Методи природознавства
Методи природознавства - розділ Наукознавство, Методи наукових досліджень Методи природознавства можуть бути підрозділені на наступні групи: .
Методи природознавства можуть бути поділені на такі групи:
Загальні методи,що стосуються будь-якого предмета, будь-якої науки. Це різні форми методу, що дозволяє пов'язувати воєдино всі сторони процесу пізнання, всі його ступені, наприклад, метод сходження від абстрактного до конкретного, єдності логічного та історичного. Це, швидше, філософські методи пізнання.
Особливі методистосуються лише однієї сторони досліджуваного предмета або певного прийому дослідження: аналіз, синтез, індукція, дедукція. До особливих методів також відносяться спостереження, вимірювання, порівняння та експеримент. У природознавстві особливим методам науки надається надзвичайно важливе значення, тому в рамках нашого курсу необхідно докладніше розглянути їхню сутність.
Експеримент- метод пізнання, з якого явища дійсності досліджуються в контрольованих і керованих умовах. Він відрізняється від спостереження втручанням у досліджуваний об'єкт, тобто активністю щодо нього. Проводячи експеримент, дослідник не обмежується пасивним спостереженням явищ, а свідомо втручається у природний перебіг їх протікання шляхом безпосереднього на досліджуваний процес чи зміни умов, у яких проходить цей процес. Специфіка експерименту полягає також у тому, що у звичайних умовах процеси в природі вкрай складні та заплутані, не піддаються повному контролю та управлінню. Тому постає завдання організації такого дослідження, у якому можна було б простежити хід процесу у «чистому» вигляді. З цією метою в експерименті відокремлюють суттєві факторивід несуттєвих і цим значно спрощують ситуацію. У результаті таке спрощення сприяє більш глибокого розуміння явищ і створює можливість контролювати небагато суттєвих для цього процесу факторів і величин. Розвиток природознавства висуває проблему суворості спостереження та експерименту. Справа в тому, що вони потребують спеціальних інструментів і приладів, які останнім часом стають настільки складними, що самі починають впливати на об'єкт спостереження та експерименту, чого за умов не повинно бути. Це насамперед відноситься до досліджень у галузі фізики мікросвіту (квантової механіки, квантової електродинаміки тощо).
Аналогія- метод пізнання, при якому відбувається перенесення знання, отриманого в ході розгляду якогось одного об'єкта, на інший, менш вивчений і в даний момент вивчається. Метод аналогії ґрунтується на подібності предметів за рядом будь-яких ознак, що дозволяє отримати цілком достовірні знання про предмет, що вивчається. Застосування методу аналогії у науковому пізнанні потребує певної обережності. Тут надзвичайно важливо чітко виявити умови, за яких він працює найефективніше. Однак у тих випадках, коли можна розробити систему чітко сформульованих правил перенесення знань з моделі на прототип, результати та висновки за методом аналогії набувають доказової сили.
Моделювання- метод наукового пізнання, заснований на вивченні будь-яких об'єктів за допомогою їх моделей. Поява цього методу викликана тим, що об'єкт, що іноді вивчається, або явище виявляються недоступними для прямого втручання пізнаючого суб'єкта або таке втручання з ряду причин є недоцільним. Моделювання передбачає перенесення дослідницької діяльності на іншийоб'єкт, який у ролі заступника цікавого для нас об'єкта чи явища. Об'єкт-заступник називають моделлю, а об'єкт дослідження – оригіналом, чи прототипом. При цьому модель виступає як такий заступник прототипу, який дозволяє отримати останнє певне знання. Таким чином, сутність моделювання як методу пізнання полягає в заміщенні об'єкта дослідження моделлю, причому як модель можуть бути використані об'єкти як природного, так і штучного походження. Можливість моделювання полягає в тому, що модель у певному відношенні відображає будь-які сторони прототипу. При моделюванні дуже важливою є наявність відповідної теорії чи гіпотези, які суворо вказують межі та межі допустимих спрощень.
Сучасній науці відомо кілька типів моделювання:
1) предметне моделювання, у якому дослідження ведеться на моделі, що відтворює певні геометричні, фізичні, динамічні чи функціональні характеристики об'єкта-оригіналу;
2) знакове моделювання, при якому як моделі виступають схеми, креслення, формули. Найважливішим видом такого моделювання є математичне моделювання, яке виробляється засобами математики та логіки;
3) уявне моделювання, у якому замість знакових моделей використовуються уявно-наочні уявлення цих знаків та операцій із нею. Останнім часом стала вельми поширеною модельний експеримент з використанням комп'ютерів, які є одночасно і засобом, і об'єктом експериментального дослідження, що замінюють оригінал. У такому разі як модель виступає алгоритм (програма) функціонування об'єкта.
Аналіз- метод наукового пізнання, основою якого покладенопроцедура уявного чи реального розчленування предмета на його частини. Розчленування має на меті перехід від вивчення цілого до вивчення його частин і здійснюється шляхом абстрагування від зв'язку частин один з одним. Аналіз - органічна складова частина будь-якого наукового дослідження, що є зазвичай його першою стадією, коли дослідник переходить від нерозчленованого опису об'єкта, що вивчається, до виявлення його будови, складу, а також його властивостей і ознак.
