Методы эмпирического уровня познания: наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование

Наблюдение – планомерное (проводится строго по плану, составленному исходя из задачи исследования), целенаправленное (для решения определенной задачи), систематическое восприятие предметов и явлений внешнего мира.

Наблюдение фиксирует и регистрирует факты, описывает объект исследования, обеспечивая эмпирическую информацию, необходимую для постановки новых проблем и выдвижения гипотез. Научное описание должно быть возможно более полным, точным и объективным. Важно, чтобы понятия, используемые при описании, всегда имели четкий и однозначный смысл. Важнейшим требованием к наблюдению является требование интерсубъективности. Это подразумевает, что наблюдение может повторить каждый наблюдатель с одинаковым результатом. Лишь при соблюдении этого требования результат наблюдения будет включен в науку.

Многие научные теории классической науки были сформулированы как эмпирическое обобщение данных наблюдения: теория Дарвина, классическая механика, теория гравитации. Наблюдение как метод познания более или менее удовлетворяло потребности наук, находящихся на описательно- эмпирической ступени развития.

В современной науке наблюдение связано с широким использованием научных приборов (микроскопы, телескопы, космическая фотография), которые, во-первых, усиливают органы чувств и расширяют возможности наблюдения, а во-вторых, снимает определенный налет субъективизма с оценки изучаемых явлений. С другой стороны, в современной науке осознается зависимость наблюдений от теоретической установки наблюдателя. Подчеркивая роль теории в процессе таких наблюдений, А.Эйнштейн в разговоре с В.Гейзенбергом заметил: можно ли наблюдать данное явление или нет – зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя.

В современной науке повышается роль так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо наблюдаться ни с помощью органов чувств, 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. Косвенные наблюдения обязательно основываются на некоторых теоретических положениях, устанавливающих определенную связь между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми явлениями.

Ограниченности метода - узость диапазона восприятия различных органов чувств; пассивность субъекта – фиксация того, что происходит в реальном процессе без вмешательства в него.

Измерение.

Измерение – эмпирический метод познания, который определяет количественное отношение измеряемой величины к другой величине, служащей единицей измерения или эталоном. Измерением называют процесс представления свойств реальных объектов в виде числовой величины. Измерение – новая ступень в развитии эмпирического познания. Переход от наблюдения к измерению требует новых приборов и инструментов, а также новых понятий и предположений. Результаты наблюдения обычно выражаются с помощью качественных и сравнительных понятий. Качественные понятия, такие как «теплый», «зеленый», «большой» - обозначают некоторые классы, и, приписывая предмету свойство, выражаемое качественным понятием, мы тем самым включаем этот предмет в определенный класс. Сравнительные понятия выражают сравнительную степень интенсивности свойства. В силу этот упорядочивают все предметы исследуемой области в последовательность. Например, с помощью понятий «тяжелее», «легче» мы можем расположить предметы в последовательность классов.

Количественные понятия численно выражают степень интенсивности некоторого свойства. Например, свойство твердости минералов. Алмазу приписано число 10, остальным тем меньшее число, чем дальше минерал отстоит от алмаза в данной последовательности. Измерение описанного вида не вполне совершенно, так как числа, приписываемые нами свойствам, выбираются достаточно произвольно. Но есть более точные количественные понятия, основанные на количественных методах измерения. Например, введение количественного понятия температуры потребовало различных предположений теоретического характера: что температура тела связана с объемом, что объем тела изменяется прямо пропорционально изменению степени нагретости тела, что базисные точки шкалы соответствуют некоторой постоянной температуре и т.д.

Основные правила измерения:

*правило эквивалентности: если физические значения измеряемых величин равны, то должны быть равны и их числовые выражения

*правило приписывания «нуля»: оно состоит в указании определенного состояния, выбираемого за начало точки отсчета; например, в шкале температуры Цельсия значение «нуль» приписывается состоянию замерзающей воды

*правило выбора «единицы»: оно состоит в выборе определенного состояния, которое тоже легко распознается и воспроизводится в качестве необходимой основы для введения единицы измерения, продолжая приведенный пример, можно указать на состояние кипящей воды -100 градусов.

