Экспериментальные системы в естественных науках

Реферат  

  На тему:   Экспериментальные  системы в естественных науках

Выполнила:                    Коробицина Ангелина 
группа 123-Э

Социальные и естественные науки

Если сравнивать предмет  социальных и естественных наук, легко  заметить, что социальная жизнь, несмотря на кажущуюся легкость ее познания в силу повседневного в ней  участия каждого человека, труднее  поддается научному анализу, так  как именно поэтому формы социальной жизни оказываются прямо не наблюдаемыми, а их выявление предполагает специальные, отличные от естественно-научных, способы  остранения реальности.

В естественных науках допустимо  рассмотрение природных процессов  как независимых от познающего субъекта. В социальных науках субъект и  объект познания частично совпадают. Отсюда — идеологическая «нагруженность» социально-научного познания, т. е. явная или неявная представленность в нем различных социальных интересов.

В естественных науках используются преимущественно количественные и  экспериментальные методы познания. Именно эти методы получили название «научных» в Падуанской школе эпохи Возрождения, когда опыту было отдано предпочтение перед умозаключением.

В социально-научном знании использование этих методов затруднено, так как в науках о человеке, обществе и культуре исследователь  никогда не может дистанцироваться в такой мере от изучаемого объекта (который к тому же крайне динамичен), чтобы стало возможным строгое  использование экспериментального метода. В этом смысле «идентичность  познающего субъекта познаваемому объекту  в науках о культуре порождает  ситуацию, немыслимую для наук о  природе» [5, 67]. Исследователь участвует  в социальной жизни и влияет не нее даже собственным актом познания. Построение социально-научного знания лишь средствами «фактуального языка», не содержащего оценочных терминов, вряд ли возможно: ценностное отношение, возникает уже на самых ранних этапах научного исследования общественных явлений — на стадии определения исходных терминов, что прямо связано с нравственной и социально-политической позицией ученого [см. 6]. Подтверждением этого тезиса может служить сравнительный контент-анализ социально-научных текстов советского периода до конца 1980-х годов и в последние годы. Отсюда — больший простор для различного толкования одних и тех же событий, для возникновения и распространения иллюзий, мифов и заблуждений.

Можно ли достигнуть большей  точности в методах социально-научного исследования? Насколько приложимы  методы естественно-научной теории к анализу социальной жизни? И хотя многие частные задачи были решены с помощью математического моделирования, все же в целом это еще нерешенная проблема. Сложность, как это формулировал Н. Винер, заключается в том, что в социальных науках мы имеем дело с короткими статистическими рядами и не можем быть уверены, что значительная часть наблюдаемого не создана нами самими. Мы погружены в объект нашего исследования. Будут ли наши исследования социальной жизни статическими или динамическими — они могут иметь точность лишь до очень небольшого числа десятичных знаков и в конечном итоге никогда не доставят нам такого количества значащей информации, которое было бы сравнимо с тем, что мы привыкли ожидать в естественных науках. Мы не можем позволить себе пренебрегать социальными науками, но не должны строить преувеличенных надежд на их возможности. Нравится ли нам это или нет, но многое мы должны предоставить «ненаучному», повествовательному методу профессионала [цит по: 7, 216]. 

МЕТОДОЛОГИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК — изучение методов познания мира средствами естествознания. Эта методология  родилась в 17 в. в трудах Ф. Бэкона и  Р. Декарта, посвященных именно методу познан и я. В дальнейшем методологические идеи развивались в трудах Т. Гоббса, Р. Бойля, И. Ньютона, Г. Лейбница, И. Канта. В 17—18 вв. естественнонаучное познание еще не выделялось из научно-философского познания, и его методология была включена в общую теорию познания. Существенное изменение произошло  в первой половине 19 в., когда естествознание полностью отделилось от философии  и институализировалось как вполне самостоятельная область познавательной деятельности. В середине 19 в. в трудах У Уэвелла, О. Конта, Дж.С. Милля, У Джевонса, Дж. Гершеля начала складываться специализированная М. е. н.

