Структура естественнонаучного познания
Другие рефераты
ПЛАН
Уровни естественнонаучного познания
Соотношение эмпирического и теоретического уровней исследования
Уровни естественнонаучного познания
Изучение естествознания нужно не только для того, чтобы мы как культурные
люди знали и разбирались в его результатах, но и для понимания самой
структуры нашего мышления. Итак, мы отправляемся в безбрежное море
познания. Предположим, что вместе с Ньютоном мы лежим под деревом и
наблюдаем, падение яблока, которое, по преданию, натолкнуло Ньютона на
открытие закона всемирного тяготения. Яблоки падали на голову не только
Ньютона, но почему именно он сформулировал закон всемирного тяготения? Что
помогло ему в этом: любопытство, удивление (с которого, по Аристотелю,
начинается научное исследование) или, быть может, он и до этого изучал
тяготение, и падение яблока было не начальным, а завершающим моментом его
раздумий? Как бы то ни было, мы можем согласиться с легендой в том, что
именно обычный эмпирический факт падения яблока был отправной точкой для
открытия закона всемирного тяготения. Будем считать эмпирические факты, т.
е. факты нашего чувственного опыта, исходным пунктом развития
естествознания.
Итак, мы начали наше научное исследование, точнее оно началось с нами. Так
или иначе, мы зафиксировали первый эмпирический факт, который, коль скоро
он стал отправной точкой научного исследования, стал тем самым научным
фактом.
Что дальше? Выдающийся французский математик начала века А. Пуанкаре,
описывая в своей книге «Наука и метод» работу ученого, говорил следующее:
«Наиболее интересными являются те факты, которые могут служить свою службу
многократно, которые могут повторяться» (А. Пуанкаре. О науке.- М., 1983.-
С. 289). Да, действительно так, потому что ученый хочет вывести законы
развития природы, т. е. сформулировать некие положения, которые были бы
верны во всех случаях жизни для однотипного класса явлений. Для этого
ученому нужны множество одинаковых фактов, которые потом он мог бы
единообразно объяснить. Ученые, продолжает Пуанкаре, «должны предпочитать
те факты, которые нам представляются простыми, всем тем, в которых наш
грубый глаз различает несходные; составные части» (Там же.- С. 290).
, Итак, мы должны ждать падения новых яблок, чтобы определить,
действительно ли они падают всегда. Это уже можно назвать способом или
методом исследования. Он называется наблюдением и в некоторых областях
естествознания остается единственным и главным эмпирическим методом
исследования. Например, в астрономии. Правда, с помощью визуальных
наблюдений мы мало что увидим. Чтобы наблюдать «большой мир» (мегамир)
нужны мощные телескопы и радиотелескопы, которые улавливают космические
излучения. Это тоже наблюдение, хотя и более сложное.
Однако в нашем случае нет нужды ждать падения яблок. Мы можем потрясти
яблоню и посмотреть, как будут вести себя яблоки, т. е. провести
эксперимент, испытать объект исследований. Эксперимент представляет собой
как бы вопрос, который мы задаем природе 'и ждем от нее ясного ответа.
«Эйнштейн говорил, что природа отвечает «нет» на большинство задаваемых ей
вопросов и лишь изредка от нее можно услышать более обнадеживающее «может
быть»... Каков бы ни был ответ природы — «да» или «нет», — он будет выражен
! на том же теоретическом языке, на котором был задан вопрос» (И. Пригожин,
И. Стенгерс. Порядок из хаоса.- М., 1986.- С. 88). Отличительной
особенностью научного эксперимента является то, что его должен быть
способен воспроизвести каждый исследователь в любое время.
Трясение яблони, как простейший из возможных экспериментов, убеждает
нас, что все яблоки ведут себя совершенно одинаково. Однако, чтобы вывести
физический закон, мало одних яблок. Нужно рассмотреть и другие тела,
причем, чем меньше они похожи друг на друга, тем лучше. Здесь вступает в
силу второе правило, противоположное первому. «Таким образом, интерес
представляет лишь исключение» (А. Пуанкаре. Цит. соч.- С. 291).
Оказывается, что многие тела тоже падают на Землю, как будто на них
действует некая сила. Можно предположить, что это одна и та же сила во всех
случаях. Но на Землю падают не все тела. Это не относится к Луне, Солнцу и
другим небесным телам, имеющим большую массу или удаленным от Земли на
значительное расстояние. Налицо различие в поведении тел, над которым тоже
стоит задуматься. Есть ли что-либо общее в поведении тел, которые на первый
взгляд ведут себя совершенно различно? «Однако мы должны сосредоточить свое
внимание главным образом не столько на сходствах и различиях, сколько на
тех аналогиях, которые часто скрываются в кажущихся различиях» (там же, с.
