научного знания, в которой  используется экспериментальный метод  исследования, различают естественнонаучный, прикладной (в технических науках, сельскохозяйственной науке и т. д.) и социально-экономический эксперименты.  

Измерение и сравнение.  

Большинство научных  экспериментов и наблюдений включает в себя проведение разнообразных  измерений. Измерение - это процесс, заключающийся в определении  количественных значений тех или  иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных  технических устройств.  

Огромное значение измерений для науки отмечали многие видные ученые. Например, Д. И. Менделеев  подчеркивал, что “наука начинается с тех пор, как начинают измерять”. А известный английский физик  В. Томсон (Кельвин) указывал на то, что  “каждая вещь известна лишь в той  степени, в какой ее можно измерить”.  

В основе операции измерения  лежит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам. Чтобы осуществить такое сравнение, необходимо иметь определенные единицы  измерения, наличие которых дает возможность выразить изучаемые  свойства со стороны их количественных характеристик. В свою очередь, это  позволяет широко использовать в  науке математические средства и  создает предпосылки для математического  выражения эмпирических зависимостей. Сравнение используется не только в  связи с измерением. В науке  сравнение выступает как сравнительный  или сравнительно-исторический метод. Первоначально возникший в филологии, литературоведении, он затем стал успешно  применяться в правоведении, социологии, истории, биологии, психологии, истории  религии, этнографии и других областях знания. Возникли целые отрасли знания, пользующиеся этим методом: сравнительная анатомия, сравнительная физиология, сравнительная психология и т.п. Так, в сравнительной психологии изучение психики осуществляется на основе сравнения психики взрослого человека с развитием психики у ребенка, а также животных. В ходе научного сравнения сопоставляются не произвольно выбранные свойства и связи, а существенные.  

Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, использующих определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений в данном случае имеются в виду какие-то явления, которые положены в основу измерений (например, измерение температуры  с использованием термоэлектрического  эффекта).  

Существует несколько  видов измерений. Исходя из характера  зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяют на статические и динамические. При  статических измерениях величина, которую  мы измеряем, остается постоянной во времени (измерение размеров тел, постоянного  давления и т. п.). К динамическим относятся такие измерения, в  процессе которых измеряемая величина меняется во времени (измерение вибрации, пульсирующих давлений и т. п.).  

По способу получения  результатов различают измерения  прямые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается путем непосредственного  сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном  измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной  и другими величинами, получаемыми  путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления  проводника по его сопротивлению, длине  и площади поперечного сечения). Косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомую  величину невозможно или слишком  сложно измерить непосредственно или  когда прямое измерение дает менее  точный результат.  

С прогрессом науки  продвигается вперед и измерительная  техника. Наряду с совершенствованием существующих измерительных приборов, работающих на основе традиционных утвердившихся  принципов (замена материалов, из которых  сделаны. детали прибора, внесение в  его конструкцию отдельных изменений  и т. д.), происходит переход на принципиально  новые, конструкции измерительных  устройств, обусловленные новыми теоретическими предпосылками. В последнем случае создаются приборы, в которых  находят реализацию новые научные. достижения. Так, например, развитие квантовой  физики существенно повысило возможности  измерений с высокой степенью точности. Использование эффекта  Мессбауэра позволяет создать прибор с разрешающей способностью порядка 10 -13 % измеряемой величины.  

Хорошо развитое измерительное приборостроение, разнообразие методов и высокие характеристики средств измерения способствуют прогрессу в научных исследованиях. В свою очередь, решение научных  проблем, как уже отмечалось выше, часто открывает новые пути совершенствования  самих измерений.  

Общенаучные методы теоретического познания.  

Абстрагирование. Восхождение  от абстрактного к конкретному.  

Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных, чувственно воспринимаемых предметов  и явлений, их внешних признаков, свойств, связей. Только в результате изучения чувственно-конкретного человек  приходит к каким-то обобщенным представлениям, понятиям, к тем или иным теоретическим  положениям, т. е. научным абстракциям. Получение этих абстракций связано  со сложной абстрагирующей деятельностью  мышления.  

В процессе абстрагирования  происходит отход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов (со всеми их свойствами, сторонами и  т. д.) к воспроизводимым в мышлении абстрактным представлениям о них. При этом чувственно-конкретное восприятие как бы “...испаряется до степени  абстрактного определения”. Абстрагирование, таким образом, заключается в  мысленном отвлечении от каких-то —  менее существенных — свойств, сторон, признаков изучаемого объекта с  одновременным выделением, формированием  одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков этого  объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией (или используют термин “абстрактное”  — в отличие от конкретного).  

В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции. Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества предметов (при этом отвлекаются  от целого ряда индивидуальных свойств, признаков данных предметов) и объединения  их в особую группу. Примером может  служить группировка всего множества  растений и животных, обитающих на нашей планете, в особые виды, роды, отряды и т. д. Изолирующая абстракции получается путем выделения некоторых  свойств, отношений, неразрывно связанных  с предметами материального мира, в самостоятельные сущности (“устойчивость”, “растворимость”, “электропроводность” и т. д.).  

Переход от чувственно-конкретного  к абстрактному всегда связан с известным  упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного  к абстрактному, теоретическому, исследователь  получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность. При этом исследователь вначале  находит главную связь (отношение) изучаемого объекта, а затем, шаг за шагом прослеживая, как она видоизменяется в различных условиях, открывает новые связи, устанавливает их взаимодействия и таким путем отображает во всей полноте сущность изучаемого объекта.  

Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных  представлений об изучаемых явлениях к формированию определенных абстрактных, теоретических конструкций, отражающих сущность этих явлений, лежит в основе развития любой науки.  

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

Но формирование научных абстракций, общих теоретических  положений не является конечной целью  познания, а представляет собой только средство более глубокого, разностороннего  познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного вновь  к конкретному. Получаемое на этом этапе  исследования знание о конкретном будет  качественно иным по сравнению с  тем, которое имелось на этапе  чувственного познания. Другими словами, конкретное в начале процесса познания (чувственно-конкретное, являющееся его  исходным моментом) и конкретное, постигаемое  в конце познавательного процесса (его называют логически-конкретным, подчеркивая роль абстрактного мышления в его постижении), коренным образом  отличаются друг от друга.