Исключительно важную роль в  формировании М. е. н. сыграл период второго  позитивизма (конец 19— начало 20 вв.). В работах Э. Маха, А. Пуанкаре, П. Дюгема и их оппонентов Л. Больцмана и М. Планка формируются основные направления М. е. н. и достаточно четко определяется их проблематика. Огромным стимулом для развития М. е. н. стало создание специальной, затем общей, теории относительности, а в 1920-х — квантовой механики. Проникновение науки в области явлений, весьма далекие от повседневного опыта, обнаружение в этих областях принципиально новых закономерностей остро поставило вопрос о методах научного познания, их содержании и эффективности. Поэтому с 1920-х методологический анализ естественных наук приобретает широкий размах, причем очень важное место в нем занимают работы А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна, В. Гейзенберга, Е. Вигнера, Г. Вейля и др. выдающихся ученых. Существенное влияние на этот процесс оказало интенсивное развитие в 1920—30-х неопозитивизма, доминировавшего с конца 1920-х в философии науки и способствовавшего утверждению логико-методологической концепции науки и развитию методологических исследований. Этот период продолжался до 1960-х, когда большое распространение получают исторические и социокультурные концепции науки, для которых характерна антиметодологическая направленность (Т. Кун, П. Фейерабенд и др.). Это обстоятельство отрицательно сказалось на развитии М. е. н., с начала 1980-х интенсивность методологических исследований существенно снизилась.

В настоящее время можно  выделить три основных типа концепций  науки, конкурирующих между собой: 1) логико-методологические концепции, 2) концепции исторические и 3) концепции  социокультурной детерминации науки. Для первого класса характерна высокая  степень единства: все они уделяют  большое внимание методологии науки. В них методология если не полностью  совпадает с самой философией науки, то, по крайней мере, составляет ее важнейшую часть. Различия между  концепциями этого класса в основном заключаются в разном понимании  значимости и степени обоснованности различных методов и методологических принципов и, соответственно, в разном структурировании системы научного метода. Основная идея исторических концепций  науки состоит в том, что содержание научных методов изменяется вместе с изменением науки. Однако в этих концепциях понятие методологии  научного исследования не имеет достаточно четкого содержания. В концепциях социокультурной детерминации науки  методология научного познания или  вообще игнорируется, или занимает незначительное место.

В качестве основных направлений  методологического анализа в  рамках логико-методологической концепции  науки можно выделить: 1) изучение общих методов научного познания; 2) изучение частных методов; 3) анализ фундаментальных методологических принципов научного познания. Общие  методы, как правило, включают в себя более частные и специальные, а методологические принципы регулируют применение методов научного познания и позволяют выявлять их существенные аспекты. К числу общих методов естествознания относятся методы эмпирического познания (измерение, наблюдение и эксперимент), метод индукции, метод гипотез и аксиоматический метод. Частными и специальными являются: вероятностные методы; методы, используемые в обобщении и осмыслении эмпирических результатов, — единственного сходства и различия, сопутствующих изменений; методы аналогии, мысленного и математического экспериментов. Наблюдение, как способ познания мира, используется человечеством с древнейших времен. Начиная с 17 в. более важное место занимает метод эксперимента. Эксперимент отличается от пассивного наблюдения своим активным характером. Экспериментатор не просто наблюдает то, что происходит в ходе естественного течения процессов, но создает искусственные, контролируемые условия, при которых закономерности процессов проявляются более четко. Разработка методологии экспериментального исследования, начатая Ф. Бэконом, получила развитие в трудах Дж.С. Милля и группы методологов середины 19 в. В этом методологическом направлении метод эксперимента тесно связывался с методом индукции: система правил индуктивного обобщения результатов эксперимента одновременно трактовалась как метод организации экспериментального исследования. Характерной чертой индуктивистской методологии является недооценка метода гипотез. Возникновение электронной теории и атомной физики стимулировало методологическое осмысление гипотез и их роли в научном познании. Фундаментальные работы А. Пуанкаре «Наука и гипотеза» и П. Дюгема «Физическая теория, ее цель и строение» знаменуют переход от эмпирико-индуктивистской концепции к гипотетико-дедуктивной модели науки. С этого времени метод эксперимента развивается в тесном взаимодействии с методом гипотез, в качестве основной задачи экспериментального исследования рассматривается проверка (подтверждение или опровержение) той или иной гипотезы. В современной науке метод эксперимента, метод индукции и метод гипотез образуют сложный единый комплекс, в котором отдельные части не отделяются резко друг от друга. С начала 20 в. широкое распространение имеют статистические методы обработки опытных данных, получившие дальнейшее развитие с созданием квантовой механики и ее вероятностной интерпретацией. К числу общих методов естественнонаучного познания относится также аксиоматический метод. Основные его идеи были выдвинуты еще в античности. В дальнейшем аксиоматический метод получил своеобразное преломление в методе принципов Ньютона, который представляет собой нетривиальный синтез основных идей метода индукции и аксиоматического метода, когда индуктивные обобщения высокого уровня общности начинают использоваться как фундаментальные аксиомы, кладущиеся в основу дальнейшего исследования. В современной физике аксиоматический метод получил распространение в физике микромира.

