Methodik der Naturwissenschaften. Wissenschaftliche Methode und wissenschaftliche Wahrheit

Nowosibirsk Staatliche Universität

Fakultät für Mechanik und Mathematik

Thema: Konzepte der modernen Naturwissenschaft

Zum Thema: „Methoden der wissenschaftlichen Erkenntnis“

Panov L.V.

Kurs 3, Gruppe 4123

Wissenschaft ist HauptgrundÜbergang zu einer postindustriellen Gesellschaft, flächendeckende Einführung Informationstechnologien die Entstehung der „New Economy“. Die Wissenschaft verfügt über ein entwickeltes System von Methoden, Prinzipien und Wissensimperativen. Es ist die richtig gewählte Methode, gepaart mit dem Talent eines Wissenschaftlers, die ihm hilft, den tiefen Zusammenhang von Phänomenen zu verstehen, ihr Wesen zu offenbaren, Gesetze und Muster zu entdecken. Die Zahl der wissenschaftlichen Methoden nimmt ständig zu. Schließlich gibt es auf der Welt eine Vielzahl von Wissenschaften und jede von ihnen hat ihre eigenen spezifischen Methoden und Forschungsgegenstände.

Ziel dieser Arbeit ist es, die Methoden wissenschaftlicher, experimenteller und theoretischer Erkenntnisse im Detail zu betrachten. Nämlich, was ist die Methode, die Hauptmerkmale der Methode, Klassifizierung, Umfang usw. Auch die Kriterien wissenschaftlicher Erkenntnisse werden berücksichtigt.

Überwachung.

Wissen beginnt mit Beobachtung. Beobachtung ist eine sinnliche Reflexion von Objekten und Phänomenen Außenwelt. Beobachtung ist eine gezielte Untersuchung von Objekten, die hauptsächlich auf sensorischen Fähigkeiten einer Person wie Empfindung, Wahrnehmung und Darstellung basiert. Dies ist die ursprüngliche Methode des empirischen Wissens, die es Ihnen ermöglicht, etwas davon zu erlangen Primärinformationenüber Objekte in der Umgebung.

Die wissenschaftliche Beobachtung zeichnet sich durch eine Reihe von Merkmalen aus. Erstens soll durch Zielstrebigkeit die Beobachtung schließlich zur Lösung der Forschungsaufgabe durchgeführt werden, und die Aufmerksamkeit des Beobachters sollte nur auf die mit dieser Aufgabe verbundenen Phänomene gerichtet sein. Zweitens die Regelmäßigkeit, da die Beobachtung streng nach Plan erfolgen muss. Drittens, Aktivität – der Forscher muss aktiv nach den Momenten suchen, die er im beobachteten Phänomen benötigt, hervorheben und dabei auf sein Wissen und seine Erfahrung zurückgreifen.

Beim Beobachten gibt es keine Aktivität, die darauf abzielt, Wissensgegenstände zu transformieren, zu verändern. Dies ist auf eine Reihe von Umständen zurückzuführen: die Unzugänglichkeit dieser Objekte für praktische Auswirkungen(zum Beispiel die Beobachtung entfernter Weltraumobjekte), die im Hinblick auf die Ziele der Studie unerwünschte Beeinträchtigung des beobachteten Prozesses (phänologische, psychologische und andere Beobachtungen), der Mangel an technischen, energetischen, finanziellen und anderen Möglichkeiten zur Durchführung experimenteller Untersuchungen von Wissensobjekten.

Wissenschaftliche Beobachtungen werden immer von einer Beschreibung des Erkenntnisgegenstandes begleitet. Mit Hilfe einer Beschreibung werden sensorische Informationen in die Sprache von Konzepten, Zeichen, Diagrammen, Zeichnungen, Grafiken und Zahlen übersetzt und nehmen so eine für die weitere rationale Verarbeitung geeignete Form an. Es ist wichtig, dass die zur Beschreibung verwendeten Begriffe stets eine klare und eindeutige Bedeutung haben. Mit der Entwicklung der Wissenschaft und Veränderungen in ihren Grundlagen verändern sich häufig auch die Beschreibungsmittel neues System Konzepte.

Je nach Art der Beobachtung können sie direkt und indirekt sein. Bei der direkten Beobachtung werden bestimmte Eigenschaften, Aspekte des Objekts reflektiert und von den menschlichen Sinnen wahrgenommen. Es ist bekannt, dass Tycho Brahes mehr als zwanzigjährige Beobachtungen der Position der Planeten und Sterne am Himmel die empirische Grundlage für Keplers Entdeckung seiner berühmten Gesetze bildeten. In den meisten Fällen erfolgt die wissenschaftliche Beobachtung indirekt, das heißt, sie wird mit bestimmten technischen Mitteln durchgeführt. Wenn vor Beginn des 17. Jahrhunderts. Da Astronomen Himmelskörper mit bloßem Auge beobachteten, hob Galileis Erfindung des optischen Teleskops im Jahr 1608 die astronomischen Beobachtungen auf ein neues, viel höheres Niveau. Und die heutige Entwicklung von Röntgenteleskopen und deren Produktion Raum an Bord Orbitalstation ermöglichte die Beobachtung von Objekten des Universums wie Pulsaren und Quasaren.

Die Entwicklung der modernen Naturwissenschaften ist mit der wachsenden Rolle sogenannter indirekter Beobachtungen verbunden. So werden Objekte und Phänomene untersucht Kernphysik, kann weder mit Hilfe der menschlichen Sinne noch mit Hilfe modernster Instrumente direkt beobachtet werden. Wenn beispielsweise die Eigenschaften geladener Teilchen mithilfe einer Nebelkammer untersucht werden, werden diese Teilchen vom Forscher indirekt wahrgenommen – durch sichtbare Spuren, die aus vielen Flüssigkeitströpfchen bestehen.

Experiment

Experiment - komplexere Methode der empirischen Erkenntnis im Vergleich zur Beobachtung. Dabei handelt es sich um einen aktiven, gezielten und streng kontrollierten Einfluss des Forschers auf den Untersuchungsgegenstand, um bestimmte Aspekte, Eigenschaften, Zusammenhänge zu erkennen und zu untersuchen. In diesem Fall kann der Experimentator das Untersuchungsobjekt umwandeln, künstliche Bedingungen für seine Untersuchung schaffen und eingreifen Natürliche Strömung Prozesse. Im Gesamtgefüge der wissenschaftlichen Forschung nimmt das Experiment einen besonderen Platz ein. Es ist das Experiment, das die Verbindung zwischen den theoretischen und empirischen Phasen und Ebenen der wissenschaftlichen Forschung darstellt.

Einige Wissenschaftler argumentieren, dass ein klug konzipiertes und meisterhaft inszeniertes Experiment der Theorie überlegen sei, da die Theorie im Gegensatz zur Erfahrung vollständig widerlegt werden könne.

Das Experiment beinhaltet einerseits Beobachtung und Messung, andererseits weist es eine Reihe wichtiger Merkmale auf. Erstens ermöglicht das Experiment, das Objekt in „gereinigter“ Form zu untersuchen, d. h. alle möglichen Nebenfaktoren, Schichten, die den Forschungsprozess behindern, zu eliminieren. Zweitens kann das Objekt im Verlauf des Experiments künstlichen, insbesondere extremen Bedingungen ausgesetzt werden, d. h. bei extrem niedrigen Temperaturen und extrem niedrigen Temperaturen untersucht werden hohe Drücke oder umgekehrt, im luftleeren Raum, mit enormen Intensitäten elektromagnetisches Feld usw. Drittens kann der Experimentator während der Untersuchung eines Prozesses in ihn eingreifen und seinen Verlauf aktiv beeinflussen. Viertens ist ein wichtiger Vorteil vieler Experimente ihre Reproduzierbarkeit. Dies bedeutet, dass die Versuchsbedingungen beliebig oft wiederholt werden können, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten.

Die Vorbereitung und Durchführung des Experiments erfordert die Einhaltung einer Reihe von Bedingungen. Ein wissenschaftliches Experiment setzt also das Vorliegen eines klar formulierten Forschungsziels voraus. Das Experiment basiert auf ersten theoretischen Erkenntnissen. Das Experiment erfordert einen gewissen Entwicklungsstand der für seine Durchführung notwendigen technischen Erkenntnismittel. Und schließlich sollte sie von Personen durchgeführt werden, die über eine ausreichend hohe Qualifikation verfügen.

Aufgrund der Art der zu lösenden Probleme werden die Experimente in Forschung und Verifizierung unterteilt. Forschungsexperimente ermöglichen die Entdeckung neuer, unbekannter Eigenschaften eines Objekts. Das Ergebnis eines solchen Experiments können Schlussfolgerungen sein, die sich nicht aus dem vorhandenen Wissen über den Untersuchungsgegenstand ergeben. Ein Beispiel sind die im Labor von E. Rutherford durchgeführten Experimente, die zur Entdeckung des Atomkerns führten. Verifikationsexperimente dienen dazu, bestimmte theoretische Konstruktionen zu testen und zu bestätigen. Zum Beispiel die Existenz einer Serie Elementarteilchen(Positron, Neutrino usw.) wurden zunächst theoretisch vorhergesagt und erst später experimentell entdeckt. Experimente können in qualitative und quantitative unterteilt werden. Qualitative Experimente können nur die Wirkung bestimmter Faktoren auf das untersuchte Phänomen aufzeigen. Quantitative Experimente stellen präzise quantitative Beziehungen her. Wie Sie wissen, wurde der Zusammenhang zwischen elektrischen und magnetischen Phänomenen erstmals vom dänischen Physiker Oersted als Ergebnis eines rein qualitativen Experiments entdeckt (indem er eine magnetische Kompassnadel neben einen Leiter legte, durch den). elektrischer Strom, stellte er fest, dass die Nadel von ihrer ursprünglichen Position abwich). Es folgten quantitative Experimente der französischen Wissenschaftler Biot und Savart sowie die Experimente von Ampère, auf deren Grundlage eine mathematische Formel abgeleitet wurde. Je nach wissenschaftlichem Erkenntnisgebiet, in dem das Experiment durchgeführt wird, werden naturwissenschaftliche, angewandte und sozioökonomische Experimente unterschieden.

Messung und Vergleich.

Bei wissenschaftlichen Experimenten und Beobachtungen werden in der Regel verschiedene Messungen durchgeführt. Messung ist ein Prozess, der darin besteht, die quantitativen Werte bestimmter Eigenschaften, Aspekte des untersuchten Objekts, des Phänomens mit Hilfe spezieller Methoden zu bestimmen technische Geräte.

Der Messvorgang basiert auf dem Vergleich. Um einen Vergleich anzustellen, müssen Sie die Maßeinheiten einer Größe bestimmen. In der Wissenschaft fungiert der Vergleich auch als vergleichende oder vergleichend-historische Methode. Ursprünglich entstand es in der Philologie und Literaturkritik, dann begann es erfolgreich in der Rechtswissenschaft, Soziologie, Geschichte, Biologie, Psychologie, Religionsgeschichte, Ethnographie und anderen Wissensgebieten angewendet zu werden. Es sind ganze Wissenszweige entstanden, die diese Methode nutzen: vergleichende Anatomie, vergleichende Physiologie, vergleichende Psychologie und so weiter. In der vergleichenden Psychologie erfolgt die Untersuchung der Psyche also auf der Grundlage eines Vergleichs der Psyche eines Erwachsenen mit der Entwicklung der Psyche eines Kindes sowie von Tieren.

Ein wichtiger Aspekt des Messprozesses ist die Art und Weise seiner Durchführung. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Techniken, die bestimmte Prinzipien und Messmethoden nutzen. Unter Messprinzipien verstehen wir die Phänomene, die den Messungen zugrunde liegen.

