Содержание некоторых разделов курса методы научного познания

Среди методов научного познания выделяют общечеловеческие приемы мышления (анализ, синтез, сравнение, дедукция, индукция, обобщение и т.д.) и способы эмпирического и теоретического исследования (наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование, идеализация, формализация).

Наблюдение – это целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений с целью сбора фактов, укрепляющих или опровергающих гипотезу. Непосредственное наблюдение осуществляется только с помощью органов чувств. В случае опосредованного наблюдения применяется специальная техника. Указанный метод эмпирического познания является пассивным, т.к. для него характерна зависимость наблюдателя от изучаемого явления или объекта.

Эксперимент – активный способ исследования, характеризующийся преобразующим воздействием на объект изучения. Этот метод позволяет изолировать исследуемый объект от влияния побочных, несущественных для него явлений, изучать объект в «чистом» виде, позволяет многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксируемых, контролируемых условиях и планомерно изменять само протекание изучаемого процесса.

Измерение – материальный процесс сравнения какой-либо величины с эталоном, единицей измерения.

Аналогия – прием познания, при котором на основании сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других свойствах. Однако, выводы по аналогии всегда вероятностны.

Моделирование – замещение исследуемого объекта его моделью для получения новой информации о самом объекте. Используется обычно при невозможности изучать объект экспериментально в естественных условиях. В процессе моделирования решается 3 задачи: построение модели, экспериментальное исследование модели, экстраполяция информации, полученной при изучении модели, на объект исследования.

Идеализация – мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований (например, идеализированное понятие «материальная точка»).

Формализация – использование специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого множеством символов, знаков (формальная знаковая система).

Естественнонаучные картины мира

Чтобы подчеркнуть фундаментальный характер основных и важнейших знаний о природе, было введено понятие естественнонаучной картины мира.

Естественнонаучная картина мира – это система важнейших принципов и законов, лежащих в основе окружающего нас мира. В формировании такой картины особое значение имеют концепции и теории наиболее развитых в определенный исторический период отраслей естествознания, которые выдвигаются в качестве его лидеров. Лидирующие науки накладывают свой отпечаток на представления и научное мировоззрение ученых соответствующей эпохи. Существующая картина мира в свою очередь оказывает воздействие на другие отрасли науки, в том числе и социально-гуманитарные.

Первой естественнонаучной картиной мира является механистическая, сформировавшаяся в эпоху Нового времени (16-18 вв.) в период рождения и расцвета классической механики. Становление механистической картины мира связано в первую очередь с работами выдающихся ученых Г.Галилея, И.Кеплера, И.Ньютона, заложивших фундамент классической механики и строго научного метода познания.

Характерные особенности механистической картины мира:

• симметрия процессов во времени; все состояния механического движения тел по отношению ко времени оказываются в принципе одинаковыми;

• все механические процессы подчиняются принципу строгого детерминизма (причинности), суть которого состоит в признании возможности точного и однозначного определения состояния механической системы ее предыдущим состоянием;

• пространство и время имеют абсолютный характер и никак не связаны с движением тел;

• известна только одна форма существования материи – вещество;

• принцип механицизма или редукционизма: тенденция свести закономерности более высоких форм движения материи к законам простейшей его формы – механическому движению;

• принцип дальнодействия, согласно которому действия и сигналы могут передаваться в пустом пространстве (без посредников) с какой угодно скоростью.

Второй по времени появления была электромагнитная картина мира, сформировавшаяся в середине 19 века. В ее становлении особую роль сыграла электромагнитная теория Дж. Максвелла, разработанная им на основе опытов М.Фарадея и других ученых.

Характерные особенности электромагнитной картины мира:

• возможность существования материи не только в форме вещества, но и в форме полей (электромагнитного, а позже и гравитационного);

• принцип близкодействия, согласно которому действия и сигналы могут передаваться с конечной скоростью (не превышающей скорость света) при посредстве полей.

На рубеже 19-20 веков в естествознании осуществляется революция, которой предшествовал кризис в физике, связанный с открытиями явления радиоактивности и элементарных частиц. Новые факты опровергли классические представления о неделимости атома и обозначили начало нового периода в развитии физики – неклассического. Рождается новая наука – квантовая механика, предметом которой является атом и его структуры. Итогом ее развития является формирование в первой трети 20 века третьей – квантово-полевой картины мира.

Характерные особенности квантово-полевой картины мира:

• материя рассматривается в трех возможных формах существования: вещество, поле, физический вакуум, связанных взаимными переходами;

• принцип корпускулярно-волнового дуализма, согласно которому в определенных условиях частицы вещества проявляют волновые свойства, а частицы поля – свойства корпускул;

• принцип детерминизма сменяется принципом вероятностно- статистическим, согласно которому можно говорить лишь о вероятности того, где в данный момент времени находится частица;

• принцип неопределенности Гейзенберга: знание точной координаты частицы приводит к полной неопределенности ее импульса, и, наоборот, точное знание импульса частицы – к полной неопределенности ее координаты;

• принцип дополнительности Бора: с помощью конкретного макроскопического прибора мы можем исследовать либо корпускулярные свойства микрообъектов, либо волновые, но не те и другие одновременно; обе стороны предмета должны рассматриваться как дополнительные друг к другу;

• представления о 4-х типах фундаментальных взаимодействий в природе (гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое);

• пространство и время относительны (зависят от гравитационных полей и движения тел) и взаимосвязаны (пространственно-временной континуум).