Более специальный (частный) характер носят методы аналогии, мысленного и математического эксперимента. Метод аналогий представляет собой  способ формулирования гипотез, основанный на перенесении закономерностей  с уже изученных явлений на еще не изученные. Сама идея использования аналогии обсуждалась еще Аристотелем, но широкое распространение этот метод получил только в науке Нового времени. Одним из ярких его применений является использование Дж.К. Максвеллом гидродинамических аналогий при получении уравнений электромагнитного поля. Метод мысленного эксперимента представляет собой специфический тип теоретического рассуждения. Многие мысленные эксперименты сыграли выдающуюся роль в развитии науки, напр. «демон» Максвелла, «поезд» и «лифт» Эйнштейна и др. Анализ метода мысленного эксперимента начался в работах Э. Маха и П. Дюгема, при этом выявились две точки зрения на его природу: одна сближает его с обычным экспериментом (Мах), в др. подчеркивается теоретическая сущность метода (Дюгем). Ныне преобладает изучение специфики мысленного эксперимента именно как специального метода теоретического уровня. С середины 1970-х вместе с развитием вычислительной техники в практику научного познания широко вошел метод математического эксперимента. Суть его состоит во всестороннем изучении большого массива решений некоторой задачи численными методами с варьированием параметров уравнения, а иногда даже самого вида уравнения. Дальнейшее исследование заключается в обобщении результатов численных решений и выделении их инвариантных характеристик.

Кроме изучения общих и  специальных методов научного познания важнейшим разделом методологии  естественных наук является анализ фундаментальных  методологических принципов научного познания. Методологические принципы — это общие требования, предъявляемые  к содержанию, структуре и способу  организации научного знания. Они  являются ядром научного метода, объединяют и организуют отдельные методы и  приемы в единое целое, в единый научный  метод. Методологические принципы научного познания регулируют научную деятельность (их часто называют регулятивными  принципами или методологическими  регулятивами). Именно в силу регулятивной функции эти принципы проводят демаркацию науки от ненауки и псевдонауки. Др. важнейшая функция методологических принципов — эвристическая. Организуя научную деятельность, эти принципы одновременно дают и ориентацию научного поиска, его направление. В качестве методологических принципов научного познания выступают: принципы подтверждаемости (верификации) и опровергаемости (фальсификации), принцип наблюдаемости, принцип простоты, принцип соответствия, принцип инвариантности (симметрии) и принцип системности (согласованности). Нередко к ним добавляют принцип дополнительности, принцип красоты, экстремальные принципы и некоторые другие. Сложились два подхода к изучению методологических принципов. Для западной методологии науки характерен подход, который можно назвать монофундаменталистским. В нем один принцип рассматривается как доминирующий (главный), а остальные— как имеющие вспомогательный характер. Так, в неопозитивизме в качестве доминирующего выступал принцип проверяемости (верифицируемости), а в концепции К. Поппера основным был принцип опровергаемости (фальсифицируемости). В неопозитивизме были проведены важные исследования принципов наблюдаемости, согласованности; в концепции Поппера была развита оригинальная трактовка принципа простоты. Вместе с тем монофундаментализм методологии приводил к существенной односторонности и не позволял выявить все богатство содержания принципов, квалифицировавшихся как второстепенные. В отечественной методологии науки доминировала полифундаменталистская точка зрения. Эта позиция состоит в том, что все методологические принципы признаются как обладающие одинаковой значимостью в научном познании и должны исследоваться совместно. Такой подход позволяет с большей полнотой выявить разные стороны и аспекты каждого из принципов. Но еще большее значение имеет идея системы методологических принципов, т.е. рассмотрения их не просто как совокупности, но именно как системы. Это позволяет существенно углубить понимание содержания самих принципов и выявить иногда совершенно неожиданные их аспекты. Методологический анализ позволяет установить эту системность, состоящую в том, что каждый из принципов (по крайней мере, из числа тех, которые прошли жесткую проверку и получили признание) содержательно связан с каждым из остальных. Требования, предъявляемые разными принципами к содержанию и способу организации научного знания, пересекаются между собой, и именно поэтому методологические принципы функционируют в научном познании совместно.

