Что такое сбор фактов эксперимент классификация
Обществознание. Повторение теории к ЕГЭ и ОГЭ. Научное познание.
Научное познание.
10 вопросов – 10 ответов.
1.Что такое научное познание?
Научное познание – это вид познавательной деятельности человека, направленной на получение объективных, систематизированных, обоснованных и организованных знаний о природе, человеке и обществе.
2.Каковы особенности научного познания?
Особенности научного познания:
3.Каковы принципы научного познания?
Принципы научного познания – это исходные положения, правила, на которых строится научная деятельность.
4.Каковы уровни научного познания?
Существует два уровня научного познания:
5.Каковы особенности эмпирического уровня научного познания?
Эмпирический уровень – (опытный, чувственный) это выявление фактов, очевидных, видимых в результате описания предметов и явлений. В основе эмпирических методов научного познания лежит чувственное познание (ощущения, восприятие, представление) и показания конкретных научных приборов.
Главная задача – сбор, описание, выделение отдельных фактов о предметах и явлениях, их фиксация для того, чтобы потом, на теоретическом уровне сделать выводы.
Методы: наблюдение, эксперимент, измерение, сравнение, описание.
Результат – научный факт (количественные и качественные характеристики).
6.Каковы особенности эмпирического уровня научного познания?
Теоретический уровень – (рациональный) это выявление фундаментальных знаний, которые порой скрыты за внешними признаками изучаемых предметов, познание сущности явлений и процессов, которые нельзя наблюдать. В основе теоретических методов лежит рациональное познание (понятия, суждения, умозаключения и выводы.)
Главная задача – обобщение фактов, собранных на эмпирическом уровне, объяснение изучаемых явлений, установление закономерностей, получение новых знаний.
Методы: анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, конкретизация, индукция, дедукция, аналогия, классификация, идеализация, формализация.
Результат: проблема, гипотеза, теория, закон.
7. Каковы особенности эмпирических методов научного познания?
Эмпирические методы научного познания:
Эмпирические методы в научной деятельности сочетаются с теоретическими.
8.Каковы особенности теоретических методов научного познания?
Теоретические методы научного познания.
Теоретические методы тесно связаны с эмпирическими, так как требуют проверки, сравнения, проведения эксперимента.
9.Каков источник научного познания?
Источником научного знания являются факты.
Факт – это зафиксированное нашим сознанием реальное событие или явление.
Научный факт — это объективное отражение в сознании человека сущности изучаемого предмета или явления, описанного, доказанного им.
Нужно отличать объективный факт (реально существующий предмет, явление и т.д.) и научный факт (подтверждённое знание в результате научной деятельности).
Например, начало Великой Отечественной войны – это объективный факт, а то, что Луна – спутник Земли — это научный факт.
10.Какие существуют формы научного знания?
Знания, получаемые в процессе научного познания, имеют свою форму выражения.
Формы научного знания.
Сбор и анализ фактов
Отождествлять факт с эмпирическим содержанием протокола эксперимента или наблюдения не всегда правомерно. Получение протокола научного наблюдения — начальный, но весьма важный и ответственный этап в деятельности исследователя. Наблюдения и эксперимент широко применяются как в естествознании, так и в общественных науках, как методы достижения фактического знания. В каждой науке разработаны многочисленные конкретные способы наблюдения и эксперимента, учитывающие специфику изучаемых предметов и явлений действительности. Так, в статистике используются не сплошные наблюдения, которые состоят из анкетного корреспондентского, монографического и выборочного способов, а выборочные наблюдения. Кроме выборочного наблюдения существует множество других способов наблюдения: например, аналитические, типологические, балансовые группировки, метод относительных показателей структуры, прироста динамики, индексы динамических рядов и т.д. Чтобы содержание протокола стало научным фактом, оно, следовательно, должно быть упорядоченным, т.е. иметь определенную статистическую вероятность. Определение этой вероятности важно для исследователя не тогда, когда теория построена, а именно в процессе ее создания.
