природонаучни методи
Методи на природните науки - Раздел Наука, Методи на научните изследвания Методите на природните науки могат да бъдат разделени на следните групи: .
Методите на естествените науки могат да бъдат разделени на следните групи:
Общи методи,свързани с всеки предмет, всяка наука. Това са различни форми на метод, който позволява да се свържат заедно всички аспекти на процеса на познание, всичките му етапи, например методът на изкачване от абстрактното към конкретното, единството на логическото и историческото. Това са по-скоро общофилософски методи на познание.
Специалните методизасягат само едната страна на изучавания предмет или определен метод на изследване: анализ, синтез, индукция, дедукция. Специалните методи включват също наблюдение, измерване, сравнение и експеримент. В естествените науки специалните методи на науката са от първостепенно значение, следователно в рамките на нашия курс е необходимо да разгледаме по-подробно тяхната същност.
Експеримент- метод на познание, с помощта на който се изследват явленията от действителността в контролирани и контролирани условия. Различава се от наблюдението чрез намеса в изучавания обект, тоест чрез дейност по отношение на него. При провеждане на експеримент изследователят не се ограничава до пасивно наблюдение на явленията, а съзнателно се намесва в естествения ход на тяхното протичане, като пряко влияе върху изследвания процес или променя условията, при които протича този процес. Спецификата на експеримента се състои и в това, че при нормални условия процесите в природата са изключително сложни и заплетени, неподлежащи на пълен контрол и управление. Следователно възниква задачата да се организира такова изследване, в което да бъде възможно да се проследи хода на процеса в „чиста“ форма. За целта в експеримента се отделят съществените факториот несъществените и по този начин значително опростяват ситуацията. В резултат на това такова опростяване допринася за по-задълбочено разбиране на явленията и прави възможно контролирането на малкото фактори и количества, които са от съществено значение за този процес. Развитието на естествознанието поставя на преден план проблема за строгостта на наблюдението и експеримента. Факт е, че те се нуждаят от специални инструменти и устройства, които напоследък станаха толкова сложни, че сами започват да влияят на обекта на наблюдение и експеримент, което според условията не трябва да бъде. Това се отнася преди всичко за изследванията в областта на физиката на микросвета (квантова механика, квантова електродинамика и др.).
Аналогия- метод на познание, при който прехвърлянето на знания, получени по време на разглеждането на всеки един обект, към друг, по-малко изучаван и в момента се изучава. Методът на аналогията се основава на сходството на обектите в редица всякакви признаци, което ви позволява да получите доста надеждни знания за изучавания предмет. Използването на метода на аналогията в научното познание изисква известно внимание. Тук е изключително важно ясно да се идентифицират условията, при които той работи най-ефективно. Но в случаите, когато е възможно да се разработи система от ясно формулирани правила за прехвърляне на знания от модел към прототип, резултатите и заключенията по метода на аналогията стават доказателствени.
Моделиране- метод на научно познание, основаващ се на изучаването на всякакви обекти чрез техните модели. Появата на този метод се дължи на факта, че понякога обектът или явлението, което се изучава, е недостъпно за пряката намеса на познаващия субект или такава намеса е неподходяща по редица причини. Моделирането включва прехвърляне на изследователски дейности на другобект, който действа като заместител на обект или явление, което ни интересува. Заместващият обект се нарича модел, а обектът на изследване се нарича оригинал или прототип. В този случай моделът действа като такъв заместител на прототипа, който ви позволява да получите определени знания за последния. По този начин същността на моделирането като метод на познание е да замени обекта на изследване с модел, като обекти от естествен и изкуствен произход могат да се използват като модел. Възможността за моделиране се основава на факта, че моделът в определено отношение отразява някои аспекти на прототипа. При моделирането е много важно да имате подходяща теория или хипотеза, която стриктно да посочва границите на допустимите опростявания.
Съвременната наука познава няколко вида моделиране:
1) предметно моделиране, при което изследването се извършва върху модел, който възпроизвежда определени геометрични, физически, динамични или функционални характеристики на оригиналния обект;
2) знаково моделиране, при което схеми, чертежи, формули действат като модели. Най-важният тип такова моделиране е математическото моделиране, произведено с помощта на математика и логика;
3) умствено моделиране, при което вместо символични модели се използват умствено визуални изображения на тези знаци и операции с тях. Напоследък е широко разпространен моделен експеримент с използване на компютри, които са едновременно средство и обект на експериментално изследване, замествайки оригинала. В този случай алгоритъмът (програмата) на функциониране на обекта действа като модел.
Анализ- метод на научно познание, който се основава напроцедурата на умствено или реално разчленяване на обект на неговите съставни части. Разчленяването е насочено към прехода от изучаването на цялото към изучаването на неговите части и се осъществява чрез абстрахиране от връзката на частите помежду си. Анализът е неразделна част от всяко научно изследване, което обикновено е неговият първи етап, когато изследователят преминава от цялостно описание на обекта, който се изследва, към разкриване на неговата структура, състав, както и неговите свойства и характеристики.
