Формы научного познания

1. Формы научного познания: научный факт, проблема, идея, гипотеза, теория, закон, категория.

научный факт познание

Фундаментом всего научного знания служат научные факты, с установления которых начинается научное познание. 

Научный факт - это отражение конкретного явления в человеческом сознании, т.е. его описание с помощью науки (например, термины, обозначения). Одним из самых важных свойств  научного факта является его достоверность. Чтобы факт считался достоверным, требуются его подтверждения в ходе многочисленных наблюдений или экспериментов. Так, ли мы один раз увидели, что яблоко дерева падает на землю, - это всего лишь единичное наблюдение. Но, если мы фиксировали подобные падения не однократно, можно говорить о достоверном факте. Подобные факты составляют эмпирический, т.е. опытный, фундамент науки. 

К основным формам научного познания относятся факты, проблемы, гипотезы, идеи и  теории. Их назначение состоит в том, что они раскрывают динамику процесса познания, т.е. движение и развитие знания в ходе исследования или изучения какого-либо объекта. 

Проблема определяется как «знание о незнании», как форма знания, содержанием которой является осознанный вопрос, для ответа на который имеющихся знаний недостаточно. Любое научное исследование начинается с выдвижения проблемы, что свидетельствует о возникновении трудности в развитии науки, когда вновь обнаруженные факты не удается объяснить существующими знаниями. 

В свою очередь, наличие проблемы при осмыслении необъяснимых фактов влечет за собой предварительный вывод, требующий своего экспериментального, теоретического и логического подтверждения. Такого рода предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана, называется научной гипотезой.

Гипотеза - это знание в форме предположения,  сформулированного на основе ряда достоверных фактов. По своему происхождению гипотетическое знание носит вероятностный, а не достоверный характер и поэтому требует обоснования и проверки. Если в ходе проверки содержание гипотезы не согласуется с эмпирическими данными, то гипотеза отвергается.  Если же гипотеза подтверждается, то можно говорить о той или иной степени вероятности гипотезы. Чем больше найдено фактов, подтверждающих гипотезу, тем выше ее вероятность. Таким образом, в результате проверки одни гипотезы становятся теориями, другие уточняются и корректируются, третьи отбрасываются как заблуждение, если их проверка дает отрицательные результат. Решающим критерием истинности гипотезы служат практика во всех своих формах, а вспомогательную роль здесь играет логический критерий истины. 

Выдвижение ряда гипотез является одним из самых сложных дел науки. Ведь они не связаны прямо с предшествующим опытом, который лишь дает толчок к размышлению.

Научная гипотеза – предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана, но которое выдвигается не произвольно, а при соблюдении ряда правил – требований. А именно, гипотеза не должна противоречить известным и проверенным фактам; гипотеза должна соответствовать надежно установленным теориям; доступность выдвигаемой гипотезы практической проверке; максимальная простота гипотезы

В случае своего подтверждения гипотеза становиться теорией.

Теория - это логически обоснованная и проверенная на практике система знаний, дающая целостное отображение закономерных и существующих связей в определенной области объективной реальности. Главная задача теории заключается в том, чтобы описать, систематизировать и объяснить все множество эмпирических фактов. Теория представляет собой систему истинного, уже доказанного, подтвержденного знания о сущности явления, высшую форму научного знания, всесторонне раскрывающую структуру, функционирование и развитие изучаемого объекта, взаимоотношения всех его элементов, сторон и связей.

Гипотезы, теории и идеи подчас опровергаются в ходе экспериментов, научных исследований и последующих открытий.

Главные элементы теории

В современной науке выделяют следующие основные элементы структуры теории: 

1) Исходные основания - фундаментальные понятия, принципы, законы, уравнения, аксиомы и т.п. 

2) Идеализированный объект - абстрактная модель существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, "абсолютно черное тело", "идеальный газ" и т.п.). 

3) Логика теории - совокупность определенных правил и способов доказательства, нацеленных на прояснение структуры и изменения знания. 

4) Философские установки, социокультурные и ценностные факторы. 

5) Совокупность законов и утверждений, выведенных в качестве следствий из основоположений данной теории в соответствии с конкретными принципами.

Законы и категории науки

Законы науки отражают существенные связи явлений в форме теоретических утверждений. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий. Открытие и формулировка законов составляет важнейшую цель научного исследования: именно с помощью законов выражаются существенные связи и отношения предметов и явлений объективного мира.