Научный протокол — это система описаний эмпирических наблюдений, содержащая определенные выводы. Факт в этом случае выступает единичным явлением, полученным в эксперименте или наблюдаемом в естественной среде. По своему характеру такой факт представляет фиксацию единичного наблюдения о состоянии объекта, которое может быть совершенно случайным. Исследователь ставит десятки и сотни экспериментов, применяя различные методики их постановки, и только путем обработки многочисленных протоколов наблюдений, содержащих описания эмпирических данных, выводит статистическое среднее, которое и входит в систему научных знаний в качестве факта.
Применение математически обоснованных и индуктивных методов при обработке протоколов научных наблюдений позволяет произвести, до построения теории, статистико-вероятностную оценку отдельных эмпирических данных. Статистико-вероятностная природа научного факта лишает единичный факт критерия подтверждаемости: истинность теоретического положения может быть проверена только с помощью усредненных результатов множеств экспертиз. Тем самым, факт становится логичным, т.е. факт – это такое знание, достоверность которого устанавливается вне создаваемой или созданной теории.
Ни один факт не является непосредственным результатом чувственно-эсприятия: факт всегда в какой-то мере абстрактное знание. Резулътатом достижения фактического знания является описание объекта в форме определенной системы высказываний о нем.
Понятие факта как высказывания о наблюдаемых величинах является частным, предельным случаем более широкого понимания научного факта как элемента научного знания.
Обоснованием теоретического знания выступают не факты как высказывания об эмпирически проверяемом и чувственно данном, не знание, сконцентрированное из «чистых» логических элементов, и даже не комби-наторская смесь того и другого, а нечто третье, составляющее основание всех научных построений, определяемое развитием практики и в такой же мере эмпирическое, как и абстрактное, — фактическое знание, как содержание определенных научных систем, жизненность которых установлена практикой. Инвариантность факта, в широком смысле слова, как основание научного знания является его существенным признаком. В этом признаке проявляется роль практики как критерия истины. Поэтому в само содержание факта, в широком смысле слова, практика включается как бы в трансформированном виде. Это придает фактическому знанию значение обосновывающего знания.
Предмет, обладающий бесконечным множеством свойств – внешних проявлений своей сущности, отражается неупорядоченным множеством фактов. Каждый факт отражает предмет односторонне. Научное познание не стремится развертывать бесконечные ряды фактов, а устанавливает между отдельными фактами, открытыми практикой, общие связи, которые их объединяют. Из этих связей выбираются наиболее существенные, которые характеризуют достаточно полно внутренние закономерности развития предметов.
Исследователю важно знать, в какой последовательности задавать вопросы, когда и где это делать и т.д. и т.п. — все эти ограничения помогают Основанному установлению единичных и сгруппированных фактов.
Выделение общих и специфических фактов зависит от следующих критериев:
¨ практическая или теоретическая цель исследования (для чего изучается объект?);
¨ предмет исследования (что именно в этом объекте нас интересует с точки зрения цели исследования?);
¨ состояние теоретических и практических знаний, позволяющее описать, обобщить и объяснить факты в данной ситуации.
Теория в этом случае аккумулирует предшествующую социальную практику. Вместе с тем исследователю нельзя не принимать во внимание, что одни и те же явления и социальные процессы могут быть рассмотрены в разных теоретических моделях. Однако есть еще одно очень существенное ограничение: выделение общих и специфических фактов в конкретной ситуации зависит не только от цели и предмета исследования, от состояния теории, но также от профессиональной подготовки и мировоззрения исследователя.
Первоначальный этап исследования — сбор фактов. Пока фактов мало, никакие обобщения невозможны. Однако излишне долгое собирание фактов не менее тормозит исследование, чем поспешные обобщения. Факты собираются не сами по себе и не сами для себя, а для решения некоторой проблемы. Поэтому количество собранных фактов должно быть в каком-то смысле оптимальным. Оптимальность знания связана с отбрасыванием избыточной информации. Из имеющихся фактов отбираются те, которые характеризуют наиболее существенные признаки объекта с точки зрения решаемой проблемы. Это связано с оценкой информации, которую несут факты. Знание, начиная восхождение от неупорядоченного множества фактов, по мере углубления в сущность отражаемого предмета сводится к исследованию ограниченного числа существенных связей, фиксируемых мышлением в содержании определенных принципов, идей, из которых логически выводимы все многочисленные проявления предмета в форме его внешних проявлений. Фактическое постепенно преобразуется в теоретическое.