В системе методологических принципов можно выделить две  подгруппы. К первой относятся принципы проверяемости (подтверждаемости), опровергаемости (фальсифицируемости) и наблюдаемости. Они, в основном, регулируют взаимоотношения теоретического и эмпирического уровней научного знания. Вторая подгруппа: принципы простоты, соответствия, инвариантности (симметрии) и системности (согласованности). Эти принципы, в основном, функционируют на теоретическом уровне. Принцип проверяемости требует возможности эмпирического подтверждения теории. Здесь явно выступает проблема связи теоретического и эмпирического уровней. Но одновременно он накладывает очень важные требования на внутреннюю структуру теории. Эти требования состоят, в первую очередь, в обязательной интерпретируемости любых следствий, получаемых в рамках данной теории. Эмпирическая проверка любой теории всегда может дать отрицательный результат, что связано с принципом фальсифицируемости. Этот принцип совместно с требованием подтверждаемости образует важнейший критерий демаркации научного знания от различного рода псевдознаний. Естественным развитием этих положений является требование принципиальной наблюдаемости и исключения ненаблюдаемых объектов типа эфира. В целом требования подтверждаемости, опровергаемости и наблюдаемости можно представить как обобщенный принцип проверяемости, включающий в себя разные стороны и аспекты процедуры проверки.

Принцип простоты (известный  еще с 14 в. как «бритва Оккама») направлен против произвольного  умножения гипотетических сущностей. На современном уровне развития научного знания его можно сформулировать как категорическое требование: нельзя каждое явление объяснять своей  собственной отдельной гипотезой. Его более слабая формулировка рекомендует  предпочитать теорию, основанную на меньшем  числе независимых предположений. Это требование в значительной мере совпадает с требованиями, налагаемыми  принципом системности научного знания. Принцип соответствия регулирует взаимоотношения между старыми  и новыми теориями. Обычное его  понимание состоит в том, что  старая теория является некоторым предельным случаем новой, и переход от новой  теории к старой реализуется в  виде предельного перехода (в теории относительности это предельный переход с - оо, в квантовой механике h -» 0). Действительное содержание принципа соответствия существенно глубже; он устанавливает не просто возможность предельного перехода от новой теории к старой, но и генетическую связь между ними. Старая теория не отвергается (и не опровергается) новой — она образует ступень, основание для создания новой. Фундаментальные структурные составляющие старой теории необходимым образом включаются в структуру новой теории. И именно эта генетическая связь является основой для возможности обратного перехода от новой теории к старой, причем сам этот переход не обязательно является предельным переходом — существуют и др. формы связи. Такая трактовка принципа соответствия позволяет существенно расширить сферу его эффективного использования.