Все предметы и явления реального мира находятся в вечном процессе изменения и движения. Там, где на поверхности эти изменения кажутся случайными, не связанными друг с другом, наука вскрывает глубокие, внутренние связи, в которых отражаются устойчивые, повторяющиеся, инвариантные отношения между явлениями. Опираясь на законы, наука получает возможность не только объяснять существующие факты и события, но и предсказывать новые. Без этого немыслима сознательная, целенаправленная практическая деятельность.

Путь к закону лежит через гипотезу. Действительно, чтобы установить существенные связи между явлениями, мало одних наблюдений и экспериментов. С их помощью мы можем обнаружить лишь зависимости между эмпирически наблюдаемыми свойствами и характеристиками явлений. Таким путем могут быть открыты только сравнительно простые, так называемые эмпирические законы. Более глубокие научные или теоретические законы относятся к ненаблюдаемым объектам. Такие законы содержат в своем составе понятия, которые нельзя ни непосредственно получить из опыта, ни проверить на опыте. Поэтому открытие теоретических законов неизбежно связано с обращением к гипотезе, с помощью которой пытаются нащупать искомую закономерность. Перебрав множество различных гипотез, ученый может найти такую, которая хорошо подтверждается всеми известными ему фактами. Поэтому в самой предварительной форме закон можно охарактеризовать как хорошо подтвержденную гипотезу.

В своих поисках закона исследователь руководствуется определенной стратегией. Он стремится найти такую теоретическую схему или идеализированную ситуацию, с помощью которой он смог бы в чистом виде представить найденную им закономерность. Иными словами, чтобы сформулировать закон науки, необходимо абстрагироваться от всех несущественных связей и отношений изучаемой объективной действительности и выделить лишь связи существенные, повторяющиеся, необходимые.

Процесс постижения закона, как и процесс познания в целом, идет от истин неполных, относительных, ограниченных к истинам все более полным, конкретным, абсолютным. Это означает, что в процессе научного познания ученые выделяют все более глубокие и существенные связи реальной действительности.

Второй существенный момент, который связан с пониманием законов науки, относится к определению их места в общей системе теоретического знания. Законы составляют ядро любой научной теории. Правильно понять роль и значение закона можно лишь в рамках определенной научной теории или системы, где ясно видна логическая связь между различными законами, их применение в построении дальнейших выводов теории, характер связи с эмпирическими данными. Как правило, всякий вновь открытый закон ученые стремятся включить в некоторую систему теоретического знания, связать его с другими, известными уже законами. Это заставляет исследователя постоянно анализировать законы в контексте более широкой теоретической системы.

Поиски отдельных, изолированных законов в лучшем случае характеризуют неразвитую, дотеоретическую стадию формирования науки. В современной, развитой науке закон выступает как составной элемент научной теории, отображающей с помощью системы понятий, принципов, гипотез и законов более широкий фрагмент действительности, чем отдельный закон. В свою очередь система научных теорий и дисциплин стремится отобразить единство и связь, существующую в реальной картине мира. 

Категории науки - это наиболее общие понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, предметов и явлений объективного мира. Например, важнейшими категориями являются материя, пространство, время, движение, причинность, качество, количество и.т.п. единство и связь, существующую в реальной картине мира.

Методы научного познания

Различают два уровня научного познания: эмпирический и теоретический. Одни общенаучные методы применяются только на эмпирическом уровне (наблюдение, эксперимент, измерение), другие – только  на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (моделирование) – как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).

Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира и тем самым осуществляется мировоззренческая функция науки.

1 Общенаучные методы эмпирического познания

Наблюдение – это чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира. Это исходный метод эмпирического познания, позволяющий получить некоторую первичную информацию об объектах окружающей действительности. 

Научное наблюдение характеризуется рядом особенностей:

-целенаправленность (наблюдение должно вестись для решения поставленной задачи исследования, а внимание наблюдателя фиксироваться только на явлениях, связанных с этой задачей);

-планомерность (наблюдение должно проводиться строго по плану, составленного исходя из задачи исследования);

-активностью (исследователь должен активно искать, выделять нужные ему моменты в наблюдаемом явлении, привлекая для этого свои знания и опыт, использую различные технические средства наблюдения);

Научные наблюдения всегда сопровождаются описанием объекта наблюдения. Это образует эмпирический базис науки. 