Die Messungen werden in statische und dynamische Messungen unterteilt. Statische Messungen umfassen die Messung von Körperabmessungen, konstantem Druck usw. Beispiele für dynamische Messungen sind die Messung von Vibrationen, pulsierenden Drücken usw. Je nach Methode der Ergebnisgewinnung werden direkte und indirekte Messungen unterschieden. Bei der direkten Messung wird der gewünschte Wert der Messgröße durch direkten Vergleich mit dem Standard ermittelt oder vom Messgerät vorgegeben. Bei der indirekten Messung wird der gewünschte Wert auf der Grundlage einer bekannten mathematischen Beziehung zwischen diesem Wert und anderen durch direkte Messungen gewonnenen Größen ermittelt. Ermitteln Sie beispielsweise den elektrischen Widerstand eines Leiters anhand seines Widerstands, seiner Länge und seiner Fläche Querschnitt. Indirekte Messungen werden häufig dann eingesetzt, wenn der gewünschte Wert nicht oder nur schwer direkt zu messen ist.

Im Laufe der Zeit werden einerseits bestehende Messgeräte verbessert, andererseits werden neue Messgeräte eingeführt. Somit hat die Entwicklung der Quantenphysik die Möglichkeiten der Messungen mit erheblich erweitert einen hohen Grad Genauigkeit. Durch die Nutzung des Mössbauer-Effekts ist es möglich, ein Gerät mit einer Auflösung in der Größenordnung von 10 bis 13 Prozent des Messwerts zu erstellen. Eine gut entwickelte Messgeräteausrüstung, eine Vielzahl von Methoden und hohe Eigenschaften von Messgeräten tragen zum Fortschritt in der wissenschaftlichen Forschung bei.

Allgemeine Merkmale theoretischer Methoden

Theorie ist ein System von Konzepten von Gesetzen und Prinzipien, das es ermöglicht, eine bestimmte Gruppe von Phänomenen zu beschreiben und zu erklären und ein Aktionsprogramm für deren Transformation zu skizzieren. Folglich wird theoretisches Wissen mit Hilfe verschiedener Konzepte, Gesetze und Prinzipien umgesetzt. Fakten und Theorien stehen sich nicht gegenüber, sondern bilden ein Ganzes. Der Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass Tatsachen etwas Singulares ausdrücken, während sich die Theorie mit dem Allgemeinen befasst. Bei Fakten und Theorien lassen sich drei Ebenen unterscheiden: ereignisorientiert, psychologisch und sprachlich. Diese Ebenen der Einheit können dargestellt werden auf die folgende Weise:

Sprachliche Ebene: Theorie umfasst universelle Aussagen, Fakten sind Einzelaussagen.

Psychologische Ebene: Gedanken (t) und Gefühle (f).

Ereignisebene – Gesamtzahl der Einzelereignisse (t) und Einzelereignisse (f)

Die Theorie ist in der Regel so aufgebaut, dass sie nicht die umgebende Realität beschreibt, sondern ideale Objekte, wie einen materiellen Punkt, ein ideales Gas, einen absolut schwarzen Körper usw. Ein solches wissenschaftliches Konzept nennt man Idealisierung. Idealisierung ist ein mental konstruiertes Konzept solcher Objekte, Prozesse und Phänomene, die nicht zu existieren scheinen, aber Bilder oder Prototypen haben. Beispielsweise kann ein kleiner Körper als Prototyp eines materiellen Punktes dienen. Ideale Objekte zeichnen sich im Gegensatz zu realen nicht durch eine unendliche, sondern durch eine genau definierte Anzahl von Eigenschaften aus. Die Eigenschaften eines materiellen Punktes sind beispielsweise Masse und die Fähigkeit, in Raum und Zeit zu sein.

Darüber hinaus werden in der Theorie Beziehungen zwischen idealen Objekten, beschrieben durch Gesetze, spezifiziert. Abgeleitete Objekte können auch aus primären idealen Objekten konstruiert werden. Infolgedessen ist eine Theorie, die die Eigenschaften idealer Objekte, die Beziehung zwischen ihnen und die Eigenschaften von Strukturen beschreibt, die aus primären idealen Objekten gebildet werden, in der Lage, die gesamte Vielfalt an Daten zu beschreiben, auf die ein Wissenschaftler auf empirischer Ebene stößt.

Betrachten wir die wichtigsten Methoden, mit denen theoretisches Wissen verwirklicht wird. Solche Methoden sind: axiomatisch, konstruktivistisch, hypothetisch-induktiv und pragmatisch.

Bei der axiomatischen Methode wird eine wissenschaftliche Theorie in Form eines Systems von Axiomen (ohne logische Beweise akzeptierte Sätze) und Inferenzregeln aufgebaut, die es ermöglichen, Aussagen dieser Theorie (Theorem) durch logische Deduktion zu erhalten. Axiome sollten sich nicht widersprechen, es ist auch wünschenswert, dass sie nicht voneinander abhängen. Weitere Details zur axiomatischen Methode werden weiter unten besprochen.

Die konstruktivistische Methode wird neben der axiomatischen Methode in den Mathematikwissenschaften und der Informatik eingesetzt. Bei dieser Methode beginnt die Entwicklung einer Theorie nicht mit Axiomen, sondern mit Konzepten, deren Legitimität als intuitiv begründet angesehen wird. Darüber hinaus werden die Regeln für den Aufbau neuer theoretischer Strukturen festgelegt. Als wissenschaftlich gelten nur die Bauwerke, die tatsächlich gebaut wurden. Diese Methode gilt als das beste Mittel gegen das Auftreten logischer Widersprüche: Der Begriff ist konstruiert, daher ist die Art und Weise seiner Konstruktion konsistent.

In der Naturwissenschaft wird häufig die hypothetisch-deduktive Methode oder die Methode der Hypothesen verwendet. Grundlage dieser Methode ist die Hypothese der generalisierenden Macht, aus der alle anderen Erkenntnisse abgeleitet werden. Solange die Hypothese nicht abgelehnt wird, fungiert sie als wissenschaftliches Gesetz. Hypothesen bedürfen im Gegensatz zu Axiomen einer experimentellen Bestätigung. Diese Methode wird im Folgenden ausführlich beschrieben.

im technischen und Geisteswissenschaften Weit verbreitet ist die pragmatische Methode, deren Kern die Logik des sogenannten ist. praktische Schlussfolgerung. Beispiel: Subjekt L möchte A umsetzen, während es glaubt, dass es A nicht umsetzen kann, wenn es c nicht umsetzt. Daher wird davon ausgegangen, dass A c ausführt. In diesem Fall sehen die logischen Konstruktionen so aus: A->p->c. Mit der konstruktivistischen Methode hätten die Konstruktionen folgende Form: A->c->p. Im Gegensatz zum hypothetisch-deduktiven Schluss, bei dem Informationen über einen Sachverhalt unter einem Gesetz subsumiert werden, müssen beim praktischen Schluss Informationen über ein Mittel c dem Ziel p entsprechen, das mit bestimmten Werten konsistent ist.

Neben den betrachteten Methoden gibt es auch sogenannte. beschreibende Methoden. An sie wird verwiesen, wenn die oben besprochenen Methoden nicht akzeptabel sind. Die Beschreibung der untersuchten Phänomene kann verbal, grafisch, schematisch, formal-symbolisch erfolgen. Beschreibende Methoden sind oft dieser Schritt wissenschaftliche Forschung, was zur Verwirklichung der Ideale fortschrittlicherer wissenschaftlicher Methoden führt. Oftmals ist diese Methode die am besten geeignete, da sich die moderne Wissenschaft häufig mit solchen Phänomenen befasst, für die keine allzu strengen Anforderungen gelten.

Abstraktion.

Im Prozess der Abstraktion erfolgt eine Abkehr von sinnlich wahrgenommenen konkreten Objekten hin zu abstrakten Vorstellungen über diese. Abstraktion besteht in einer mentalen Abstraktion von einigen weniger wesentlichen Eigenschaften, Aspekten, Merkmalen des untersuchten Objekts bei gleichzeitiger Auswahl, Bildung eines oder mehrerer wesentlicher Aspekte, Eigenschaften, Merkmale dieses Objekts. Das im Abstraktionsprozess erzielte Ergebnis wird als Abstraktion bezeichnet.

Der Übergang vom Sinnlich-Konkreten zum Abstrakten ist immer mit einer gewissen Vereinfachung der Realität verbunden. Gleichzeitig erhält der Forscher durch den Aufstieg vom Sinnlich-Konkreten zum Abstrakten, Theoretischen die Möglichkeit, das Untersuchungsobjekt besser zu verstehen und sein Wesen zu offenbaren. Der Prozess des Übergangs von sensorisch-empirischen, visuellen Darstellungen der untersuchten Phänomene zur Bildung bestimmter abstrakter, theoretischer Strukturen, die das Wesen dieser Phänomene widerspiegeln, liegt der Entwicklung jeder Wissenschaft zugrunde.

Da es sich bei dem Konkreten um eine Menge vieler Eigenschaften, Aspekte, innerer und äußerer Verbindungen und Beziehungen handelt, ist es unmöglich, es in seiner ganzen Vielfalt zu erkennen und auf der Stufe der Sinneswahrnehmung zu bleiben, die darauf beschränkt ist. Daher bedarf es eines theoretischen Verständnisses des Konkreten, das üblicherweise als Aufstieg vom Sinnlich-Konkreten zum Abstrakten bezeichnet wird. Die Bildung wissenschaftlicher Abstraktionen, allgemeiner theoretischer Bestimmungen ist jedoch nicht das ultimative Ziel der Erkenntnis, sondern lediglich ein Mittel zur tieferen, vielseitigeren Kenntnis des Konkreten. Daher ist eine weitere Wissensbewegung vom erreichten Abstrakten zurück zum Konkreten notwendig. Der in dieser Phase der Forschung gewonnene logische Konkrete wird sich qualitativ vom sinnlichen Konkreten unterscheiden. Das logisch Konkrete ist das Konkrete, das sich im Denken des Forschers in seiner ganzen Fülle an Inhalten theoretisch abbildet. Es enthält in sich nicht nur das sinnlich Wahrgenommene, sondern auch etwas Verborgenes, der sinnlichen Wahrnehmung Unzugängliches, etwas Wesentliches, Regelmäßiges, das nur mit Hilfe des theoretischen Denkens, mit Hilfe bestimmter Abstraktionen erfasst wird.

Die Methode des Aufstiegs vom Abstrakten zum Konkreten wird bei der Konstruktion verschiedener wissenschaftlicher Theorien verwendet und kann sowohl in den Sozial- als auch in den Naturwissenschaften eingesetzt werden. Beispielsweise geht der Forscher in der Gastheorie, nachdem er die Grundgesetze eines idealen Gases herausgearbeitet hat – die Clapeyron-Gleichungen, das Avogadro-Gesetz usw. – auf spezifische Wechselwirkungen und Eigenschaften realer Gase ein und charakterisiert deren wesentliche Aspekte und Eigenschaften. Je tiefer wir in das Konkrete vordringen, desto mehr neue Abstraktionen werden eingeführt, die als tiefere Widerspiegelung des Wesens des Objekts dienen. So wurde bei der Entwicklung der Gastheorie festgestellt, dass die Gesetze eines idealen Gases das Verhalten realer Gase nur bei niedrigen Drücken charakterisieren. Die Berücksichtigung dieser Kräfte führte zur Formulierung des Van-der-Waals-Gesetzes.

Idealisierung. Gedankenexperiment.

Idealisierung ist die gedankliche Einführung bestimmter Veränderungen am Untersuchungsgegenstand entsprechend den Forschungszielen. Durch solche Änderungen können beispielsweise einige Eigenschaften, Aspekte, Attribute von Objekten von der Betrachtung ausgeschlossen werden. Die in der Mechanik weit verbreitete Idealisierung besagt also, dass ein materieller Punkt einen Körper ohne Dimensionen impliziert. Ein solches abstraktes Objekt, dessen Dimensionen vernachlässigt werden, eignet sich gut zur Beschreibung der Bewegung einer Vielzahl materieller Objekte, von Atomen und Molekülen bis hin zu Planeten. Sonnensystem. Bei der Idealisierung kann ein Objekt mit einigen besonderen Eigenschaften ausgestattet werden, die in der Realität nicht realisierbar sind. Ein Beispiel ist die durch Idealisierung in die Physik eingeführte Abstraktion, der sogenannte schwarze Körper. Dieser Körper ist mit einer in der Natur nicht vorhandenen Eigenschaft ausgestattet, die gesamte Strahlungsenergie, die auf ihn fällt, absolut zu absorbieren, nichts zu reflektieren und nichts durch sich selbst hindurchzulassen.