Синтез- це метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру з'єднання різних елементів предмета в єдине ціле, систему, без чого неможливо справді наукове пізнання цього предмета. Синтез виступає як метод конструювання цілого, бо як метод уявлення цілого у вигляді єдності знань, отриманих з допомогою аналізу. У синтезі відбувається не просто об'єднання, а узагальнення аналітично виділених та вивчених особливостей об'єкта. Положення, одержувані в результаті синтезу, включаються до теорії об'єкта, яка, збагачуючись і уточнюючись, визначає шляхи нового наукового пошуку.
Індукція- метод наукового пізнання, що є формулюванням логічного висновку шляхом узагальнення даних спостереження та експерименту. Безпосередньою основою індуктивного висновку є повторюваність ознак у ряді предметів певного класу. Висновок щодо індукції є висновок про загальні властивості всіх предметів, що належать до даного класу, на підставі спостереження досить широкого безлічі одиничних фактів. Зазвичай індуктивні узагальнення сприймаються як досвідчені істини, чи емпіричні закони. Розрізняють повну та неповну індукцію. Повна індукція будує загальний висновок виходячи з вивчення всіх предметів чи явищ даного класу. УВнаслідок повної індукції отриманий висновок має характер достовірного висновку. Суть неповної індукції полягає в тому, що вона будує загальний висновок на підставі спостереження обмеженої кількості фактів, якщо серед останніх не зустрілися такі, що суперечать індуктивному висновку. Тому природно, що здобута таким шляхом істина неповна, тут ми отримуємо імовірнісні знання, що потребує додаткового підтвердження.
Дедукція- метод наукового пізнання, який полягає у переході від деяких загальних посилок до приватних результатів-наслідків. Висновок щодо дедукції будується за наступною схемою; всі предмети класу «А» мають властивість «В»; предмет "а" відноситься до класу "А"; отже «а» має властивість «В». У цілому нині дедукція як спосіб пізнання виходить із вже пізнаних законів і принципів. Тому метод дедукції не дозволяє отримати змістовно нового знання. Дедукція є лише метод логічного розгортання системи положень з урахуванням вихідного знання, метод виявлення конкретного змісту загальноприйнятих посилок. Рішення будь-якої наукової проблеми включає висування різних здогадів, припущень, а найчастіше більш менш обґрунтованих гіпотез, за допомогою яких дослідник намагається пояснити факти, що не вкладаються в старі теорії. Гіпотези виникають у невизначених ситуаціях, пояснення яких стає актуальним для науки. З іншого боку, лише на рівні емпіричних знань (і навіть лише на рівні їх пояснення) нерідко є суперечливі судження. Для вирішення цих проблем потрібне висунення гіпотез. Гіпотеза є всяке припущення, здогад чи передбачення, що висувається усунення ситуації невизначеності у науковому дослідженні. Тому гіпотеза є не достовірне знання, а ймовірне,істинність чи хибність якого ще встановлено. Будь-яка гіпотеза має бути обов'язково обґрунтована або досягнутим знанням цієї науки, або новими фактами (невизначене знання для обґрунтування гіпотези не використовується). Вона має володіти властивістю пояснення всіх фактів, що належать до даної галузі знання, систематизації їх, а також фактів за межами даної галузі, передбачати появу нових фактів (наприклад, квантова гіпотеза М. Планка, висунута на початку XX ст., призвела до створення квантової механіки, квантової електродинаміки та ін. теорій). При цьому гіпотеза не повинна суперечити фактам, що вже є. Гіпотеза має бути або підтверджена, або спростована. Для цього вона повинна мати властивості фальсифікованості та верифікованості. Фальсифікація-процедура, що встановлює помилковість гіпотези в результаті експериментальної або теоретичної перевірки. Вимога фальсифікованості гіпотез означає, що предметом науки може лише принципово спростовуване знання. Незаперечне знання (наприклад, істини релігії) до науки не має відношення. При цьому самі собою результати експерименту спростувати гіпотезу не можуть. І тому потрібна альтернативна гіпотеза чи теорія, що забезпечує подальший розвиток знань. Інакше відмовитися від першої гіпотези немає. Верифікація - процес встановлення істинності гіпотези чи теорії внаслідок їхньої емпіричної перевірки. Можлива також непряма верифікованість, заснована на логічних висновках із прямо верифікованих фактів.
Приватні методи- це спеціальні методи, що діють або лише в межах окремої галузі науки, або за межами тієї галузі, де вони виникли. Такий метод кільцювання птахів, що застосовується у зоології. А методи фізики, використані в іншихгалузях природознавства, що призвели до створення астрофізики, геофізики, кристалофізики та ін. Нерідко застосовується комплекс взаємопов'язаних приватних методів до вивчення одного предмета. Наприклад, молекулярна біологія одночасно користується методами фізики, математики, хімії, кібернетики.