292). Найти аналогии в различиях — необходимый этап научного исследования.
Не над всеми телами можно провести эксперимент. Например, небесные светила
можно только наблюдать. Но мы можем объяснить их поведение действием тех же
самых сил, направленных не только в сторону Земли, но и от нее. Различие в
поведении таким образом можно объяснить количеством силы, определяющей
взаимодействие двух или нескольких тел.
Если же мы все-таки считаем эксперимент необходимым, то можем провести его
на моделях, т. е. на телах, размеры и масса которых пропорционально
уменьшены по сравнению с реальными телами. Результаты модельных
экспериментов можно считать пропорциональными результатам взаимодействия
реальных тел.
Но и модельный эксперимент не является последним из возможных. Может иметь
место мысленный эксперимент. Для этого понадобится представить себе тела,
которых вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент
в уме. Значение представления, связанного с проведением мысленного или
идеального эксперимента, хорошо объясняют в своей книге «Эволюция физики»
А. Эйнштейн и Л. Инфельд. Дело в том, что все понятия, т. е. слова, имеющие
определенное значение, которыми пользуются ученые, являются не
эмпирическими, а рациональными, т. е. они не берутся нами из чувственного
опыта, а являются творческими произведениями человеческого разума. Для того
чтобы ввести их в расчеты, необходимы идеальные представления, например,
представления об идеально гладкой поверхности, идеально круглом шаре и т.
п. Такие представления называются идеализациями.
В современной науке надо быть готовым к идеализированным экспериментам, т.
е. мысленным экспериментам с применением идеализации, с которых (а именно,
экспериментов Галилея) и началась физика Нового времени. Представление и
воображение (создание и использование образов) имеет в науке большое
значение, но в отличие от искусства — это не конечная, а промежуточная цель
исследования. Главная цель науки — выдвижение гипотез, и теория как
эмпирически подтвержденная гипотеза.
Понятия играют в науке особую роль. Еще Аристотель считал, что, описывая
сущность, на которую указывает термин, мы объясняем его значение. А его имя
— знак вещи. Таким образом, объяснение термина (а это и представляет собой
определение понятия) позволяет нам понять данную вещь в ее глубочайшей
сущности («понятие» и «понять» — однокоренные слова). По мнению К. Поппера,
если в обычном словоупотреблении мы сначала ставим термин, а затем
определяем его (например: «щенок — это молодой пес»), то в науке имеет
место обратный процесс. Научную запись следует читать справа налево,
отвечая на вопрос: как мы будем называть молодого пса, а не что такое
щенок. Вопросы типа «что такое жизнь? » не играют в науке никакой роли, и
вообще определения как таковые не играют в науке заметной роли, в отличие,
скажем, от философии. Научные термины и знаки - не что иное, как условные
сокращения записей, которые иначе заняли бы гораздо больше места.
Формирование понятий относится к следующему уровню исследований, который
является не эмпирическим, а теоретическим. Но прежде мы должны записать
результаты эмпирических исследований, с тем, чтобы каждый желающий мог их
проверить и убедиться в их правильности.
Ученые должны, пишут А. Эйнштейн и Л. Инфельд, собирать неупорядоченные
факты и своим творческим мышлением делать их связанными и понятными.
Поэтому их можно сравнить с детективами. Но в отличие от детектива, который
только расследует дело, «ученый должен, по крайней мере, отчасти, сам
совершить преступление, затем довести до конца исследование. Более того,
его задача состоит в том, чтобы объяснить не один только данный случай, а
все связанные с ним явления, которые происходили или могут еще произойти»
(А. Эйнштейн, Л. Инфельд. Эволюция физики.- М., 1965.- С. 64).
На основании эмпирических исследований могут быть сделаны эмпирические
обобщения, которые имеют значение сами по себе. В науках, которые называют
эмпирическими, или описательными, как, скажем, геология, эмпирические
обобщения завершают исследование, в экспериментальных, теоретических науках
это только начало. Чтобы двинуться дальше, нужно придумать
удовлетворительную гипотезу, объясняющую (в нашем примере) падение тел.
Самих по себе эмпирических фактов для этого недостаточно. Необходимо все
предшествующее знание, касающееся данной проблемы, прежде всего, в нашем
случае, знание принципов механики, например, представление о связи движения
тела с приложением к нему силы, действующей в направлении движения (в
данном случае, к Земле), т. е. знание трех законов механики, которые
сформулировал тот же Ньютон до закона всемирного тяготения.
На теоретическом уровне помимо эмпирических фактов требуются понятия,
которые создаются заново или берутся из других (преимущественно ближайших)
разделов науки. В данном случае эт
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