Idealisierung ist dann sinnvoll, wenn die zu untersuchenden realen Objekte für die verfügbaren Mittel der theoretischen, insbesondere mathematischen Analyse ausreichend komplex sind. Die Idealisierung ist in den Fällen sinnvoll, in denen einige Eigenschaften eines Objekts ausgeschlossen werden müssen, die das Wesen der in ihm ablaufenden Prozesse verschleiern. Ein komplexes Objekt wird in einer „gereinigten“ Form dargestellt, was das Studium erleichtert.

Als Beispiel drei verschiedene Konzepte„ideales Gas“, entstanden unter dem Einfluss verschiedener theoretischer und physikalischer Konzepte: Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein und Fermi-Dirac. Alle drei hier gewonnenen Idealisierungsvarianten erwiesen sich jedoch bei der Untersuchung von Gaszuständen als fruchtbar andere Natur: Das ideale Maxwell-Boltzmann-Gas wurde zur Grundlage für die Untersuchung gewöhnlicher molekularer verdünnter Gase bei ausreichend hohen Temperaturen; Das ideale Gas von Bose-Einstein wurde zur Untersuchung des Photonengases verwendet, und das ideale Gas von Fermi-Dirac half bei der Lösung einer Reihe von Elektronengasproblemen.

Ein mentales Experiment beinhaltet die Arbeit mit einem idealisierten Objekt, das in der mentalen Auswahl bestimmter Positionen besteht, Situationen, die es uns ermöglichen, einige zu erkennen wichtige Funktionen untersuchtes Objekt. Bevor jedes echte Experiment in die Praxis umgesetzt wird, wird es vom Forscher zunächst mental im Denk- und Planungsprozess durchgeführt. In der wissenschaftlichen Erkenntnis kann es Fälle geben, in denen bei der Untersuchung bestimmter Phänomene und Situationen die Durchführung realer Experimente im Allgemeinen unmöglich ist. Diese Wissenslücke kann nur durch ein Gedankenexperiment geschlossen werden.

Die wissenschaftliche Tätigkeit von Galileo, Newton, Maxwell, Carnot, Einstein und anderen Wissenschaftlern, die den Grundstein für die moderne Naturwissenschaft legten, zeugt von der wesentlichen Rolle eines Gedankenexperiments bei der Bildung theoretischer Ideen. Die Entwicklungsgeschichte der Physik ist reich an Fakten über den Einsatz von Gedankenexperimenten. Ein Beispiel sind Galileis Gedankenexperimente, die zur Entdeckung des Trägheitsgesetzes führten.

Der Hauptvorteil der Idealisierung als Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis liegt darin, dass die auf ihrer Grundlage gewonnenen theoretischen Konstruktionen es ermöglichen, reale Objekte und Phänomene effektiv zu untersuchen. Die mit Hilfe der Idealisierung erreichten Vereinfachungen erleichtern die Erstellung einer Theorie, die die Gesetze des untersuchten Bereichs der Phänomene der materiellen Welt offenlegt. Wenn die Theorie als Ganzes reale Phänomene richtig beschreibt, dann sind auch die ihr zugrunde liegenden Idealisierungen legitim.

Formalisierung. Axiome.

Formalisierung ist ein besonderer Ansatz in der wissenschaftlichen Erkenntnis, der in der Verwendung spezieller Symbole besteht, die es ermöglichen, vom Studium realer Objekte, vom Inhalt der sie beschreibenden theoretischen Bestimmungen zu abstrahieren und stattdessen mit einem bestimmten Satz von Symbolen (Zeichen) zu operieren.

Diese Erkenntnismethode besteht in der Konstruktion abstrakter mathematischer Modelle, die das Wesen der untersuchten Prozesse der Realität offenbaren. Bei der Formalisierung wird das Denken über Gegenstände auf die Ebene des Arbeitens mit Zeichen (Formeln) übertragen. Die Zeichenbeziehungen ersetzen Aussagen über Eigenschaften und Beziehungen von Objekten. Auf diese Weise entsteht ein verallgemeinertes Zeichenmodell eines bestimmten Themengebiets, das es ermöglicht, die Struktur verschiedener Phänomene und Prozesse zu entdecken und gleichzeitig von deren qualitativen Merkmalen zu abstrahieren. Die Ableitung einiger Formeln von anderen nach den strengen Regeln der Logik ist eine formale Untersuchung der Hauptmerkmale der Struktur verschiedener Phänomene, die manchmal sehr weit entfernter Natur sind.

Ein Beispiel für Formalisierung sind die in der Wissenschaft weit verbreiteten mathematischen Beschreibungen verschiedener Objekte und Phänomene auf der Grundlage entsprechender aussagekräftiger Theorien. Gleichzeitig trägt die verwendete mathematische Symbolik nicht nur dazu bei, das vorhandene Wissen über die untersuchten Objekte und Phänomene zu festigen, sondern fungiert auch als eine Art Werkzeug im Prozess ihrer weiteren Erkenntnis.

Aus der mathematischen Logik ist bekannt, dass es zum Aufbau eines formalen Systems notwendig ist, das Alphabet festzulegen, die Regeln für die Bildung von Formeln festzulegen und die Regeln für die Ableitung einiger Formeln aus anderen festzulegen. Ein wichtiger Vorteil eines formalen Systems ist die Möglichkeit, die Untersuchung eines Gegenstandes in seinem Rahmen auf rein formale Weise unter Verwendung von Zeichen durchzuführen. Ein weiterer Vorteil der Formalisierung besteht darin, die Kürze und Klarheit der Aufzeichnung wissenschaftlicher Informationen sicherzustellen.

Es ist zu beachten, dass das Formale Künstliche Sprachen verfügen nicht über die Flexibilität und den Reichtum natürlicher Sprache. Ihnen fehlt jedoch die Mehrdeutigkeit der Begriffe (Polysemie), die für natürliche Sprachen charakteristisch ist. Sie zeichnen sich durch wohlgeformte Syntax und eindeutige Semantik aus.

Analyse und Synthese. Induktion und Deduktion. Analogie

Empirische Analyse ist einfach die Zerlegung eines Ganzen in seine Bestandteile, einfachere Elementarteile. . Als solche Teile können reale Elemente des Objekts oder seine Eigenschaften, Zeichen, Beziehungen vorliegen.

Synthese hingegen ist die Kombination der Komponenten eines komplexen Phänomens. Die theoretische Analyse sieht die Auswahl des Wesentlichen und Wesentlichen im Gegenstand vor, das für die empirische Sicht nicht wahrnehmbar ist. Die analytische Methode umfasst in diesem Fall die Ergebnisse der Abstraktion, Vereinfachung, Formalisierung. Bei der theoretischen Synthese handelt es sich um eine Wissenserweiterung, die etwas Neues schafft, das über den bestehenden Rahmen hinausgeht.

Im Syntheseprozess werden die als Ergebnis der Analyse zerlegten Bestandteile (Seiten, Eigenschaften, Merkmale usw.) des Untersuchungsobjekts zusammengefügt. Auf dieser Grundlage erfolgt die weitere Untersuchung des Objekts, jedoch bereits als Ganzes. Gleichzeitig bedeutet Synthese nicht eine einfache mechanische Verbindung getrennter Elemente zu einem einzigen System. Die Analyse behebt hauptsächlich das Spezifische, was die Teile voneinander unterscheidet. Die Synthese hingegen offenbart das im Wesentlichen Gemeinsame, das die Teile zu einem Ganzen verbindet.

Diese beiden miteinander verbundenen Forschungsmethoden finden in jedem Wissenschaftszweig ihre Konkretisierung. Sie können von einer allgemeinen Technik zu einer speziellen Methode werden: Es gibt beispielsweise spezifische Methoden der mathematischen, chemischen und sozialen Analyse. Die analytische Methode wurde in einigen philosophischen Schulen und Richtungen entwickelt. Das Gleiche gilt für die Synthese.

Induktion kann als eine Methode definiert werden, um von der Kenntnis einzelner Tatsachen zur Kenntnis des Allgemeinen überzugehen. Deduktion ist eine Methode des Übergangs von der Kenntnis allgemeiner Muster zu ihrer besonderen Manifestation.

Induktion ist in der wissenschaftlichen Erkenntnis weit verbreitet. Der Forscher findet ähnliche Merkmale und Eigenschaften in vielen Objekten einer bestimmten Klasse und kommt zu dem Schluss, dass diese Merkmale und Eigenschaften allen Objekten dieser Klasse innewohnen. Die induktive Methode spielte eine wichtige Rolle bei der Entdeckung einiger Naturgesetze – Schwere, Atmosphärendruck, Wärmeausdehnung von Körpern.

Die Induktionsmethode kann in Form der folgenden Methoden implementiert werden. Die Methode der einzelnen Ähnlichkeit, bei der in allen Beobachtungsfällen eines Phänomens nur eines gefunden wird gemeinsamer Faktor, alle anderen sind anders. Dieser einzelne ähnliche Faktor ist die Ursache für dieses Phänomen. Die Methode der Einzeldifferenz, bei der die Ursachen für das Auftreten eines Phänomens und die Umstände, unter denen es nicht auftritt, in fast allem ähnlich sind und sich nur in einem Faktor unterscheiden, der nur im ersten Fall vorhanden ist. Man kommt zu dem Schluss, dass dieser Faktor die Ursache für dieses Phänomen ist. Die kombinierte Ähnlichkeits- und Differenzmethode ist eine Kombination der beiden oben genannten Methoden. Die Methode der gleichzeitigen Veränderungen, bei der, wenn bestimmte Veränderungen in einem Phänomen jedes Mal einige Veränderungen in einem anderen Phänomen nach sich ziehen, eine Schlussfolgerung über den kausalen Zusammenhang dieser Phänomene gezogen wird. Die Residuenmethode, bei der, wenn ein komplexes Phänomen durch eine multifaktorielle Ursache verursacht wird und einige dieser Faktoren als Ursache für einen Teil dieses Phänomens bekannt sind, die Schlussfolgerung folgt: Die Ursache für einen anderen Teil des Phänomens sind die übrigen Faktoren, die in der allgemeinen Ursache dieses Phänomens enthalten sind. Tatsächlich dienen die oben genannten Methoden der wissenschaftlichen Induktion hauptsächlich dazu, empirische Beziehungen zwischen den experimentell beobachteten Eigenschaften von Objekten und Phänomenen zu finden.

F. Speck. interpretierte die Induktion äußerst weit und betrachtete sie als die wichtigste Methode zur Entdeckung neuer Wahrheiten in der Wissenschaft, als wichtigstes Mittel der wissenschaftlichen Naturerkenntnis.

Im Gegensatz dazu ist Deduktion der Erhalt bestimmter Schlussfolgerungen, die auf dem Wissen einiger basieren allgemeine Bestimmungen. Mit anderen Worten: Es ist die Bewegung unseres Denkens vom Allgemeinen zum Besonderen. Die besonders große kognitive Bedeutung der Deduktion zeigt sich jedoch dann, wenn die allgemeine Prämisse nicht nur eine induktive Verallgemeinerung ist, sondern eine Art hypothetische Annahme, beispielsweise eine neue wissenschaftliche Idee. In diesem Fall ist die Deduktion der Ausgangspunkt für die Geburt eines neuen theoretischen Systems. Das so geschaffene theoretische Wissen gibt den weiteren Verlauf der empirischen Forschung vor und leitet die Konstruktion neuer induktiver Verallgemeinerungen.

Den Erwerb neuen Wissens durch Deduktion gibt es in allen Naturwissenschaften, die deduktive Methode ist jedoch in der Mathematik besonders wichtig. Mathematiker sind am häufigsten zur Deduktion gezwungen. Und Mathematik ist vielleicht die einzig richtige deduktive Wissenschaft.