Синтезъте метод на научно познание, който се основава на процедурата за комбиниране на различни елементи от даден обект в едно цяло, система, без която е невъзможно истинското научно познание на този предмет. Синтезът действа не като метод за конструиране на цялото, а като метод за представяне на цялото под формата на единство от знания, получени чрез анализ. При синтеза се получава не просто обединение, а обобщение на аналитично разграничените и изследвани характеристики на даден обект. Положенията, получени в резултат на синтеза, са включени в теорията на обекта, която, обогатена и усъвършенствана, определя пътищата на ново научно търсене.
Индукция- метод на научно познание, който е формулирането на логическо заключение чрез обобщаване на данните от наблюдение и експеримент. Непосредствената основа на индуктивното разсъждение е повторението на характеристики в редица обекти от определен клас. Заключение чрез индукция е заключение за общите свойства на всички обекти, принадлежащи към даден клас, въз основа на наблюдението на доста широк набор от единични факти. Обикновено индуктивните обобщения се разглеждат като емпирични истини или емпирични закони. Разграничете пълната и непълната индукция. Пълната индукция изгражда общо заключение въз основа на изследването на всички обекти или явления от даден клас. INв резултат на пълна индукция полученият извод има характер на достоверно заключение. Същността на непълната индукция е, че тя изгражда общо заключение въз основа на наблюдението на ограничен брой факти, ако сред последните няма такива, които противоречат на индуктивното разсъждение. Ето защо е естествено получената по този начин истина да е непълна; тук получаваме вероятностно знание, което изисква допълнително потвърждение.
Дедукция- метод на научно познание, който се състои в прехода от някои общи предпоставки към конкретни резултати-последствия. Изводът чрез дедукция се изгражда по следната схема; всички обекти от клас "А" имат свойството "В"; позиция "а" принадлежи към клас "А"; така че "a" има свойството "B". Като цяло дедукцията като метод на познание изхожда от вече известни закони и принципи. Следователно методът на дедукцията не позволява получаването на смислени нови знания. Дедукцията е само метод за логическо разгръщане на система от разпоредби, основана на първоначално знание, метод за идентифициране на специфичното съдържание на общоприети предпоставки. Решаването на всеки научен проблем включва издигането на различни предположения, предположения и най-често повече или по-малко обосновани хипотези, с помощта на които изследователят се опитва да обясни факти, които не се вписват в старите теории. В несигурни ситуации възникват хипотези, чието обяснение става релевантно за науката. Освен това на нивото на емпиричните знания (както и на нивото на тяхното обяснение) често има противоречиви преценки. За решаването на тези проблеми са необходими хипотези. Хипотезата е всяко предположение, предположение или прогноза, направено за елиминиране на ситуация на несигурност в научните изследвания. Следователно хипотезата не е сигурно знание, а вероятно,чиято истинност или лъжа все още не е установена. Всяка хипотеза трябва непременно да бъде обоснована или от постигнатото познание на дадена наука, или от нови факти (несигурните знания не се използват за обосноваване на хипотеза). Тя трябва да има свойството да обяснява всички факти, които се отнасят до дадена област на знанието, да ги систематизира, както и факти извън тази област, предсказвайки появата на нови факти (например квантовата хипотеза на М. Планк, представена в началото на 20 век, доведе до създаването на квантовата механика, квантовата електродинамика и други теории). В този случай хипотезата не трябва да противоречи на вече съществуващите факти. Хипотезата трябва да бъде потвърдена или опровергана. За да направи това, той трябва да притежава свойствата на фалшифицируемост и проверяемост. Фалшификацията е процедура, която установява неистинността на дадена хипотеза в резултат на експериментална или теоретична проверка. Изискването за фалшивост на хипотезите означава, че предмет на науката може да бъде само фундаментално опровергано знание. Неопровержимите знания (например истината на религията) нямат нищо общо с науката. Само резултатите от експеримента обаче не могат да опровергаят хипотезата. Това изисква алтернативна хипотеза или теория, която осигурява по-нататъшното развитие на знанието. В противен случай първата хипотеза не се отхвърля. Верификацията е процес на установяване на истинността на дадена хипотеза или теория в резултат на тяхната емпирична проверка. Възможна е и непряка проверимост, основана на логически изводи от пряко проверени факти.
Частните методиса специални методи, които действат или само в определен клон на науката, или извън клона, от който са възникнали. Това е методът за опръстеняване на птиците, използван в зоологията. И методите на физиката, използвани в другиклонове на природните науки, довели до създаването на астрофизика, геофизика, физика на кристалите и др. Често за изучаване на един предмет се прилага комплекс от взаимосвързани конкретни методи. Например, молекулярната биология едновременно използва методите на физиката, математиката, химията и кибернетиката.