*правило построения шкалы

Эксперимент – это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях. Субъект активно вмешается в процесс исследования, воздействуя на изучаемый объект посредством специального инструментария и приборов, целенаправленно и фиксировано изменяет объект, выявляя новые его свойства. Благодаря этому исследователю удается изолировать объект от влияния побочных и затемняющих его сущность явлений и изучать явление в чистом виде; планомерно изменять условия протекания процесса; многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных и поддающихся контролю условиях.

Подготовка и проведение эксперимента требует соблюдения ряда условий:

*наличие четко сформулированной цели исследования

*наличие исходных теоретических положений в качестве основы

*требует определенного развития технических средств познания

*должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию

Основные характеристики экспери­ментальной стратегии, определяющей место и смысл разных (частных) видов эксперимента (исследовательский, провероч­ный, демонстрационный, качественный, решающий, модель­ный, мысленный), могут быть сведены к следующим:

1. Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемо­го объекта в зависимости от изменяющихся условий его су­ществования

2. В эксперименте происходит выход за предметный (опытный) горизонт исходной теории в мир новых (мыслимых) сущностей и одновременно опытное открытие этих сущностей как предельных (парадоксальных) форм опыта.

3. Эксперимент устремлен к пределу, в котором исследуемое явление (напр., падение тела, химическое превращение, жизнь популяции, реактивное поведение) выступает в «чистом виде», изолированно.

4. Мыслен­ный эксперимент в специальном смысле, т. е. принципиально
нереализуемый, воображаемый эксперимент (который сыграл столь существенную роль в уяснении смысла квантовой ре­альности

5. Эксперимент рассматривает технику как форму открытия сущностных законов природы и заранее открывает природу как возможную технику. Экс­периментальная техника (метод) однородна с воспроизводи­мым явлением (предмет), она представляет собой звено, че­рез которое теоретическое открытие становится техническим изобретением.

Эксперимент необходим как средство накопления и изучения фактов, составляющих эмпирический базис теории (исследовательские эксперименты); объективный критерий истинности тех или иных теоретических положений и гипотез (проверочные эксперименты).

Рассматривая особенности экспериментального метода исследования, следует упомянуть об очень важной проблеме планирования эксперимента. Еще в первой половине 20 столетия все экспериментальные исследования сводились к проведению так называемого однофакторного эксперимента, когда изменялся какой- то один фактор исследуемого процесса, а все остальные оставались неизменными. Но развитие науки требовало исследования процессов, зависящих от множества меняющихся факторов.

Социальный эксперимент используется в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента ограничена моральными и правовыми нормами.

Эксперимент обладает преимуществами перед наблюдением:

1)изучаемые явления можно воспроизводить по желанию исследователя

2)в условиях эксперимента возможно обнаружение таких характеристик изучаемых явлений, которые нельзя наблюдать в естественных условиях. Именно таким путем в начале 40-х годов в физике (с нептуния) началось изучение трансурановых элементов.

3)варьирование условий дает возможность существенно изолировать изучаемое явления от всякого рода привходящих, усложняющих обстоятельств и приблизиться к тому, чтобы изучать его в чистом виде, при прочных равных условиях.

4)резко расширяется возможность использования приборов и, следовательно, автоматизации и компьютеризации эксперимента.

Моделирование

Модель – это искусственный объект (артефакт) или естественный объект, помещенный в искусственные или естественные условия, который обладает существенным с точки зрения цели познания (проектирования) сходством с объектом и может заменять объект.

Моделирование есть изучение некоторого объекта посредством наблюдений и экспериментов, проводимых с его моделью.

Таким образом, мы имеем 4 основных способа моделирования:

1)искусственный объект помещается в искусственные условия

2) искусственный объект помещается в естественные условия – т.е. в те, в которых пребывает изучаемый объект « сам по себе»

3)естественный объект помещается в искусственные условия

4)естественный объект помещается в естественные условия

1и 3 случаи называют модельным экспериментом. Термин «модель» имеет широкий спектр значений. Это может быть простой механический макет изучаемого явления или детальное построение в специальном формализованном языке.

Результаты эксперимента фиксируются с помощью описания – процедуры, состоящей в фиксации результатов наблюдений и экспериментов с помощью различных языковых средств, знаков, формул, наглядных графиков.