In der Wissenschaft der Neuzeit war der prominente Mathematiker und Philosoph R. Descartes der Propagandist der deduktiven Erkenntnismethode.

Induktion und Deduktion werden nicht isoliert, isoliert voneinander angewendet. Jede dieser Methoden wird in einer entsprechenden Phase des kognitiven Prozesses eingesetzt. Darüber hinaus wird bei der Anwendung der induktiven Methode häufig auch der Abzug „versteckt“.

Unter Analogie versteht man die Ähnlichkeit, die Ähnlichkeit einiger Eigenschaften, Merkmale oder Beziehungen in Objekten, die im Allgemeinen unterschiedlich sind. Die Feststellung von Ähnlichkeiten (oder Unterschieden) zwischen Objekten erfolgt durch deren Vergleich. Der Vergleich liegt also der Methode der Analogie zugrunde.

Das Erhalten einer korrekten Schlussfolgerung durch Analogie hängt von den folgenden Faktoren ab. Zunächst zur Anzahl gemeinsamer Eigenschaften der verglichenen Objekte. Zweitens aufgrund der Leichtigkeit, gemeinsame Eigenschaften zu entdecken. Drittens aus der Tiefe des Verständnisses der Zusammenhänge dieser ähnlichen Eigenschaften. Dabei ist zu bedenken, dass die allgemeine Ähnlichkeit dieser Objekte jede Bedeutung verliert, wenn der Gegenstand, auf den in Analogie zu einem anderen Gegenstand geschlossen wird, eine Eigenschaft aufweist, die mit der Eigenschaft, auf deren Existenz geschlossen werden soll, unvereinbar ist.

Existieren Verschiedene Arten Schlussfolgerungen durch Analogie. Gemeinsam ist ihnen jedoch, dass in allen Fällen ein Objekt direkt untersucht und auf ein anderes Objekt geschlossen wird. Daher kann Analogieschluss im allgemeinsten Sinne als die Übertragung von Informationen von einem Objekt auf ein anderes definiert werden. In diesem Fall wird das erste Objekt, das tatsächlich erforscht wird, als Modell bezeichnet, und das andere Objekt, auf das die durch die Untersuchung des ersten Objekts (Modells) gewonnenen Informationen übertragen werden, wird als Original oder Prototyp bezeichnet. Somit fungiert das Modell immer als Analogie, d. h. das Modell und das mit seiner Hilfe dargestellte Objekt (Original) weisen eine gewisse Ähnlichkeit (Ähnlichkeit) auf.

Die Analogiemethode wird in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft eingesetzt: in der Mathematik, Physik, Chemie, Kybernetik, in den Geisteswissenschaften usw.

Modellieren

Die Modellierungsmethode basiert auf der Erstellung eines Modells, das aufgrund einer gewissen Ähnlichkeit mit diesem ein Ersatz für ein reales Objekt ist. Die Hauptfunktion der Modellierung besteht im weitesten Sinne darin, das Ideal zu materialisieren, zu objektivieren. Die Konstruktion und das Studium eines Modells sind gleichbedeutend mit dem Studium und der Konstruktion eines simulierten Objekts, mit dem einzigen Unterschied, dass die zweite materiell erfolgt und die erste ideal ist, ohne das modellierte Objekt selbst zu beeinflussen.

Der Einsatz der Modellierung wird durch die Notwendigkeit diktiert, solche Aspekte von Objekten aufzudecken, die entweder durch direktes Studium nicht zu verstehen sind oder deren Untersuchung auf diese Weise aus rein wirtschaftlichen Gründen unrentabel ist. Der Mensch kann beispielsweise den Prozess der natürlichen Entstehung von Diamanten, den Ursprung und die Entwicklung des Lebens auf der Erde nicht direkt beobachten. ganze Zeile Phänomene des Mikrokosmos und des Makrokosmos. Daher muss man auf eine künstliche Reproduktion solcher Phänomene in einer für Beobachtung und Untersuchung geeigneten Form zurückgreifen. In manchen Fällen ist es viel rentabler und wirtschaftlicher, ein Modell zu bauen und zu studieren, anstatt direkt mit dem Objekt zu experimentieren.

Abhängig von der Art des Modells gibt es verschiedene Arten der Modellierung. Mentale Modellierung umfasst verschiedene mentale Repräsentationen in Form bestimmter imaginärer Modelle. Dabei ist zu beachten, dass mentale (Ideal-)Modelle häufig in Form sinnlich wahrgenommener physischer Modelle materiell verwirklicht werden können. Physikalische Modellierung zeichnet sich durch physikalische Ähnlichkeit zwischen Modell und Original aus und zielt darauf ab, die dem Original innewohnenden Prozesse im Modell nachzubilden. Nach den Ergebnissen einer Studie von bestimmten physikalische Eigenschaften Modelle beurteilen Phänomene, die unter realen Bedingungen auftreten.

Derzeit wird die physikalische Modellierung häufig zur Entwicklung und experimentellen Untersuchung verschiedener Strukturen und Maschinen, zum besseren Verständnis einiger Naturphänomene, zur Untersuchung effektiver und sichere Wege Bergbau usw.

Die symbolische Modellierung ist mit einer bedingten Zeichendarstellung einiger Eigenschaften und Beziehungen des ursprünglichen Objekts verbunden. Symbolische (Zeichen-)Modelle umfassen eine Vielzahl topologischer und grafischer Darstellungen der untersuchten Objekte oder beispielsweise Modelle, die in Form chemischer Symbolik dargestellt werden und den Zustand oder das Verhältnis von Elementen während des Prozesses widerspiegeln chemische Reaktionen. Eine Art symbolischer (Zeichen-)Modellierung ist die mathematische Modellierung. Die symbolische Sprache der Mathematik ermöglicht es, Eigenschaften, Seiten, Beziehungen von Objekten und Phänomenen unterschiedlichster Natur auszudrücken. Beziehungen zwischen verschiedenen Größen, die die Funktionsweise eines solchen Objekts oder Phänomens beschreiben, können durch die entsprechenden Gleichungen (Differential, Integral, Algebra) und ihre Systeme dargestellt werden. Die numerische Modellierung basiert auf einem zuvor erstellten mathematischen Modell des untersuchten Objekts oder Phänomens und wird verwendet, wenn für die Untersuchung dieses Modells große Berechnungsmengen erforderlich sind.

Numerische Modellierung ist besonders wichtig, wenn das physikalische Bild des untersuchten Phänomens nicht ganz klar ist und der interne Mechanismus der Wechselwirkung nicht bekannt ist. Durch Computerberechnungen Verschiedene Optionen Es werden Fakten gesammelt, die es letztendlich ermöglichen, die realsten und wahrscheinlichsten Situationen auszuwählen. Der aktive Einsatz numerischer Simulationsmethoden ermöglicht es, die Zeit wissenschaftlicher und gestalterischer Entwicklungen drastisch zu verkürzen.

Die Modellierungsmethode entwickelt sich ständig weiter: Einige Arten von Modellen werden im Zuge des Fortschritts der Wissenschaft durch andere ersetzt. Dabei bleibt eines unverändert: die Bedeutung, Relevanz und manchmal auch Unverzichtbarkeit der Modellierung als Methode wissenschaftlicher Erkenntnis.

Um die Kriterien für naturwissenschaftliches Wissen in der Methodik der Wissenschaft zu bestimmen, werden mehrere Prinzipien formuliert – das Prinzip der Verifikation und das Prinzip der Falsifikation. Die Formulierung des Verifikationsprinzips: Jedes Konzept oder Urteil ist bedeutsam, wenn es auf direkte Erfahrungen oder Aussagen darüber reduziert werden kann, d.h. empirisch überprüfbar. Lässt sich für ein solches Urteil nichts empirisch Fixierbares finden, dann stellt es entweder eine Tautologie dar oder ist bedeutungslos. Da die Konzepte einer entwickelten Theorie in der Regel nicht auf experimentelle Daten reduzierbar sind, wurde für sie eine Lockerung vorgenommen: Auch eine indirekte Überprüfung ist möglich. Beispielsweise ist es unmöglich, ein experimentelles Analogon des Konzepts „Quark“ anzugeben. Aber die Quark-Theorie sagt eine Reihe von Phänomenen voraus, die bereits empirisch, experimentell festgestellt werden können. Und damit indirekt die Theorie selbst verifizieren.

Das Verifikationsprinzip ermöglicht in erster Näherung die Abgrenzung wissenschaftlicher Erkenntnisse von eindeutig unwissenschaftlichen Erkenntnissen. Er kann jedoch nicht helfen, wenn das Ideensystem so zugeschnitten ist, dass absolut alle möglichen empirischen Fakten zu ihren Gunsten interpretiert werden können – Ideologie, Religion, Astrologie usw.

In solchen Fällen ist es sinnvoll, auf ein anderes Prinzip der Unterscheidung zwischen Wissenschaft und Nichtwissenschaft zurückzugreifen, das vom größten Philosophen des 20. Jahrhunderts vorgeschlagen wurde. K. Popper, - das Prinzip der Fälschung. Es besagt, dass das Kriterium für den wissenschaftlichen Status einer Theorie ihre Falsifizierbarkeit oder Widerlegung ist. Mit anderen Worten, nur dieses Wissen kann den Titel „wissenschaftlich“ beanspruchen, was grundsätzlich widerlegbar ist.

Trotz der äußerlich paradoxen Form hat dieses Prinzip eine einfache und tiefe Bedeutung. K. Popper machte auf die erhebliche Asymmetrie der Bestätigungs- und Widerlegungsverfahren in der Erkenntnis aufmerksam. Keine Menge fallender Äpfel reicht aus, um die Wahrheit des Gesetzes der universellen Gravitation endgültig zu bestätigen. Allerdings reicht schon ein einziger von der Erde wegfliegender Apfel aus, um dieses Gesetz als falsch zu erkennen. Daher handelt es sich um Fälschungsversuche, d.h. Die Widerlegung einer Theorie sollte im Hinblick auf die Bestätigung ihrer Wahrheit und ihres wissenschaftlichen Charakters am effektivsten sein.

Eine prinzipiell unwiderlegbare Theorie kann nicht wissenschaftlich sein. Die Idee der göttlichen Erschaffung der Welt ist grundsätzlich unwiderlegbar. Denn jeder Versuch, es zu widerlegen, kann als Ergebnis des Handelns desselben göttlichen Plans dargestellt werden, dessen Komplexität und Unvorhersehbarkeit für uns einfach zu schwierig ist. Da diese Idee jedoch unwiderlegbar ist, bedeutet dies, dass sie außerhalb der Wissenschaft liegt.

Es lässt sich jedoch festhalten, dass das konsequente Falsifikationsprinzip jedes Wissen hypothetisch macht, d. h. beraubt es der Vollständigkeit, Absolutheit, Unveränderlichkeit. Aber das ist wahrscheinlich nicht schlecht: Es ist die ständige Bedrohung durch Fälschungen, die die Wissenschaft „in gutem Zustand“ hält, nicht zulässt, dass sie stagniert und sich auf ihren Lorbeeren ausruht.

Dabei wurden die wichtigsten Methoden des empirischen und theoretischen Niveaus wissenschaftlicher Erkenntnisse berücksichtigt. Zum empirischen Wissen gehören Beobachtungen und Experimente. Wissen beginnt mit Beobachtung. Um eine Hypothese zu bestätigen oder die Eigenschaften eines Objekts zu untersuchen, setzt ein Wissenschaftler es in bestimmte Bedingungen – führt ein Experiment durch. Der Verfahrensblock für Experiment und Beobachtung umfasst Beschreibung, Messung, Vergleich. Auf der Ebene des theoretischen Wissens werden häufig Abstraktion, Idealisierung und Formalisierung verwendet. Sehr wichtig verfügt über Simulation und mit der Entwicklung der Computertechnologie über numerische Simulation, da die Komplexität und die Kosten des Experiments zunehmen.

Der Beitrag beschreibt zwei Hauptkriterien naturwissenschaftlichen Wissens – das Prinzip der Verifikation und Falsifikation.