Как правило, целеполагающая деятельность человека, осваивающего новые предметы (или новые свойства), в какой-то мере опирается на скудную, но все-таки некоторую предварительную (часто имеющую предсказательный или предугадывающий характер) информацию. Она входит составным элементом в научную проблему, на основе развития которой осуществляется практическое действие и достигается фактическое знание.
Как же происходят упорядочение фактов и оценка содержащейся в них информации?
Схематически можно представить два типа упорядочения фактов в некоторые подмножества: группировка и генерализация.
Группировка осуществляется путем отбора в пределах того или иного множества таких фактов, которые содержат наибольшее количество информации и поддаются вычислению без введения для этого каких-либо добавочных правил, кроме операции непосредственного связывания одних фактов с другими по их подобию или наличию аналогичных признаков.
Генерализацию как множество мыслительных операций схематически можно представить так. Пусть мы имеем неупорядоченное множество фактов М. Каждый из фактов формулируется в виде высказывания, при этом нет никакой логической связи между двумя фактами — высказываниями. Систематизация достигается выведением некоторых понятий и формулированием их посредством определенных теоретических положений, правил, при помощи которых эти положения могут быть логически связаны с определенным количеством фактов.
Теория в таком случае представляется системой описания совокупности фактов, объединенных с помощью понятий и логических операций. Образование эмпирического базиса, как основание теории, является необратимым процессом качественного преобразования фактов в процессе восхождения знаний от факта к теории.
Таким образом, качественное преобразование фактов в эмпирический оазис теории совершается двумя типами мыслительных операций:
¨ путем систематизации фактов;
¨ путем уплотнения фактов с помощью узловых пунктов познания.
При переходе от фактов к теории знания эмпирического уровня «поднимаются» на уровень знаний теоретических. Информация, содержащаяся в фактах, не теряется, а упоминается по мере развития знаний.
В процессе упорядочения множества фактов формулируется оптимальное отражение предмета. Факт как содержание несет в себе определенное количество информации о действительности. Эту информацию можно вычислить. Оптимальность знания всегда связана с отбрасыванием избыточной информации. Отработанные факты превращаются в эмпирический базис системы научного знания. Качественное преобразование фактов в эмпирический базис теории, осуществляемое путем упорядочивания множеств фактов, одновременно является процессом возникновения научных абст ракций, как элементов структуры теоретической системы, и функциони рованием фактов в ходе образования этой системы.
Теория опирается на множество фактов, но только незначительная часц их, соответствующим образом трансформированная, включается в структур теории. Остальная часть — весьма неопределенная область фактов, связанных с данной теорией тем или иным способом, является вне теоретической, так как она не входит в структуру теории, как замкнутой системы знаний.
Теоретическое мышление всегда опирается на огромное количество открытых практикой фактов. Но только некоторое число их превращается в эмпирический базис теории. Чтобы факты, открытые практикой, преобразовались в эмпирический базис системы получения знаний и стали ее основанием, они должны пройти путь своего качественного превращения посредством многих мыслительных операций.
В упорядоченном множестве фактов, объясняемых теорией, каждый факт является необходимым звеном, следствием теории. Это одно из важнейших в современной науке требований к теоретическим построениям, так как от того, насколько логическое соотношение элементов какой-либо системы субординировано в соответствии с объективной логикой явлений, отражаемой в этих элементах, зависит степень вероятности научного предвидения, прогнозов, которые делаются на основе этой системы. Факты, отражающие действительность во всем многообразии случайного, необходимого, существенного и несерьезного, связанные тесно с процессом практики, являются достоверным основанием теории.
Если определить систему как множество объектов с набором связей между ними и между их свойствами, объекты функционируют как единое целое. Каждый объект (подсистема, ячейка) работает для осуществления единой цели. В допустимых границах система управления объектом исследуется как единый организм, с учетом внутренних связей между отдельными элементами, внешних связей с другими системами и объектами, которая имеет свои особенности.
