Роль наблюдения и эксперимента в научном познании

Наблюдение - это преднамеренное, направленное восприятие, имеющее целью выявление сущности, свойств и отношений объекта познания. Оно может быть непосредственным и опосредованным приборами. Наблюдение приобретает научное значение, когда оно в соответствии с исследовательской программой позволяет отобразить объекты с наибольшей точностью и может быть многократно повторено при варьировании условий. Но человек не может ограничиться ролью только наблюдателя: наблюдение только фиксирует то, что дает сама жизнь, а исследование требует эксперимента

Эксперимент - метод эмпирического познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях (зачастую специально конструируемых) получают знание относительно связей (чаще всего причинных) между явлениями и объектами или обнаруживают новые свойства объектов или явлений.

Эксперименты могут быть натурными и мысленными.

Натурный эксперимент проводится с объектами и в ситуациях самой изучаемой действительности и предполагает, как правило, вмешательство экспериментатора в естественный ход событий.

Мысленный эксперимент (Галилей) предполагает задание условной ситуации, проявляющей интересующие исследователя свойства, и оперирование идеализированными объектами (последние зачастую специально конструируются для этих целей).

В мысленном эксперименте ученый в уме оперирует определенными образами, мысленно ставит идеализированный объект в определенные условия.

Промежуточный статус носят модельные эксперименты, проводимые с искусственно созданными моделями (которым могут соответствовать, а могут и не соответствовать какие-либо реальные объекты и ситуации), но которые предполагают реальное изменение этих моделей

Структура эксперимента:

· теоретические основы эксперимента - научные теории, гипотезы;

· математическая основа - приборы;

· непосредственное осуществление эксперимента;

· экспериментальное наблюдение;

· количественный и качественный анализ результатов эксперимента,

· их теоретическое обобщение.

Эксперименты бывают:

1. исследовательские - когда пытаются обнаружить у объекта не известные ранее свойства для продуцирования знания, не вытекающего из наличного

2. проверочные - когда необходимо проверить правильность гипотез или каких-либо теоретических построений

3. демонстрационные - когда в учебных целях "показывают" какое-либо явление.

Эксперимент позволяет:

1)изучать явление в "чистом" виде, когда искусственно устраняются побочные (фоновые) факторы;

2)исследовать свойства предмета в искусственно создаваемых экстремальных условиях или вызывать явления, в естественных режимах слабо или вообще не проявляющиеся;

3)планомерно изменять и варьировать различные условия для получения искомого результата;

4)многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксируемых и повторяющихся условиях.

По логической структуре эксперименты делятся на: параллельные (когда процедура экспериментирования основана на сравнении двух групп объектов или явлений, одна из которых испытала воздействие экспериментального фактора - экспериментальная группа, а другая нет - контрольная группа); последовательные (в которых нет контрольной группы, а замеры делаются на одной и той же группе до и после введения экспериментального фактора).

Эксперимент проводится для решения определенных познавательных задач, продиктованных состоянием теории, но и сам порождает новые проблемы, требующие своего разрешения в последующих экспериментах, т.е. является и мощным генератором нового знания.

Он ведет свое начало от исследований Галилея и основанной после его смерти Флорентийской академии опыта. Теоретически Э. был обоснован впервые в работах Ф. Бэкона, последующая разработка идей которого связана с именем Милля. Монопольное положение Э. было поставлено под сомнение только в 20 в. прежде всего в социогуманитарном знании, а также в связи с феноменологическим, а затем и герменевтическим поворотом в философии и науке, с одной стороны, и тенденцией к предельной формализации (математизации) естествознания - с другой (появление и рост удельного веса математических модельных экспериментов).

Необходимым условием научного исследования является установление фактов.

Факт - это явление материального или духовного мира, ставшее удостоверенным достоянием нашего сознания, зафиксированность какого-либо предмета, явления, свойства или отношения. Самое характерное для научного факта - его достоверность. Факт должен быть осмыслен, обоснован. Из соответственного подбора фактов можно построить любую теорию.

Эмпирическое знание: данные наблюдения, эмпирические факты, эмпирические законы. Методы научно-эмпирического исследования.

В структуре научного знания выделяют прежде всего два уровня знания – эмпирический и теоретический. Им соответствуют два взаимосвязанных, но в то же время специфических вида познавательной деятельности: эмпирическое и теоретическое исследование. Эмпирическое знание имеет сложную структуру и можно выделить по меньшей мере два подуровня: наблюдений и эмпирических фактов.

Данные наблюдения содержат первичную информацию, которую мы получаем непосредственно в процессе наблюдения за объектом. Эта информация дана в особой форме – в форме непосредственных чувственных данных субъекта наблюдения, которые фиксируются в форме протоколов наблюдения. Протоколы наблюдения выражают информацию, получаемую наблюдателем, в языковой форме. В протоколах указывается кто осуществляет наблюдение, с помощью каких приборов, даются характеристики прибора.

Это не случайно, поскольку в данных наблюдений наряду с объективной информацией о явлениях содержится некоторый пласт субъективной информации, зависящий от условий наблюдения, приборов и т.д. Приборы могут давать ошибки, поэтому данные наблюдения еще не являются достоверным знанием, и на них на может опираться теория. Базисом теории являются эмпирические факты. В отличии от данных наблюдения – это всегда достоверная, объективная информация; это такое описание явлений и связей м/у ними, где сняты субъективные наслоения. Поэтому переход от наблюдений к фактам сложный процесс. Этот процесс предполагает следующие познавательные операции. (1) рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Для формирования факта необходимо сравнить наблюдения выделить повторяющиеся, устранить случайные и с погрешностью. (2) для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания.

В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания. В формировании факта участвуют знания, которые проверены независимо от теории, а факты дают стимул для образования новых теоретических знаний, которые в свою очередь, если они достоверны, могут снова участвовать в формировании новейших фактов, и т.п. Избр Библ асп МГУ .

[1] При обработке результатов, описывающих массовые явления, часто используют статистический метод. Изучая таким образом расположение звезд в галактике, выявили, что многие из них – двойные, тройные и более «кратные». Теоретико-вероятностные соображения подсказали, что простой гравитационный захват может лишь частично описать эту картину. Значит, скорее всего, между кратными звездами – генетическое родство. Так, эмпирические данные, в которых обнаружилась определенная тенденция, дали богатую пищу для размышлений и создания более глубокой теории звездной эволюции.

[2] Выражение выдающегося математика и физика Анри Пуанкаре.

[3] Капица Петр Леонидович (1894-1984), российский физик и инженер, член Лондонского Королевского общества (1929), академик АН СССР (1939), Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Труды по физике магнитных явлений, физике и технике низких температур, квантовой физике конденсированного состояния, электронике и физике плазмы. В 1922-1924 разработал импульсный метод создания сверхсильных магнитных полей. В 1937 открыл сверхтекучесть жидкого гелия. Нобелевская премия (1978). Государственная премия СССР (1941, 1943). Золотая медаль им. Ломоносова АН СССР (1959). Медали Фарадея (Англия, 1943), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Англия, 1966), Камерлинг-Оннеса (Нидерланды, 1968).