Тема 7. Емпіричні методи наукового дослідження

1. Наукове спостереження

2. Протоколи спостереження та емпіричні факти.

3. Вимірювання

4. Науковий експеримент

За гносеологічною спрямованістю емпіричний і теоретичний рівні дослідження відрізняються тим, що на емпіричному рівні пізнання орієнтоване на вивчення явищ і “поверхневих” зв'язків між ними, без поглиблення в сутнісні зв'язки і відносини, а на теоретичному етапі пізнання головним гносеологічним завданням є розкриття сутнісних зв'язків між явищами. На цьому заснована відмінність в пізнавальних функціях, реалізованих на цих рівнях наукового пізнання.

Головним пізнавальним завданням суб'єкта-дослідника на емпіричному рівні є опис явищ, збір наукових фактів, первинне їхнє узагальнення, а також перевірка і підтвердження (або спростування) теоретичних систем. На теоретичному ж рівні основним пізнавальним завданням є сутнісне пояснення досліджуваних явищ, їхнє концептуально-теоретичне узагальнення та в ідеалі – побудова для них наукової теорії.

Найбільш чітка відмінність між виділеними двома рівнями наукового пізнання проявляється в характері одержуваних результатів (тобто форм наукового знання). Основною формою знання, одержуваного на емпіричному рівні, є науковий факт і сукупність емпіричних узагальнень, наприклад, у вигляді емпіричних законів. На теоретичному рівні одержуване знання фіксується у формі наукової проблеми, наукової гіпотези, теоретичних законів, принципів і наукових теорій, у яких і розкривається сутність досліджуваних явищ.

Відповідно розрізняються і методи, використовувані при одержанні цих форм знання. Основними методами, використовуваними на емпіричному етапі пізнання, є спостереження, вимірювання, науковий експеримент. На теоретичному рівні використовуються такі методи, як ідеалізація, аксіоматичний і гіпотетико-дедуктивний методи, математичне моделювання, формалізація та ін.

7.1. Наукове спостереження

Спостереження – це цілеспрямоване вивчення предметів, яке спирається в основному на такі чуттєві здатності людини, як відчуття, сприйняття, уявлення; в ході спостереження ми отримуємо знання про зовнішні сторони, властивості і ознаки розглянутого об'єкта. Це – вихідний метод емпіричного пізнання, що дозволяє отримати деяку первинну інформацію про об'єкти навколишньої дійсності.

Наукове спостереження (на відміну від повсякденних спостережень) характеризується рядом особливостей:

– цілеспрямованістю (спостереження повинно проводитися для вирішення поставленого завдання дослідження, а увага спостерігача фіксуватися тільки на явищах, пов'язаних із цим завданням);

– планомірністю (спостереження повинно проводитися суворо за планом, складеним виходячи з завдання дослідження);

– активністю (дослідник повинен активно шукати, виділяти потрібні йому моменти в спостережуваному явищі, залучаючи для цього свої знання і досвід, використовуючи різні технічні засоби спостереження).

Наукові спостереження завжди супроводжуються описом об'єкта пізнання. Емпіричний опис – це фіксація засобами природної або штучної мови відомостей про об'єкти, даних у спостереженні. За допомогою опису чуттєва інформація перекладається на мову понять, знаків, схем, малюнків, графіків і цифр, приймаючи тим самим форму, зручну для подальшого раціонального оброблення. Остання необхідна для фіксування тих властивостей, сторін досліджуваного об'єкта, які становлять предмет дослідження. Описи результатів спостережень утворюють емпіричний базис науки, опираючись на який дослідники створюють емпіричні узагальнення, порівнюють досліджувані об'єкти за тими або іншими параметрами, проводять класифікацію їх за певними властивостями, характеристикам, з'ясовують послідовність етапів їхнього становлення і розвитку.

Майже кожна наука проходить зазначену первинну, “описову” стадію розвитку. При цьому основні вимоги, які висуваються до наукового опису, спрямовані на те, щоб він був якомога повним, точним і об'єктивним. Опис повинен давати достовірну і адекватну картину самого об'єкта, точно відображати досліджувані явища. Важливо, щоб поняття, використовувані для опису, завжди мали чіткий і однозначний зміст. При розвитку науки, зміні її основ, змінюються засоби опису, часто створюється нова система понять.

При спостереженні відсутня діяльність, спрямована на перетворення, зміну об'єктів пізнання. Це обумовлюється низкою обставин: недоступністю цих об'єктів для практичного впливу (наприклад, спостереження віддалених космічних об'єктів), небажаністю, виходячи з цілей дослідження, втручання в спостережуваний процес (психологічні та ін. спостереження), відсутністю технічних, енергетичних, фінансових або інших можливостей постановки експериментальних досліджень об'єктів пізнання.

За способом проведення спостереження можуть бути безпосередніми і опосередкованими.

При безпосередніх спостереженнях ті або інші властивості, сторони об'єкта відображаються, сприймаються органами чуття людини. Такого роду спостереження дали чимало корисного в історії науки. Відомо, наприклад, що спостереження положення планет і зірок на небі, що проводилися протягом більше двадцяти років Тихо Браге з неперевершеною для неозброєного ока точністю, виявилися емпіричною основою для відкриття І. Кеплером його знаменитих законів.

Хоча безпосереднє спостереження продовжує відігравати важливу роль в сучасній науці, однак найчастіше наукове спостереження буває опосередкованим, тобто проводиться з використанням тих чи інших технічних засобів. Поява і розвиток таких засобів багато в чому визначили те величезне розширення можливостей методу спостережень, що відбулося за останні чотири століття.

Якщо, наприклад, до початку XVII ст. астрономи спостерігали за небесними тілами неозброєним оком, то винахід Галілеєм у 1608 році оптичного телескопа підняв астрономічні спостереження на новий, набагато вищий щабель. А створення в наші дні рентгенівських телескопів і виведення їх у космічний простір на борту орбітальної станції (рентгенівські телескопи можуть працювати тільки за межами земної атмосфери) дозволило проводити спостереження за такими об'єктами Всесвіту (пульсари, квазари), які ніяким іншим шляхом вивчати було б неможливо.

Розвиток сучасного природознавства пов'язаний з підвищенням ролі так званих непрямих спостережень. Так, об'єкти і явища, досліджувані ядерною фізикою, не можуть прямо спостерігатися ні за допомогою органів чуття людини, ні за допомогою найдосконаліших приладів. Наприклад, при вивченні властивостей заряджених частинок за допомогою камери Вільсона ці частинки сприймаються дослідником побічно – за такими видимими їхніми проявами, як утворення треків, що складаються з безлічі крапельок рідини.

При цьому будь-які наукові спостереження, хоча вони опираються в першу чергу на роботу органів чуття, потребують у той же час участі і теоретичного мислення. Дослідник, опираючись на свої знання, досвід, повинен усвідомити чуттєві сприйняття і виразити їх (описати) або в поняттях звичайної мови, або – більш суворо і скорочено – у певних наукових термінах, у певних графіках, таблицях, малюнках і под. Спостереження можуть нерідко відігравати важливу евристичну роль у науковому пізнанні. У процесі спостережень можуть бути відкриті зовсім нові явища, що дозволяють обґрунтувати ту чи іншу наукову гіпотезу.

З усього вищесказаного виходить, що спостереження є досить важливим методом емпіричного пізнання, що забезпечує збирання великого обсягу інформації про навколишній світ. Як показує історія науки, при правильному використанні цього методу він виявляється досить плідним.