Дата добавления: 2015-12-22 ; просмотров: 1082 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Классификация экспериментов
Эксперименты классифицируются:
1) По способу формирования условий: естественные, искусственные;
2) По целям исследования: преобразующие, констатирующие, контролирующие, поисковые;
3) По организации проведения: лабораторные, натурные;
4) По характеру внешних воздействий на объект: вещественные, энергетические, информационные;
5) По характеру взаимодействия средства экспериментального исследования с объектом исследования: обычный, модельный;
6) По типу моделей исследуемых в эксперименте: материальный, мысленный;
7) По контролируемым величинам: пассивный, активный;
8) По числу варьируемых факторов: однофакторный, многофакторный.
Естественный эксперимент чаще применяется в социальных, педагогических, биологических (реже технических, физико-математических, медицинских) исследованиях. Его сущность состоит в изучении явления (объекта) на реальном образе (реальной ситуации) в естественных условиях его функционирования. Примером естественного эксперимента может служить изучение поведения животных в заповеднике.
Преобразующий эксперимент включает активное изменение структуры и функций объекта исследования с целью формирования новых свойств, качеств объекта и связей между его компонентами.
Констатирующий эксперимент проводится с целью проверки предположений, связей, полученных в ходе теоретического исследования..
Контролирующий эксперимент проводится с целью изучения (контроля) влияния на объект внешних воздействий.
Поисковый эксперимент проводится чаще всего в случаях, когда теоретических знаний в области исследования недостаточно, либо они отсутствуют вообще. Поисковый эксперимент имеет целью проведение начальной фазы исследования, на базе которой будет впоследствии формироваться научная гипотеза и продолжены теоретические исследования. По результатам поискового эксперимента устанавливается значимость факторов, осуществляется отсеивание незначимых.
Примером поискового эксперимента может служить народная медицина: люди издавна изучали воздействие трав и других естественных средств вначале на животных, а затем на себе. Запоминая положительные эффекты и отвергая отрицательные (либо фиксируя их негативность), люди создали систему знаний о болезнях и лекарствах, которая до сих пор объясняется и осмысливается медицинской наукой.
Лабораторный эксперимент осуществляется в случаях, когда изучение объекта непосредственно в естественной среде его существования либо невозможно, либо затруднено по тем или иным соображениям (например, материальным). Он проводится на специально созданных установках, моделях, либо с использованием типовых, серийно выпускаемых приборов. Условия эксперимента заранее оговариваются с целью максимального приближения их к реальным условиям деятельности исследуемого объекта.
Натурный эксперимент проводится на реальном объекте в естественных условиях его существования в течение длительного времени.
Если лабораторный эксперимент дает предварительную информацию по исследуемому объекту (явлению, процессу), натурный эксперимент, за счет реальных условий, уточняет и расширяет ее, повышает (либо опровергает) достоверность заключений, полученных в лаборатории.
Вещественный эксперимент предполагает изучение влияния различных вещественных факторов на состояние объекта исследования. Например, влияние легирующих добавок на качество стали.
Энергетический эксперимент используется для изучения воздействия различных видов энергии (электромагнитной, механической, тепловой и т.д.) на объект исследования.
Информационный эксперимент используется для изучения воздействия определенной (различной по форме и содержанию) информации. Используется в психологии, социологии и т.д.
Обычный эксперимент предполагает непосредственное изучение объекта исследования.
Большее распространение получило исследование математических моделей с использованием ЭВМ. Оно позволило:
— повысить точность исследования проблем, по которым другие виды экспериментов либо невозможны, либо весьма затруднены по ресурсным, временным или иным причинам;
— путем анализа множества возможных вариантов поведения изучаемого объекта получить целостное представление о его свойствах, характере изменений функционирования.
Материальный эксперимент предполагает изучение материального объекта.
Мысленный эксперимент представляет собой вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Человек в уме оперирует пространственными образами, мысленно ставит тот или иной объект в различные положения и мысленно подбирает такие «экспериментальные» ситуации, в которых, как и в обычном опыте, должны появиться более важные или почему-либо интересные особенности данного объекта.
Как правило, мысленный эксперимент проводится в рамках некоторой модели (теории) для проверки её непротиворечивости.
