Методология естествознания.
Естествознание опирается на рациональные методы познания. Эти методы реализуются на двух основных уровнях познания: эмпирическом и теоретическом.
На эмпирическом уровне используются следующие формы. Исходная форма знания – факты. Пути накопления фактов: наблюдение и эксперимент. Наблюдение –метод эмпирического познания, представляющий собой чувственное отражение предметов и явлений, не вносящее изменение в наблюдаемую реальность. Эксперимент –метод познания, при помощи которого явление исследуется в контролируемых и управляемых условиях для выявления факторов, на него влияющих. В ходе наблюдения и эксперимента осуществляется измерение– процесс определения количественных значений тех или иных свойств, сторон объекта с помощью специальных устройств, приборов. При измерении определяется та или иная физическая величина. Основное требование к результатам измерения – достоверность. Она непосредственно связана с воспроизводимостью эффекта или параметров, его описывающих. Последнее оценивается вычислением точности измерения. Закономерности и экспериментальные зависимости – взаимосвязи факторов, величин, выявленные в ходе наблюдения и экспериментов.
На теоретическом уровне осуществляется осмысление экспериментальных материалов на основе методов логического мышления:
анализа (разделение объекта на составляющие части с целью их отдельного изучения) и синтеза(соединение составных частей в целое);
индукции (умозаключение от частного к общему, от фактов к гипотезе) и дедукции (вывод по правилам логики частного из общего);
абстрагирования (мысленное отвлечение от тех или иных менее существенных свойств, сторон, признаков изучаемого объекта с одновременным выделением более существенных) и конкретизации (учет особенностей предмета);
идеализации (мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований) и моделирования(изучение объекта, базирующееся на соответствии некоторой части его свойств построенной копии);
формализации (использование специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать вместо этого множеством символов).
Теоретический уровень включает в себя следующие формы знаний.
Закон – выражение объективной связи явлений и величин, их описывающих. Законы классифицируются:
-по области применения – фундаментальные (закон сохранения энергии) и частные (закон Ома);
-по конструкции – количественные (первый закон Ньютона) и качественные(законы эволюции биосферы, второй закон термодинамики);
-по характеру объекта – динамические, в которых превалирует необходимость и с помощью которых по известным начальным параметрам состояния конкретного объекта можно точно определить его состояние в любой момент времени (например, второй закон Ньютона), и статистические, в которых случайность является формой проявления необходимости и которые позволяют по заданным с некоторой вероятностью начальным параметрам состояния конкретного объекта определить его состояние в любой момент времени с некоторой вероятностью (например, закон радиоактивного распада).
Постулаты и аксиомы – недоказываемые утверждения, которые, как правило, лежат в основе теории.
Принципы – положения, также лежащие в основе теории.
Гипотезы – предположительные, недостаточно обоснованные положения и утверждения.
Модель – упрощенный образ (копия) реального объекта; исходные положения для создания моделей нередко формируются в виде постулатов. На основе рассмотрения поведения моделей выводятся эмпирически проверяемые следствия; часто используются мысленные эксперименты, в которых проигрываются возможные варианты поведения моделей; развитие этого метода – математическое и компьютерное моделирование. Модели бывают вербальные – на основе понятий и символов, и невербальные – на основе ассоциаций и образов.
Теория –система знаний, описывающая определенную область взаимосвязанных явлений. Теория может строиться на основе эмпирических зависимостей, постулатов и принципов. Она не появляется как прямое обобщение опытных фактов, а возникает в сложном взаимоотношении теоретического мышления и эмпирического знания. Теория должна удовлетворять следующим требованиям: непротиворечивость, соответствие эмпирическим данным, возможность описать известные явления, возможность предсказать новые явления. Как и законы, которые она объединяет, теория имеет область применения, границы которой должны быть оговорены. В ходе развития науки может возникнуть новая теория, описывающая тот же круг явлений, что и прежняя, причем такая, что обе удовлетворяют приведенным выше требованиям. Тогда согласно принципу соответствия новая теория является обобщением предшествующей, имеет более широкую область применения и включает прежнюю как частный случай.
Концепция(conceptio – понимание) – система взаимосвязанных и вытекающих один из другого взглядов на те или иные явления, процессы; способ понимания, трактовки событий, явлений; основополагающая идея, лежащая в основе теории или из нее вытекающая.
Парадигма(paradeigma – пример, образец) – концептуальная схема, совокупность концепций, господствующая в научном сообществе в течение определенного времени, дающая модель постановки проблем и их решения. Схема парадигм представляет собой научную революцию.
Научная картина мира –обобщенное представление обо всех явлениях природы, сформированное в рамках существующей парадигмы. В формировании научной картины мира существенную роль играет принцип историзма –подход к действительности как закономерно развивающейся во времени.
История естествознания.
В истории человечества можно выделить четыре технологические революции, которые тесно связаны с научными. Слово «технология» объединяет два понятия: «techne» – искусство, ремесло, техника и «logos» – учение, наука. Таким образом, слово «технология» означает учение или наука о способах и средствах переработки вещества и энергии.
Само возникновение науки можно назвать первой научной революцией. Научная революция – радикальное изменение стиля мышления, формирование новых областей знаний, новой парадигмы, а на ее основе – новая научная картина мира, возникновение новых тенденций и направлений в развитии науки. Каждой научной революции предшествует кардинальная смена исторических условий.
Первая технологическая революция – аграрная – произошла 10 тыс.лет назад в античную эпоху. Она обусловлена появлением орудий труда, когда человек перестал быть кочевником и перешел от присваивающей формы ведения хозяйства к производящей, связанной с развитием земледелия и скотоводства. Первобытнообщинный строй закончил существование. Матриархат был заменен на патриархат.
Вторая – промышленная – началась в XV и завершилась в XVIII веке. Она связана с появлением техники и соответствующей индустриализацией производства.
Третья – научно-техническая –произошла в конце XIX – начале ХХ века; заключалась в слиянии науки, техники, производства, развитии электрификации, химизации и автоматизации производств и внедрении новых средств связи (радио, телеграф, телефон).
Четвертая – информационная –произошла во второй половине ХХ века; заключается во внедрении телекоммуникаций и компьютеров.