1. Alekseev P.V., Panin A.V. "Philosophie" M.: Prospekt, 2000

2. Leshkevich T.G. „Wissenschaftsphilosophie: Traditionen und Innovationen“ M.: PRIOR, 2001

3. Ruzavin G.I. „Methodik der wissenschaftlichen Forschung“ M.: UNITY-DANA, 1999.

4. Gorelov A.A. „Konzepte der modernen Naturwissenschaft“ – M.: Zentrum, 2003.

5. http://istina.rin.ru/philosophy/text/3763.html

6. http://vsvcorp.chat.ru/mguie/teor.htm

Wissenschaftliches Wissen ist ein System mit mehreren Wissensebenen, die sich in einer Reihe von Parametern unterscheiden. Je nach Fach, Art, Art, Methode und Methode der gewonnenen Erkenntnisse werden empirische und theoretische Wissensniveaus unterschieden. Jeder von ihnen tritt auf bestimmte Funktionen und verfügt über spezifische Forschungsmethoden. Die Ebenen entsprechen miteinander verbundenen, aber gleichzeitig spezifischen Typen kognitive Aktivität: empirische und theoretische Forschung. Indem er die empirischen und theoretischen Ebenen des wissenschaftlichen Wissens hervorhebt, ist sich der moderne Forscher bewusst, dass, wenn es im Alltagswissen legitim ist, zwischen sensorischen und rationalen Ebenen zu unterscheiden, dann in der wissenschaftlichen Forschung die empirische Ebene der Forschung niemals auf rein sensorisches Wissen beschränkt ist, theoretisches Wissen ist keine reine Rationalität. Bereits erste durch Beobachtung gewonnene empirische Erkenntnisse werden mit wissenschaftlichen Begriffen erfasst. Auch theoretisches Wissen ist keine reine Rationalität. Bei der Theoriebildung werden visuelle Darstellungen verwendet, die die Grundlage der Sinneswahrnehmung bilden. Man kann also sagen, dass zu Beginn der empirischen Forschung das Sinnliche und im Theoretischen das Rationale vorherrscht. Auf der Ebene der empirischen Forschung ist es möglich, Abhängigkeiten und Zusammenhänge zwischen Phänomenen, bestimmten Mustern zu erkennen. Aber die empirische Ebene lässt sich nur erfassen äußere Manifestation, dann kommt das Theoretische dazu, die wesentlichen Zusammenhänge des Untersuchungsgegenstandes zu erklären.

Empirisches Wissen ist das Ergebnis der direkten Interaktion des Forschers mit der Realität in Beobachtung oder Experiment. Auf der empirischen Ebene findet nicht nur die Anhäufung von Fakten statt, sondern auch deren primäre Systematisierung, Klassifizierung, die es ermöglicht, empirische Regeln, Prinzipien und Gesetze zu identifizieren, die in beobachtbare Phänomene umgewandelt werden. Auf dieser Ebene spiegelt sich das Untersuchungsobjekt hauptsächlich in äußeren Beziehungen und Erscheinungsformen wider. Die Komplexität wissenschaftlicher Erkenntnisse wird durch das Vorhandensein nicht nur der Ebenen und Methoden der Erkenntnis, sondern auch der Formen, in denen sie fixiert und entwickelt werden, bestimmt. Die wichtigsten Formen wissenschaftlichen Wissens sind Fakten, Probleme, Hypothesen Und Theorien. Ihre Bedeutung besteht darin, die Dynamik des Erkenntnisprozesses im Zuge der Forschung und Untersuchung eines beliebigen Objekts aufzudecken. Tatsachenermittlung ist notwendige Bedingung Der Erfolg naturwissenschaftlicher Forschung. Um eine Theorie zu konstruieren, müssen Fakten nicht nur zuverlässig festgestellt, systematisiert und verallgemeinert, sondern auch im Zusammenhang betrachtet werden. Eine Hypothese ist spekulatives Wissen, das probabilistischer Natur ist und einer Überprüfung bedarf. Stimmt der Inhalt der Hypothese während des Tests nicht mit den empirischen Daten überein, wird sie verworfen. Wenn sich die Hypothese bestätigt, können wir mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit darüber sprechen. Durch Überprüfung und Beweis werden einige Hypothesen zu Theorien, andere werden verfeinert und konkretisiert und wieder andere werden verworfen, wenn ihre Überprüfung ein negatives Ergebnis liefert. Das Hauptkriterium für die Wahrheit einer Hypothese ist die Praxis in verschiedenen Formen.

Wissenschaftliche Theorie ist ein verallgemeinertes Wissenssystem, das eine ganzheitliche Darstellung regelmäßiger und bedeutsamer Zusammenhänge in einem bestimmten Bereich ermöglicht objektive Realität. Die Hauptaufgabe der Theorie besteht darin, den gesamten empirischen Sachverhalt zu beschreiben, zu systematisieren und zu erklären. Theorien werden klassifiziert als beschreibend, wissenschaftlich Und deduktiv. In deskriptiven Theorien formulieren Forscher allgemeine Muster auf der Grundlage empirischer Daten. Beschreibende Theorien implizieren keine logische Analyse und Spezifität der Beweise (die physiologische Theorie von I. Pavlov, die Evolutionstheorie von Ch. Darwin usw.). In wissenschaftlichen Theorien wird ein Modell konstruiert, das das reale Objekt ersetzt. Die Konsequenzen der Theorie werden durch Experimente (physikalische Theorien usw.) überprüft. In deduktiven Theorien wurde eine spezielle formalisierte Sprache entwickelt, deren Begriffe alle einer Interpretation unterliegen. Der erste davon sind Euklids „Anfänge“ (das Hauptaxiom wird formuliert, dann werden die daraus logisch abgeleiteten Bestimmungen hinzugefügt und alle Beweise werden auf dieser Grundlage durchgeführt).

Die Hauptelemente der wissenschaftlichen Theorie sind Prinzipien und Gesetze. Die Prinzipien liefern allgemeine und wichtige Unterstützung für die Theorie. In der Theorie spielen Prinzipien die Rolle der primären Prämissen, die ihre Grundlage bilden. Der Inhalt jedes Prinzips wird wiederum mit Hilfe von Gesetzen offenbart. Sie konkretisieren die Prinzipien, offenbaren den Mechanismus ihres Wirkens, die Logik der Beziehung, die sich daraus ergebenden Konsequenzen. Gesetze sind eine Form theoretischer Aussagen, die die allgemeinen Zusammenhänge der untersuchten Phänomene, Objekte und Prozesse offenbaren. Bei der Formulierung von Prinzipien und Gesetzen ist es für einen Forscher eher schwierig, hinter zahlreichen, oft äußerlich völlig unterschiedlichen Tatsachen genau die wesentlichen Eigenschaften und Merkmale der untersuchten Eigenschaften von Objekten und Phänomenen zu erkennen. Die Schwierigkeit liegt darin, dass es schwierig ist, die wesentlichen Eigenschaften des Untersuchungsobjekts durch direkte Beobachtung festzulegen. Daher ist es unmöglich, direkt vom empirischen Wissensstand zum theoretischen zu gelangen. Die Theorie wird nicht durch direkte Verallgemeinerung der Erfahrung aufgebaut, daher besteht der nächste Schritt darin, das Problem zu formulieren. Es wird als eine Form des Wissens definiert, deren Inhalt eine bewusste Frage ist, für deren Beantwortung das verfügbare Wissen nicht ausreicht. Suche, Formulierung und Lösung von Problemen sind die Hauptmerkmale wissenschaftlicher Tätigkeit. Das Vorliegen eines Problems beim Verständnis ungeklärter Tatsachen erfordert wiederum eine vorläufige Schlussfolgerung, die einer experimentellen, theoretischen und logischen Bestätigung bedarf. Der Erkenntnisprozess der umgebenden Welt ist eine Lösung für verschiedene Arten von Problemen, die im Laufe der praktischen Tätigkeit des Menschen auftreten. Diese Probleme werden durch den Einsatz spezieller Techniken – Methoden – gelöst.

- eine Reihe von Techniken und Operationen zur praktischen und theoretischen Kenntnis der Realität.

Forschungsmethoden optimieren die menschliche Aktivität und statten sie mit den rationalsten Möglichkeiten zur Organisation von Aktivitäten aus. A. P. Sadokhin berücksichtigt bei der Klassifizierung wissenschaftlicher Methoden nicht nur den Wissensstand, sondern berücksichtigt auch das Kriterium der Anwendbarkeit der Methode und identifiziert allgemeine, spezielle und besondere Methoden wissenschaftlicher Erkenntnisse. Die ausgewählten Methoden werden im Forschungsprozess häufig kombiniert und kombiniert.

Allgemeine Methoden Wissen bezieht sich auf jede Disziplin und ermöglicht es, alle Phasen des Erkenntnisprozesses zu verbinden. Diese Methoden werden in allen Forschungsbereichen eingesetzt und ermöglichen es, Zusammenhänge und Merkmale der untersuchten Objekte zu erkennen. In der Wissenschaftsgeschichte bezeichnen Forscher solche Methoden als metaphysische und dialektische Methoden. Private Methoden wissenschaftliche Erkenntnisse – das sind Methoden, die nur in einem separaten Wissenschaftszweig eingesetzt werden. Verschiedene Methoden Naturwissenschaften (Physik, Chemie, Biologie, Ökologie usw.) sind in Bezug auf die allgemeine dialektische Erkenntnismethode besonders. Manchmal können private Methoden außerhalb der Naturwissenschaften eingesetzt werden, in denen sie ihren Ursprung haben. Zum Beispiel körperliche und chemische Methoden Wird in der Astronomie, Biologie und Ökologie verwendet. Oftmals wenden Forscher bei der Untersuchung eines Themas eine Reihe miteinander verbundener besonderer Methoden an. Beispielsweise nutzt die Ökologie gleichzeitig die Methoden der Physik, der Mathematik, der Chemie und der Biologie. Bestimmte Erkenntnismethoden sind mit speziellen Methoden verbunden. Spezielle Methoden Untersuchen Sie bestimmte Merkmale des untersuchten Objekts. Sie können sich sowohl empirisch als auch manifestieren theoretische Ebenen Wissen und universell sein.

Unter spezielle empirische Erkenntnismethoden zwischen Beobachtung, Messung und Experiment unterscheiden.

Überwachung ist ein gezielter Prozess der Wahrnehmung von Objekten der Realität, eine sinnliche Reflexion von Objekten und Phänomenen, bei dem ein Mensch primäre Informationen über die ihn umgebende Welt erhält. Daher beginnt die Studie meist mit der Beobachtung, und erst dann gehen die Forscher zu anderen Methoden über. Beobachtungen sind mit keiner Theorie verbunden, sondern der Zweck der Beobachtung ist immer mit einer Problemsituation verbunden. Beobachtung setzt das Vorhandensein eines bestimmten Forschungsplans voraus, eine Annahme, die analysiert und überprüft werden muss. Beobachtungen werden dort eingesetzt, wo direkte Experimente nicht möglich sind (in der Vulkanologie, Kosmologie). Die Ergebnisse der Beobachtung werden in einer Beschreibung festgehalten, die die Merkmale und Eigenschaften des Untersuchungsobjekts angibt, die Gegenstand der Untersuchung sind. Die Beschreibung sollte möglichst vollständig, genau und objektiv sein. Es sind die Beschreibungen der Beobachtungsergebnisse, die die empirische Grundlage der Wissenschaft bilden; auf ihrer Grundlage werden empirische Verallgemeinerungen, Systematisierungen und Klassifizierungen erstellt.

Messung- Dies ist die Bestimmung quantitativer Werte (Eigenschaften) der untersuchten Seiten oder Eigenschaften eines Objekts mithilfe spezieller technischer Geräte. Eine wichtige Rolle in der Studie spielen die Maßeinheiten, mit denen die gewonnenen Daten verglichen werden.