На примере рассмотрим правомочность предположения, что тяжелые тела падают быстрее легких. Пусть имеется два тела: тяжелое и легкое. Если считать, что тяжёлые тела падают быстрее лёгких, то тогда тяжелое тело должно падать с большей скоростью. Теперь представим, что тяжелое и легкое тела были соединены перемычкой и образовали новый, ещё более тяжёлый предмет. Он тяжелее, и следовательно должен падать быстрее, чем тяжелое тело. Но одновременно он должен падать медленнее, чем тяжелое тело, так как легкое тело должно тормозить движение тяжёлого. Обнаруживается противоречие, из которого можно сделать вывод о неправомочности данного предположения.
Ценность мысленного эксперимента, во-первых, состоит в том, что он позволяет исследовать ситуации, неосуществимые практически. Во-вторых, он позволяет в ряде случаев осуществлять познание и проверку истинности знаний, не прибегая к материальному экспериментированию.
Пассивный эксперимент предполагает контроль (изучение) поведения объекта по заранее обоснованным показателям без вмешательства исследователя в функционирование объекта. Примером пассивного эксперимента является ежедневный учет интенсивности автомобильного движения, пассажиропотоков на транспорте.
Активный эксперимент, наоборот, ориентирован на управление со стороны исследователя функционированием объекта исследования в нужном ему направлении.
Однофакторный эксперимент предполагает изучение объекта при поочередном варьирование одного фактора и стабилизации других.
Многнофакторный эксперимент предполагает изучение объекта при варьировании всеми переменными одновременно. Влияние каждого фактора оценивается по результатам всей совокупности опытов проеденных в ходе эксперимента.
Планирование эксперимента
План эксперимента должен содержать:
1) Цель и задачи эксперимента.
Цель определяет конечный результат эксперимента. Например, проверить адекватность математической модели. Задачи определяют частные цели, с помощью которых будет достигнута конечная цель;
2) Варьирующие факторы.
На основе анализа расчетных схем процесса выделяют основные и второстепенные факторы, влияющие на исследуемый процесс. Эксперимент сводится к нахождению зависимостей между основными факторами. При невозможности выявить основные и второстепенные факторы проводят поисковый опыт;
3) Обоснование объема эксперимента, количества опытов (рассмотрено в следующей главе);
4) Выбор шага изменения факторов, задание шага между будущими материальными точками;
6) Методику проведения эксперимента.
Методика проведения эксперимента – это совокупность мыслительных и физических операций, размещенных в определенной последовательности, в соответствии с которой достигается цель исследования.
В ней излагаются: последовательность действий исследователя, правила осуществления каждого этапа, использование приборов и оборудования, порядок измерения фиксации результатов и методы их обработки
При разработке методик проведения эксперимента необходимо предусматривать:
— проведение предварительного, целенаправленного наблюдения над изучаемым объектом или явлением с целью выбора варьирующих факторов;
— устранение влияния случайных факторов;
— определение пределов измерений.
7) Обоснование методов обработки экспериментальных данных.
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение
Методы эмпирического исследования: наблюдение, эксперимент, сравнение, измерение.
4 Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Если объекты сравниваются с объектом, выступающим в качестве эталона, то такое называется сравнение измерением
Методы эмпирического исследования
Наблюдение — это целенаправленное восприятие объекта, обусловленное задачей деятельности. Основное условие научного наблюдения — объективность, т.е. возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо применения других методов исследования (например, эксперимента) [5.5]. Это наиболее элементарный метод, один из множества других эмпирических методов.
Это один из наиболее распространенных и универсальных методов исследования. Известный афоризм «все познается в сравнении» — лучшее тому доказательство.
В исследовании сравнением называется установление сходства и различия предметов и явлений действительности. В результате сравнения устанавливается то общее, что присуще двум или нескольким объектам, а выявление общего, повторяющегося в явлениях, как известно, есть ступень на пути к познанию закона.
Для того чтобы сравнение было плодотворным, оно должно удовлетворять двум основным требованиям.
1. Сравниваться должны лишь такие явления, между которыми может существовать определенная объективная общность. Нельзя сравнивать заведомо несравнимые вещи, — это ничего не дает. В лучшем случае здесь можно только к поверхностным и потому бесплодным аналогиям.
2. Сравнение должно осуществляться по наиболее важным признакам Сравнение по несущественным признакам может легко привести к заблу^ дению.