Наблюдение как метод познания более и менее удовлетворяло потребности наук, находившихся на описательно-эмперической ступени развития. Дальнейший прогресс научного познания был связан с переходом многих наук к следующей, более высокой ступени развития, на которой наблюдения дополнялись экспериментальными исследованиями, предполагающими целенаправленное воздействие на изучаемые объекты.

По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными и опосредованными.

При непосредственных наблюдениях  те или иные свойства, стороны объекта отражаются, воспринимаются органами чувств человека. Такого рода наблюдения дали немало полезного в истории науки. Хоть непосредственное наблюдение продолжает играть немаловажную роль в современной науке, чаще всего научное наблюдение  бывает опосредованным, т.е. проводиться с помощью тех или иных технических средств. Появление таких средств во многом определило то громадное расширение возможностей метода наблюдений, которое произошло за последние четыре столетия. 

Развитие современного естествознания связано с повышением роли косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо наблюдаться ни с помощью органов чувств человека, ни с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследований в атомной физике, - это не сами микрообъекты, а только результаты их воздействия на определенные объекты, являющиеся техническими средствами исследования. 

Можно сказать, что наблюдение является весьма важным методом эмпирического познания, обеспечивающим сбор обширной информации об окружающем мире. 

Эксперимент - более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных его сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов. 

Эксперимент обладает рядом важных, присущих только ему особенностей:

-эксперимент позволяем изучать объект в «очищенном» виде. Т.е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования;

-в ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, экстремальные условия (сверхнизкие температуры, чрезвычайно высокое давление и т.п.);

-экспериментатор может вмешаться в эксперимент, активно влиять на его протекание;

-важным достоинством многих экспериментов является их воспроизводимость. 

Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий:

-никогда не ставить наобум, он предполагает наличие четко сформулированной цели исследования;

-не делается «в слепую», он всегда базируется на каких-то исходных теоретических положениях;

-не проводиться беспланово, хаотично;

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

-должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию.

В зависимости от решаемых проблем эксперименты подразделяют на исследовательские и проверочные. 

Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства. Проверочные служат для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений. 

Исходя из методов проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Первые позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Вторые направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. 

Достигнутые успехи в теоретической  разработке и практическом применении планирования эксперимента в научных исследованиях привели к появлению новой дисциплины – математической теории эксперимента.  Эта теория направлена на решение задачи получения достоверного результата экспериментального исследования с минимальными затратами труда, времени и средств. 



2. Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания



Под аналогией понимается подобие, сходство каких-то свойств, признаков или отношений у различных в целом объектов. Установление сходства (или различия) между объектами осуществляется в результате их сравнения.  Таким образом, сравнение лежит в основе метода аналогии. 

Степень вероятности получения правильного умозаключения по аналогии будет тем выше

1.	чем больше известно общих свойств у сравниваемых объектов;

2.	чем существеннее обнаруженные у них общие свойства;

3.	чем глубже познана взаимная закономерная связь этих сходных свойств.

Существуют различные типы выводов по аналогии. Но общее является то, что во всех случаях непосредственному исследованию подвергается один объект, а вывод делается о другом. Т.о. вывод по аналогии в самом общем смысле можно определить как перенос информации с одного объекта на другой. При этом, объект который подвергался исследованию именуется моделью, а объект на который переноситься информация, полученная в результате исследования первого объекта называется оригиналом. 

Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких- либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующего нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования - оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.

Таким образом, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения.

Возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений.

Современной науке известно несколько типов моделирования:

1) предметное моделирование, при котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики объекта-оригинала;

2) знаковое (символическое) моделирование, при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;

3) мысленное (идеальное) моделирование, при котором вместо знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.

В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.

Метод моделирования непрерывно развивается: на смену одним типам моделей по мере прогресса науки приходят другие. В то же время неизменным остается одно: важность, актуальность, а иногда и незаменимость моделирования как метода научного познания.

 


Список используемой литературы:



1.	Алексеев В.П., Панин А.В. Философия: Учебник. М., 1998.

2.	Естественно-научное и социогуманитарное знание: Методологические аспекты взаимодействия. Л. 1990.

3.	Философия и методология науки. /Под ред.В.И. Купцова/ М.,1996.

Концепция современного естествознания: Серия «Учебники: учебные пособия.» Ростов н/Д: «Феникс