Experimentieren - komplexere Methode der empirischen Erkenntnis im Vergleich zur Beobachtung. Es handelt sich um einen gezielten und streng kontrollierten Einfluss eines Forschers auf ein interessierendes Objekt oder Phänomen, um dessen verschiedene Aspekte, Zusammenhänge und Beziehungen zu untersuchen. Während Pilotstudie der Wissenschaftler greift in den natürlichen Ablauf von Prozessen ein, verändert den Untersuchungsgegenstand. Die Besonderheit des Experiments liegt auch darin, dass es Ihnen ermöglicht, ein Objekt oder einen Prozess darin zu sehen reiner Form. Dies ist auf den maximalen Ausschluss des Einflusses fremder Faktoren zurückzuführen. Der Experimentator trennt die wesentlichen Fakten von den unwesentlichen und vereinfacht dadurch die Situation erheblich. Diese Vereinfachung trägt zu einem tiefen Verständnis des Wesens von Phänomenen und Prozessen bei und ermöglicht die Kontrolle vieler Faktoren und Größen, die für ein bestimmtes Experiment wichtig sind. Das moderne Experiment zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: eine zunehmende Rolle der Theorie in der Vorbereitungsphase des Experiments; Komplexität der technischen Mittel; der Umfang des Experiments. Die Hauptaufgabe des Experiments besteht darin, Hypothesen und Schlussfolgerungen von Theorien zu testen, die von grundlegender und angewandter Bedeutung sind. IN experimentelle Arbeit Unter aktiver Einwirkung auf das Untersuchungsobjekt wird künstlich die eine oder andere seiner Eigenschaften unterschieden, die unter natürlichen oder speziell geschaffenen Bedingungen Gegenstand der Untersuchung sind. Im Verlauf eines naturwissenschaftlichen Experiments greifen sie häufig auf eine physikalische Modellierung des Untersuchungsobjekts zurück und schaffen dafür verschiedene kontrollierte Bedingungen. S. Kh. Karpenkov unterteilt experimentelle Mittel nach ihrem Inhalt in folgende Systeme:

S. Kh. Karpenkov weist darauf hin, dass diese Systeme je nach Aufgabenstellung eine unterschiedliche Rolle spielen. Zum Beispiel beim Definieren magnetische Eigenschaften Substanzen hängen die Ergebnisse des Experiments weitgehend von der Empfindlichkeit der Instrumente ab. Gleichzeitig bei der Untersuchung der Eigenschaften eines Stoffes, der in der Natur nicht vorkommt normale Bedingungen und selbst bei niedrigen Temperaturen sind alle Systeme experimenteller Mittel wichtig.

In jedem naturwissenschaftlichen Experiment werden folgende Phasen unterschieden:

Die Vorbereitungsphase ist die theoretische Untermauerung des Experiments, seine Planung, die Anfertigung einer Probe des Untersuchungsgegenstandes, die Wahl der Bedingungen und technischen Forschungsmittel. Die auf einer gut vorbereiteten experimentellen Basis gewonnenen Ergebnisse eignen sich in der Regel leichter für eine komplexe mathematische Verarbeitung. Durch die Analyse der Ergebnisse des Experiments können Sie bestimmte Merkmale des untersuchten Objekts bewerten und die Ergebnisse mit der Hypothese vergleichen, was für die Bestimmung der Richtigkeit und des Grads der Zuverlässigkeit der Endergebnisse der Studie sehr wichtig ist.

Um die Zuverlässigkeit der erhaltenen Versuchsergebnisse zu erhöhen, ist es notwendig:

Unter spezielle theoretische Methoden der wissenschaftlichen Erkenntnis unterscheiden zwischen Abstraktions- und Idealisierungsverfahren. In den Prozessen der Abstraktion und Idealisierung bilden sich die in allen Theorien verwendeten Konzepte und Begriffe heraus. Konzepte spiegeln die wesentliche Seite der Phänomene wider, die in der Verallgemeinerung der Studie auftreten. Gleichzeitig unterscheidet sich nur ein Teil seiner Seite vom Objekt oder Phänomen. Somit kann der Begriff „Temperatur“ operativ definiert werden (ein Indikator für den Grad der Erwärmung eines Körpers auf einer bestimmten Skala eines Thermometers), und vom Standpunkt der molekularkinetischen Theorie ist die Temperatur eine Größe, die proportional zur durchschnittlichen kinetischen Energie der Bewegung der Partikel ist, aus denen der Körper besteht. Abstraktion - geistige Abstraktion von allen Eigenschaften, Zusammenhängen und Beziehungen des Untersuchungsgegenstandes, die als unbedeutend gelten. Dies sind die Modelle eines Punktes, einer Geraden, eines Kreises, einer Ebene. Das Ergebnis des Abstraktionsprozesses wird Abstraktion genannt. In einigen Aufgaben können reale Objekte durch diese Abstraktionen ersetzt werden (die Erde kann als materieller Punkt betrachtet werden, wenn sie sich um die Sonne bewegt, nicht jedoch, wenn sie sich entlang ihrer Oberfläche bewegt).

Idealisierung stellt den Vorgang der mentalen Auswahl einer wichtigen Eigenschaft oder Relation für eine gegebene Theorie dar, die mentale Konstruktion eines mit dieser Eigenschaft (Relation) ausgestatteten Objekts. Infolgedessen hat das ideale Objekt nur diese Eigenschaft (Relation). Die Wissenschaft hebt in der Realität allgemeine Muster hervor, die bedeutsam sind und sich wiederholen verschiedene Themen, also müssen wir auf Ablenkung durch reale Objekte achten. So entstehen Konzepte wie „Atom“, „Menge“, „absolut schwarzer Körper“, „ideales Gas“, „kontinuierliches Medium“. Die auf diese Weise gewonnenen idealen Objekte existieren tatsächlich nicht, da es in der Natur keine Objekte und Phänomene geben kann, die nur eine Eigenschaft oder Qualität haben. Bei der Anwendung der Theorie ist es notwendig, die gewonnenen und verwendeten idealen und abstrakten Modelle erneut mit der Realität zu vergleichen. Daher ist die Auswahl der Abstraktionen entsprechend ihrer Eignung für die gegebene Theorie und ihr anschließender Ausschluss wichtig.

Unter spezielle universelle Forschungsmethoden Analyse, Synthese, Vergleich, Klassifizierung, Analogie, Modellierung zuordnen. Der naturwissenschaftliche Erkenntnisprozess läuft so ab, dass wir zunächst das Gesamtbild des Untersuchungsgegenstandes betrachten, wobei die Einzelheiten im Schatten bleiben. Bei einer solchen Beobachtung ist es unmöglich, die innere Struktur des Objekts zu kennen. Um es zu studieren, müssen wir die untersuchten Objekte trennen.

Analyse- einer von Anfangsstadien Forschung, wenn von einer integralen Beschreibung eines Objekts zu seiner Struktur, Zusammensetzung, Merkmalen und Eigenschaften übergegangen wird. Die Analyse ist eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf dem Verfahren der mentalen oder realen Aufteilung eines Objekts in seine Bestandteile und deren separatem Studium basiert. Es ist unmöglich, das Wesen eines Objekts zu erkennen, indem man nur die Elemente hervorhebt, aus denen es besteht. Wenn die Einzelheiten des untersuchten Objekts durch Analyse untersucht werden, werden sie durch Synthese ergänzt.

Synthese - Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf der Kombination von durch Analyse identifizierten Elementen basiert. Die Synthese fungiert nicht als Methode zur Konstruktion des Ganzen, sondern als Methode zur Darstellung des Ganzen in Form des einzigen durch Analyse gewonnenen Wissens. Es zeigt den Platz und die Rolle jedes Elements im System sowie seine Beziehung zu anderen Komponenten. Die Analyse legt hauptsächlich das Spezifische fest, das die Teile voneinander unterscheidet, die Synthese verallgemeinert die analytisch identifizierten und untersuchten Merkmale des Objekts. Analyse und Synthese haben ihren Ursprung in der praktischen Tätigkeit des Menschen. Ein Mensch hat gelernt, nur auf der Grundlage praktischer Einteilung mental zu analysieren und zu synthetisieren und nach und nach zu begreifen, was mit einem Objekt passiert, wenn er praktische Aktionen damit durchführt. Analyse und Synthese sind Bestandteile der analytisch-synthetischen Erkenntnismethode.

Beim quantitativen Vergleich der untersuchten Eigenschaften, Parameter von Objekten oder Phänomenen spricht man von einer Vergleichsmethode. Vergleich- eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die es Ihnen ermöglicht, die Ähnlichkeit und den Unterschied zwischen den untersuchten Objekten festzustellen. Der Vergleich liegt vielen naturwissenschaftlichen Messungen zugrunde, die ein wesentlicher Bestandteil jedes Experiments sind. Durch den Vergleich von Objekten untereinander erhält der Mensch die Möglichkeit, sie richtig zu erkennen und dadurch in der Welt um ihn herum richtig zu navigieren und diese gezielt zu beeinflussen. Der Vergleich ist wichtig, wenn Objekte verglichen werden, die wirklich homogen und ihrem Wesen nach ähnlich sind. Die Vergleichsmethode verdeutlicht die Unterschiede zwischen den Untersuchungsobjekten und bildet die Grundlage jeglicher Messungen, also die Grundlage experimenteller Studien.

Einstufung- eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die einander möglichst ähnliche Objekte zu einer Klasse zusammenfasst unerlässliche Eigenschaften. Die Klassifizierung ermöglicht es, das angesammelte vielfältige Material auf eine relativ kleine Anzahl von Klassen, Typen und Formen zu reduzieren und die anfänglichen Analyseeinheiten offenzulegen, um stabile Merkmale und Beziehungen zu entdecken. Klassifikationen werden in der Regel in Form von Texten zum Ausdruck gebracht natürliche Sprachen, Diagramme und Tabellen.

Analogie - eine Erkenntnismethode, bei der Wissen, das durch die Betrachtung eines Objekts gewonnen wird, auf ein anderes übertragen wird, das weniger untersucht, aber dem ersten in einigen wesentlichen Eigenschaften ähnlich ist. Die Analogiemethode basiert auf der Ähnlichkeit von Objekten anhand einer Reihe beliebiger Zeichen, und die Ähnlichkeit wird durch den Vergleich von Objekten untereinander festgestellt. Somit basiert die Analogiemethode auf der Vergleichsmethode.

Die Analogiemethode ist eng mit der Methode verbunden Modellieren, Dabei handelt es sich um die Untersuchung beliebiger Objekte mithilfe von Modellen mit weiterer Übertragung der erhaltenen Daten auf das Original. Diese Methode basiert auf der wesentlichen Ähnlichkeit des Originalobjekts und seines Modells. IN moderne Forschung verwenden Verschiedene Arten Modellierung: Subjekt, mental, symbolisch, Computer. Thema Beim Modellieren handelt es sich um die Verwendung von Modellen, die bestimmte Eigenschaften eines Objekts reproduzieren. mental Beim Modellieren handelt es sich um die Verwendung verschiedener mentaler Repräsentationen in Form imaginärer Modelle. Symbolisch Beim Modellieren werden Zeichnungen, Diagramme und Formeln als Modelle verwendet. Sie spiegeln bestimmte Eigenschaften des Originals in symbolisch-zeichenhafter Form wider. Eine Art symbolischer Modellierung ist die mathematische Modellierung, die mithilfe von Mathematik und Logik erstellt wird. Dabei handelt es sich um die Bildung von Gleichungssystemen, die das Untersuchte beschreiben ein natürliches Phänomen, und ihre Lösung für verschiedene Bedingungen. Computer Modellieren ist weit verbreitet In letzter Zeit(Sadokhin A.P., 2007).

Die Vielfalt der Methoden der wissenschaftlichen Erkenntnis erschwert ihre Anwendung und das Verständnis ihrer Rolle. Diese Probleme werden durch ein spezielles Wissensgebiet gelöst – die Methodik. Die Hauptaufgabe der Methodik besteht darin, den Ursprung, das Wesen, die Wirksamkeit und die Entwicklung von Erkenntnismethoden zu untersuchen.

naturwissenschaftliche Methoden

Methoden der Naturwissenschaft lassen sich in folgende Gruppen einteilen˸

Allgemeine Methoden, zu jedem Thema, zu jeder Wissenschaft. Dabei handelt es sich um verschiedene Formen einer Methode, die es ermöglicht, alle Aspekte des Erkenntnisprozesses, alle ᴇᴦο-Schritte, miteinander zu verknüpfen, zum Beispiel die Methode des Aufstiegs vom Abstrakten zum Konkreten, die Einheit von Logischem und Historischem. Es handelt sich vielmehr um allgemeine philosophische Erkenntnismethoden.