Так, формально сравнивая работу предприятий, выпускающих один и тот же вид продукции, можно найти в их деятельности много общего. Если при этом будет упущено сравнение по таким важнейшим параметрам, как уровень производства, себестоимость продукции, различные условия, в которых функционируют сравниваемые предприятия, то легко прийти т методологической ошибке, ведущей к односторонним выводам. Если же учесть эти параметры, то станет ясным, в чем причина и где кроются действительные истоки методологической ошибки. Такое сравнение уже даст истинное, соответствующее реальному положению дел представление о рассматриваемых явлениях.
Различные интересующие исследователя объекты могут сравниваться непосредственно или опосредованно — через сравнение их с каким-либо третьим объектом. В первом случае обычно получают качественные результаты (больше — меньше; светлее — темнее; выше — ниже и т.д.). Однако уже при таком сравнении можно получить простейшие количественные характеристики, выражающие в числовой форме количественные различия между объектами (больше в 2 раза, выше в 3 раза и т.п.).
Когда же объекты сравниваются с каким-либо третьим объектом, выступающим в качестве эталона, количественные характеристики приобретают особую ценность, поскольку они описывают объекты безотносительно друг к другу, дают более глубокое и подробное знание о них (например, знать, что один автомобиль весит 1 т, а другой — 5 т, — это значит знать о них значительно больше того, что заключено в предложении: «первый автомобиль легче второго в 5 раз». Такое сравнение называется измерением. Оно будет подробно рассмотрено ниже.
С помощью сравнения информация об объекте может быть получена двумя различными путями.
Во-первых, она очень часто выступает в качестве непосредственного результата сравнения. Например, установление каких-либо соотношений между объектами, обнаружение различия или сходства между ними есть информация, получаемая непосредственно при сравнении. Эту информацию можно назвать первичной.
Во-вторых, очень часто получение первичной информации не выступает в качестве главной цели сравнения, этой целью является получение вторичной или производной информации, являющейся результатом обработки первичных данных. Наиболее распространенным и наиболее важным способом такой обработки является умозаключение по аналогии. Это умозаключение было обнаружено и исследовано (под названием «парадейгма») еше Аристотелем.
Сущность его сводится к следующему: если из двух объектов в результате сравнения обнаружено несколько одинаковых признаков, но у одного из них найден дополнительно еще какой-то признак, то предполагается, что этот признак должен быть присущ также и другому объекту. Коротко ход умозаключения по аналогии можно представить следующим образом:
Вывод: «Вероятно, Б имеет признак Хп +1». Вывод на основе аналогии носит вероятностный характер, он может привести не только к истине, но и к заблуждению. Для того чтобы увеличить вероятность получения истинного знания об объекте, нужно иметь в виду следующее:
¨ умозаключение по аналогии дает тем более истинное значение, чем больше сходных признаков мы обнаружим у сравниваемых объектов;
¨ истинность вывода по аналогии находится в прямой зависимости от существенности сходных черт объектов, даже большое количество сходных, но не существенных признаков, может привести к ложному выводу;
¨ чем глубже взаимосвязь обнаруженных у объекта признаков, тем выше вероятность ложного вывода;
¨ общее сходство двух объектов не является основанием для умозаключения по аналогии, если у того из них, относительно которого делается вывод, есть признак, несовместимый с переносимым признаком. Иначе говоря, для получения истинного вывода надо учитывать не только характер сходства, но и характер различия объектов.
Измерение исторически развивалось из операции сравнения, являющейся э основой. Однако в отличие от сравнения, измерение является более ощным и универсальным познавательным средством.
Измерение— совокупность действий, выполняемых при помощи средств измерений с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения. Различают прямые измерения (например, измерение длины проградуированной линейкой) и косвенные измерения, основанные на известной зависимости между искомой величиной и непоссредственно измеряемыми величинами [5.5].
Измерение предполагает наличие следующих основных элементов:
единицы измерения, т.е. эталонного объекта;
измерительного прибора (приборов);
При прямом измерении результат получается непосредственно из самого процесса измерения (например, в спортивных соревнованиях измерение длины прыжка при помощи рулетки, измерение длины ковровых покрытий в магазине и т.п.).