Spezielle Methoden betreffen nur eine Seite des untersuchten Themas oder eine bestimmte Forschungsmethode ˸ Analyse, Synthese, Induktion, Deduktion. Zu den besonderen Methoden gehören auch Beobachtung, Messung, Vergleich und Experiment. In der Naturwissenschaft sind spezielle Methoden der Wissenschaft von größter Bedeutung, daher ist es im Rahmen unseres Kurses notwendig, deren Wesen genauer zu betrachten.

Überwachung- Dies ist ein gezielter strenger Prozess der Wahrnehmung von Realitätsobjekten, der nicht verändert werden sollte. Historisch gesehen entwickelt sich die Beobachtungsmethode als integraler Bestandteil des Arbeitsvorgangs, zu dem auch die Feststellung der Konformität des Arbeitsprodukts ᴇᴦο mit dem geplanten Modell gehört. Beobachtung als Methode zur Erkenntnis der Realität wird entweder dort eingesetzt, wo ein Experiment unmöglich oder sehr schwierig ist (in der Astronomie, Vulkanologie, Hydrologie) oder wenn es darum geht, die natürliche Funktionsweise oder das Verhalten eines Objekts zu untersuchen (in der Ethologie, Sozialpsychologie usw.). Beobachtung als Methode setzt das Vorhandensein eines Forschungsprogramms voraus, das auf der Grundlage früherer Überzeugungen, etablierter Fakten und akzeptierter Konzepte erstellt wird. Messung und Vergleich sind Sonderfälle der Beobachtungsmethode.

Experiment- eine Erkenntnismethode, mit deren Hilfe die Phänomene der Realität unter kontrollierten und kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Sie unterscheidet sich von der Beobachtung durch den Eingriff in das Untersuchungsobjekt, also durch die Aktivität in Bezug auf dieses. Bei der Durchführung eines Experiments beschränkt sich der Forscher nicht auf die passive Beobachtung von Phänomenen, sondern greift bewusst in deren natürlichen Ablauf ein, indem er den untersuchten Prozess direkt beeinflusst oder die Bedingungen verändert, unter denen dieser Prozess abläuft. Die Besonderheit des Experiments liegt auch darin, dass die Prozesse in der Natur unter normalen Bedingungen äußerst komplex und kompliziert sind und einer vollständigen Kontrolle und Steuerung nicht zugänglich sind. Daher stellt sich die Aufgabe, eine solche Studie zu organisieren, in der es möglich wäre, den Prozessverlauf in „reiner“ Form nachzuvollziehen. Zu diesem Zweck werden im Experiment wesentliche Faktoren von unwesentlichen getrennt und dadurch die Situation erheblich vereinfacht. Im Ergebnis trägt eine solche Vereinfachung zu einem tieferen Verständnis der Phänomene bei und ermöglicht die Kontrolle der wenigen Faktoren und Größen, die für diesen Prozess wesentlich sind. Die Entwicklung der Naturwissenschaften wirft das Problem der Genauigkeit von Beobachtung und Experiment auf. Die Sache ist, sie brauchen Spezialwerkzeug und Geräte, die in letzter Zeit so komplex geworden sind, dass sie selbst beginnen, den Beobachtungs- und Versuchsgegenstand zu beeinflussen, was den Bedingungen entsprechend nicht der Fall sein sollte. Dies gilt vor allem für die Forschung im Bereich der Mikroweltphysik (Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik etc.).

Naturwissenschaftliche Methoden lassen sich in folgende Gruppen einteilen:

Allgemeine Methoden, zu jedem Thema, zu jeder Wissenschaft. Dabei handelt es sich um verschiedene Formen einer Methode, die es ermöglicht, alle Aspekte des Erkenntnisprozesses, alle seine Stufen miteinander zu verknüpfen, zum Beispiel die Methode des Aufstiegs vom Abstrakten zum Konkreten, die Einheit von Logischem und Historischem. Es handelt sich vielmehr um allgemeine philosophische Erkenntnismethoden.

Spezielle Methoden betreffen nur eine Seite des untersuchten Themas oder eine bestimmte Forschungsmethode: Analyse, Synthese, Induktion, Deduktion. Zu den besonderen Methoden gehören auch Beobachtung, Messung, Vergleich und Experiment. In der Naturwissenschaft sind spezielle Methoden der Wissenschaft von größter Bedeutung, daher ist es im Rahmen unseres Kurses notwendig, deren Wesen genauer zu betrachten.

Überwachung- Dies ist ein gezielter strenger Prozess der Wahrnehmung von Realitätsobjekten, der nicht verändert werden sollte. Historisch gesehen entwickelt sich die Beobachtungsmethode als integraler Bestandteil des Arbeitsvorgangs, zu dem auch die Feststellung der Konformität des Arbeitsprodukts mit seinem geplanten Modell gehört. Beobachtung als Methode zur Erkenntnis der Realität wird entweder dort eingesetzt, wo ein Experiment unmöglich oder sehr schwierig ist (in der Astronomie, Vulkanologie, Hydrologie) oder wenn es darum geht, die natürliche Funktionsweise oder das Verhalten eines Objekts zu untersuchen (in der Ethologie, Sozialpsychologie usw.). Beobachtung als Methode setzt das Vorhandensein eines Forschungsprogramms voraus, das auf der Grundlage früherer Überzeugungen, etablierter Fakten und akzeptierter Konzepte erstellt wird. Messung und Vergleich sind Sonderfälle der Beobachtungsmethode.

Experiment- eine Erkenntnismethode, mit deren Hilfe die Phänomene der Realität unter kontrollierten und kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Sie unterscheidet sich von der Beobachtung durch den Eingriff in das Untersuchungsobjekt, also durch die Aktivität in Bezug auf dieses. Bei der Durchführung eines Experiments beschränkt sich der Forscher nicht auf die passive Beobachtung von Phänomenen, sondern greift bewusst in deren natürlichen Ablauf ein, indem er den untersuchten Prozess direkt beeinflusst oder die Bedingungen verändert, unter denen dieser Prozess abläuft. Die Besonderheit des Experiments liegt auch darin, dass die Prozesse in der Natur unter normalen Bedingungen äußerst komplex und kompliziert sind und einer vollständigen Kontrolle und Steuerung nicht zugänglich sind. Daher stellt sich die Aufgabe, eine solche Studie zu organisieren, in der es möglich wäre, den Prozessverlauf in „reiner“ Form nachzuvollziehen. Zu diesem Zweck werden im Experiment wesentliche Faktoren von unwesentlichen getrennt und dadurch die Situation erheblich vereinfacht. Im Ergebnis trägt eine solche Vereinfachung zu einem tieferen Verständnis der Phänomene bei und ermöglicht die Kontrolle der wenigen Faktoren und Größen, die für diesen Prozess wesentlich sind. Die Entwicklung der Naturwissenschaften wirft das Problem der Genauigkeit von Beobachtung und Experiment auf. Tatsache ist, dass sie spezielle Werkzeuge und Geräte benötigen, die in letzter Zeit so komplex geworden sind, dass sie selbst beginnen, den Beobachtungs- und Experimentiergegenstand zu beeinflussen, was den Bedingungen entsprechend nicht der Fall sein sollte. Dies gilt vor allem für die Forschung im Bereich der Mikroweltphysik (Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik etc.).

Analogie- eine Erkenntnismethode, bei der das bei der Betrachtung eines Objekts gewonnene Wissen auf ein anderes, weniger untersuchtes und derzeit untersuchtes Objekt übertragen wird. Die Analogiemethode basiert auf der Ähnlichkeit von Objekten in einer Reihe beliebiger Zeichen, wodurch Sie recht zuverlässige Erkenntnisse über das untersuchte Thema erhalten. Der Einsatz der Analogiemethode in der wissenschaftlichen Erkenntnis erfordert eine gewisse Vorsicht. Dabei ist es äußerst wichtig, klar zu identifizieren, unter welchen Bedingungen es am effektivsten funktioniert. In den Fällen, in denen es jedoch möglich ist, ein System klar formulierter Regeln für die Wissensübertragung von einem Modell auf einen Prototyp zu entwickeln, werden die Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Analogiemethode beweiskräftig.

Modellieren- eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf der Untersuchung beliebiger Objekte anhand ihrer Modelle basiert. Das Aufkommen dieser Methode ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass das untersuchte Objekt oder Phänomen manchmal für den direkten Eingriff des erkennenden Subjekts unzugänglich ist oder ein solcher Eingriff aus mehreren Gründen unangemessen ist. Beim Modellieren geht es um Transfer Forschungstätigkeit auf ein anderes Objekt, das als Ersatz für das Objekt oder Phänomen fungiert, das uns interessiert. Das Ersatzobjekt wird als Modell bezeichnet, und das Untersuchungsobjekt wird als Original oder Prototyp bezeichnet. In diesem Fall fungiert das Modell als solcher Ersatz für den Prototyp, der es Ihnen ermöglicht, bestimmte Erkenntnisse über letzteren zu gewinnen. Der Kern der Modellierung als Erkenntnismethode besteht also darin, den Untersuchungsgegenstand durch ein Modell zu ersetzen, und als Modell können sowohl Objekte natürlichen als auch künstlichen Ursprungs verwendet werden. Die Möglichkeit der Modellierung beruht darauf, dass das Modell in gewisser Hinsicht einige Aspekte des Prototyps widerspiegelt. Bei der Modellierung ist es sehr wichtig, über eine geeignete Theorie oder Hypothese zu verfügen, die die Grenzen und Grenzen zulässiger Vereinfachungen genau vorgibt.

Die moderne Wissenschaft kennt mehrere Arten der Modellierung:

1) Subjektmodellierung, bei der die Studie an einem Modell durchgeführt wird, das bestimmte geometrische, physikalische, dynamische oder reproduziert funktionelle Eigenschaften Originalobjekt;

2) Zeichenmodellierung, bei der Schemata, Zeichnungen, Formeln als Modelle dienen. Die wichtigste Ansicht Bei einer solchen Modellierung handelt es sich um eine mathematische Modellierung, die mithilfe von Mathematik und Logik erstellt wird.

3) Mentale Modellierung, bei der anstelle symbolischer Modelle mental visuelle Darstellungen dieser Zeichen und Operationen mit ihnen verwendet werden. In letzter Zeit hat sich ein Modellversuch mit Computern durchgesetzt, die sowohl Mittel als auch Gegenstand experimenteller Forschung sind und das Original ersetzen. In diesem Fall fungiert der Algorithmus (Programm) der Objektfunktion als Modell.

Analyse- eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf dem Verfahren der mentalen oder realen Zerlegung eines Objekts in seine Bestandteile basiert. Die Zerstückelung zielt auf den Übergang vom Studium des Ganzen zum Studium seiner Teile und erfolgt durch Abstrahieren von der Verbindung der Teile untereinander. Die Analyse ist ein wesentlicher Bestandteil jeder wissenschaftlichen Forschung, die normalerweise die erste Phase darstellt, in der der Forscher von einer ungeteilten Beschreibung des untersuchten Objekts zur Offenlegung seiner Struktur, Zusammensetzung sowie seiner Eigenschaften und Merkmale übergeht.

Synthese- Dies ist eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf dem Verfahren zur Kombination verschiedener Elemente eines Objekts zu einem einzigen Ganzen, einem System, basiert, ohne das eine wirklich wissenschaftliche Erkenntnis dieses Themas unmöglich ist. Die Synthese fungiert nicht als Methode zur Konstruktion des Ganzen, sondern als Methode zur Darstellung des Ganzen in Form einer durch Analyse gewonnenen Wissenseinheit. Bei der Synthese kommt es nicht nur zu einer Vereinigung, sondern zu einer Verallgemeinerung der analytisch unterschiedenen und untersuchten Merkmale eines Objekts. Die als Ergebnis der Synthese gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Theorie des Objekts ein, die durch Anreicherung und Verfeinerung die Wege einer neuen wissenschaftlichen Suche vorgibt.

Induktion- eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, bei der es sich um die Formulierung einer logischen Schlussfolgerung durch Zusammenfassung der Beobachtungs- und Experimentierdaten handelt. Die unmittelbare Grundlage des induktiven Denkens ist die Wiederholung von Merkmalen in einer Reihe von Objekten einer bestimmten Klasse. Eine Schlussfolgerung durch Induktion ist eine Schlussfolgerung über die allgemeinen Eigenschaften aller Objekte, die zu einer bestimmten Klasse gehören, basierend auf der Beobachtung einer ziemlich breiten Menge einzelner Fakten. Normalerweise werden induktive Verallgemeinerungen als empirische Wahrheiten oder empirische Gesetze betrachtet. Unterscheiden Sie zwischen vollständiger und unvollständiger Induktion. Die vollständige Induktion erstellt eine allgemeine Schlussfolgerung, die auf der Untersuchung aller Objekte oder Phänomene einer bestimmten Klasse basiert. Aufgrund der vollständigen Induktion hat die resultierende Schlussfolgerung den Charakter einer zuverlässigen Schlussfolgerung. Das Wesen der unvollständigen Induktion besteht darin, dass sie eine allgemeine Schlussfolgerung auf der Grundlage der Beobachtung einer begrenzten Anzahl von Tatsachen bildet, wenn es unter diesen keine solchen gibt, die der induktiven Argumentation widersprechen. Daher ist es natürlich, dass die auf diese Weise gewonnene Wahrheit unvollständig ist; hier erhalten wir probabilistisches Wissen, das einer zusätzlichen Bestätigung bedarf.

Abzug - eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die im Übergang von bestimmten allgemeinen Prämissen zu bestimmten Ergebnisfolgen besteht. Die Schlussfolgerung durch Deduktion wird nach dem folgenden Schema erstellt; alle Objekte der Klasse „A“ haben die Eigenschaft „B“; Artikel „a“ gehört zur Klasse „A“; also hat „a“ die Eigenschaft „B“. Im Allgemeinen geht die Deduktion als Erkenntnismethode von bereits bekannten Gesetzen und Prinzipien aus. Daher ermöglicht die Deduktionsmethode keine sinnvolle Erlangung neuer Erkenntnisse. Der Abzug ist nur eine Methode zur logischen Umsetzung eines auf anfänglichem Wissen basierenden Regelungssystems, eine Methode zur Identifizierung des spezifischen Inhalts allgemein anerkannter Prämissen. Die Lösung jedes wissenschaftlichen Problems umfasst die Aufstellung verschiedener Vermutungen, Annahmen und meist mehr oder weniger begründeter Hypothesen, mit deren Hilfe der Forscher versucht, Fakten zu erklären, die nicht in die alten Theorien passen. In unsicheren Situationen entstehen Hypothesen, deren Erklärung für die Wissenschaft relevant wird. Darüber hinaus kommt es auf der Ebene des empirischen Wissens (sowie auf der Ebene ihrer Erklärung) häufig zu widersprüchlichen Urteilen. Um diese Probleme zu lösen, sind Hypothesen erforderlich. Eine Hypothese ist jede Annahme, Vermutung oder Vorhersage, die aufgestellt wird, um eine Situation der Unsicherheit in der wissenschaftlichen Forschung zu beseitigen. Daher handelt es sich bei einer Hypothese nicht um verlässliches Wissen, sondern um wahrscheinliches Wissen, dessen Wahrheit oder Falschheit noch nicht festgestellt wurde. Jede Hypothese muss notwendigerweise entweder durch die erlangten Erkenntnisse der jeweiligen Wissenschaft oder durch neue Fakten untermauert werden (unsicheres Wissen wird nicht zur Untermauerung der Hypothese herangezogen). Es sollte die Eigenschaft haben, alle Fakten, die sich auf ein bestimmtes Wissensgebiet beziehen, zu erklären, sie zu systematisieren, sowie Fakten außerhalb dieses Bereichs und die Entstehung neuer Fakten vorherzusagen (zum Beispiel führte die Quantenhypothese von M. Planck, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts aufgestellt wurde, zur Entstehung der Quantenmechanik, der Quantenelektrodynamik und anderer Theorien). In diesem Fall sollte die Hypothese nicht im Widerspruch zu den bereits bestehenden Fakten stehen. Die Hypothese muss entweder bestätigt oder widerlegt werden. Dazu muss es die Eigenschaften Falsifizierbarkeit und Überprüfbarkeit aufweisen. Falsifikation ist ein Verfahren, das die Falschheit einer Hypothese als Ergebnis einer experimentellen oder theoretischen Überprüfung feststellt. Das Erfordernis der Falsifizierbarkeit von Hypothesen bedeutet, dass Gegenstand der Wissenschaft nur grundsätzlich widerlegbares Wissen sein kann. Unwiderlegbares Wissen (zum Beispiel die Wahrheit der Religion) hat nichts mit Wissenschaft zu tun. Allerdings können die Ergebnisse des Experiments allein die Hypothese nicht widerlegen. Dies erfordert eine alternative Hypothese oder Theorie, die Folgendes liefert weitere Entwicklung Wissen. Ansonsten wird die erste Hypothese nicht abgelehnt. Unter Verifizierung versteht man den Prozess der Feststellung der Wahrheit einer Hypothese oder Theorie als Ergebnis ihrer empirischen Verifizierung. Auch eine indirekte Überprüfbarkeit ist möglich, basierend auf logischen Schlussfolgerungen aus direkt überprüften Fakten.

Private Methoden- Dies sind spezielle Methoden, die entweder nur innerhalb eines bestimmten Wissenschaftszweigs oder außerhalb des Zweigs, in dem sie ihren Ursprung haben, funktionieren. Dies ist die in der Zoologie verwendete Methode zur Vogelberingung. Und die in anderen Zweigen der Naturwissenschaften verwendeten Methoden der Physik führten zur Entstehung der Astrophysik, Geophysik, Kristallphysik usw. Oft wird ein Komplex miteinander verbundener Einzelmethoden auf das Studium eines Fachs angewendet. Beispielsweise nutzt die Molekularbiologie gleichzeitig die Methoden der Physik, der Mathematik, der Chemie und der Kybernetik.

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Der Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnis in seiner allgemeinsten Form ist die Lösung verschiedener Arten von Problemen, die im Rahmen praktischer Tätigkeiten auftreten. Die Lösung der dabei auftretenden Probleme gelingt durch den Einsatz spezieller Techniken (Methoden), die den Übergang von bereits Bekanntem zu neuem Wissen ermöglichen. Ein solches System von Techniken wird üblicherweise als Methode bezeichnet. Die Methode ist eine Reihe von Techniken und Operationen zur praktischen und theoretischen Kenntnis der Realität.

Die Einheit ihrer empirischen und theoretischen Aspekte liegt den Methoden der Naturwissenschaft zugrunde. Sie sind miteinander verbunden und bedingen sich gegenseitig. Ihr Bruch oder die vorherrschende Entwicklung des einen auf Kosten des anderen verschließt den Weg zur richtigen Naturerkenntnis – die Theorie wird sinnlos, die Erfahrung wird blind.

Die empirische Seite impliziert die Notwendigkeit, Fakten und Informationen zu sammeln (Fakten feststellen, registrieren, akkumulieren) sowie zu beschreiben (Sachverhaltsdarstellung und deren primäre Systematisierung).

Die theoretische Seite ist mit Erklärung, Verallgemeinerung, Schaffung neuer Theorien, Hypothesen, Entdeckung neuer Gesetze, Vorhersage neuer Tatsachen im Rahmen dieser Theorien verbunden. Mit ihrer Hilfe wird ein wissenschaftliches Weltbild entwickelt und damit die ideologische Funktion der Wissenschaft wahrgenommen.

Methoden der Naturwissenschaft lassen sich in Gruppen einteilen:

a) allgemeine Methoden

In Bezug auf die gesamte Naturwissenschaft, jedes Thema der Natur, jede Wissenschaft. Dabei handelt es sich um verschiedene Formen einer Methode, die es ermöglicht, alle Aspekte des Erkenntnisprozesses, alle seine Stufen miteinander zu verknüpfen, zum Beispiel die Methode des Aufstiegs vom Abstrakten zum Konkreten, die Einheit von Logischem und Historischem. Es handelt sich vielmehr um allgemeine philosophische Erkenntnismethoden.

b) spezielle Methoden

Besondere Methoden, die nicht das Fach Naturwissenschaft als Ganzes, sondern nur einen seiner Aspekte oder eine bestimmte Forschungsmethode betreffen: Analyse, Synthese, Induktion, Deduktion;

Zu den besonderen Methoden gehören auch Beobachtung, Messung, Vergleich und Experiment.

In der Naturwissenschaft sind spezielle Methoden der Wissenschaft von größter Bedeutung, daher ist es im Rahmen unseres Kurses notwendig, deren Wesen genauer zu betrachten.

Beobachtung ist ein gezielter strenger Prozess der Wahrnehmung von Objekten der Realität, der nicht verändert werden sollte. Historisch gesehen entwickelt sich die Beobachtungsmethode als integraler Bestandteil des Arbeitsvorgangs, zu dem auch die Feststellung der Konformität des Arbeitsprodukts mit seinem geplanten Modell gehört.

Beobachtung als Methode setzt das Vorhandensein eines Forschungsprogramms voraus, das auf der Grundlage früherer Überzeugungen, etablierter Fakten und akzeptierter Konzepte erstellt wird. Messung und Vergleich sind Sonderfälle der Beobachtungsmethode.

Experiment – ​​eine Erkenntnismethode, mit deren Hilfe die Phänomene der Realität unter kontrollierten und kontrollierten Bedingungen untersucht werden. Sie unterscheidet sich von der Beobachtung durch den Eingriff in das Untersuchungsobjekt, also durch die Aktivität in Bezug auf dieses. Bei der Durchführung eines Experiments beschränkt sich der Forscher nicht auf die passive Beobachtung von Phänomenen, sondern greift bewusst in deren natürlichen Ablauf ein, indem er den untersuchten Prozess direkt beeinflusst oder die Bedingungen verändert, unter denen dieser Prozess abläuft.

Die Entwicklung der Naturwissenschaften wirft das Problem der Genauigkeit von Beobachtung und Experiment auf. Tatsache ist, dass sie spezielle Werkzeuge und Geräte benötigen, die in letzter Zeit so komplex geworden sind, dass sie selbst beginnen, den Beobachtungs- und Experimentiergegenstand zu beeinflussen, was den Bedingungen entsprechend nicht der Fall sein sollte. Dies gilt vor allem für die Forschung im Bereich der Mikroweltphysik (Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik etc.).

Analogie ist eine Erkenntnismethode, bei der das bei der Betrachtung eines Objekts gewonnene Wissen auf ein anderes, weniger untersuchtes und derzeit untersuchtes Objekt übertragen wird. Die Analogiemethode basiert auf der Ähnlichkeit von Objekten in einer Reihe beliebiger Zeichen, wodurch Sie recht zuverlässige Erkenntnisse über das untersuchte Thema erhalten.

Der Einsatz der Analogiemethode in der wissenschaftlichen Erkenntnis erfordert eine gewisse Vorsicht. Dabei ist es äußerst wichtig, klar zu identifizieren, unter welchen Bedingungen es am effektivsten funktioniert. In den Fällen, in denen es jedoch möglich ist, ein System klar formulierter Regeln für die Wissensübertragung von einem Modell auf einen Prototyp zu entwickeln, werden die Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Analogiemethode beweiskräftig.

Die Analyse ist eine Methode der wissenschaftlichen Erkenntnis, die auf dem Verfahren der mentalen oder realen Zerlegung eines Gegenstandes in seine Bestandteile beruht. Die Zerstückelung zielt auf den Übergang vom Studium des Ganzen zum Studium seiner Teile und erfolgt durch Abstrahieren von der Verbindung der Teile untereinander.