При косвенном измерении искомая величина определяется математическим путем на основе знания других величин, полученных прямым измерением. Например, зная размер и вес строительного кирпича, можно измерить удельное давление (при соответствующих расчетах), которое должен выдержать кирпич при строительстве многоэтажных домов.
Ценность измерений видна уже хотя бы из того, что они дают точные, количественно определенные сведения об окружающей действительности. В результате измерений могут быть установлены такие факты, сделаны такие эмпирические открытия, которые приводят к коренной ломке устоявшихся в науке представлений. Это касается в первую очередь уникальных, выдающихся измерений, представляющих собой очень важные вехи в истории науки. Подобную роль сыграли в развитии физики, например, знаменитые измерения А. Майкельсоном скорости света.
Важнейшим показателем качества измерения, его научной ценности является точность. Именно высокая точность измерений Т. Браге, помноженная на необыкновенное трудолюбие И. Кеплера (свои вычисления он повторил 70 раз), позволила установить точные законы движения планет. Практика показывает, что главными путями повышения точности измерений нужно считать:
совершенствование качества измерительных приборов, действующих на основе некоторых утвердившихся принципов;
создание приборов, действующих на основе новейших научных открытий. Например, сейчас время измеряется при помощи молекулярных генераторов с точностью до 11-го знака.
Эксперимент — исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же через изменение течения процесса в нужном направлении Это наиболее сложный и эффективный метод эмпирического исследования Он предполагает использование наиболее простых эмпирических методов — наблюдения, сравнения и измерения. Однако сущность его не в особой сложности, «синтетичности», а в целенаправленном, преднамеренном преобразовании исследуемых явлений, во вмешательстве экспериментатора в соответствии с его целями в течение естественных процессов.
Основателем экспериментальной науки по праву считается Галилео Галилей (1564—1642), считавший основой познания опыт. Его некоторые исследования — основа современной механики: он установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений, открыл изохронность колебания маятника. Он сам построил телескоп с 32-кратным увеличением и открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы у Венеры, пятна на Солнце. В 1657 г., после его смерти, возникла Флорентийская академия опыта, работавшая по его предначертаниям и ставившая своей целью проведение прежде всего экспериментальных исследований. Научный и технический прогресс требует все более широкого применения эксперимента. Что же касается современной науки, то без эксперимента ее развитие просто немыслимо. В настоящее время экспериментальное исследование стало настолько важным, что рассматривается как одна из основных форм практической деятельности исследователей.
Преимущества эксперимента по сравнению с наблюдением
1. В ходе эксперимента становится возможным изучение того или иного явления в «чистом» виде. Это означает, что всякого рода «юбочные» факторы, затемняющие основной процесс, могут быть устранены, и исследователь получает точное знание именно об интересующем нас явлении.
2. Эксперимент позволяет исследовать свойства объектов действитедь ности в экстремальных условиях:
при сверхнизких и сверхвысоких температурах;
при высочайших давлениях:
при огромных напряженностях электрических и магнитных полей и т п
Работа в этих условиях может привести к обнаружению самых неожиданных и удивительных свойств у обыкновенных вещей и тем самым позволяет значительно глубже проникнуть в их сущность. Примером такого рода «странных» явлений, открытых в экстремальных условиях, касающихся области управления, может служить сверхпроводимость.
3. Важнейшее достоинство эксперимента — его повторяемость. В процессе эксперимента необходимые наблюдения, сравнения и измерения могут быть проведены, как правило, столько раз, сколько нужно для получения достоверных данных. Эта особенность экспериментального метода делает его весьма ценным при исследовании.
Наиболее подробно все достоинства эксперимента будут рассмотрены ниже, при изложении некоторых специфических видов эксперимента.
Ситуации, требующие экспериментального исследования
1. Ситуация, когда необходимо обнаружить у объекта неизвестные ранее свойства. Результатом такого эксперимента являются утверждения, не вытекающие из имевшегося знания об объекте.
Классический пример — опыт Э. Резерфорда по рассеянию Х-частиц, в результате которого была установлена планетарная структура атома. Подобные эксперименты называются исследовательскими.
2. Ситуация, когда необходимо проверить правильность тех или иных утверждений или теоретических построений.