Меню

Методы эмпирического познания наблюдение измерение эксперимент описание



Методы эмпирического уровня познания: наблюдение, эксперимент, измерение, моделирование

Наблюдение – планомерное (проводится строго по плану, составленному исходя из задачи исследования), целенаправленное (для решения определенной задачи), систематическое восприятие предметов и явлений внешнего мира.

Наблюдение фиксирует и регистрирует факты, описывает объект исследования, обеспечивая эмпирическую информацию, необходимую для постановки новых проблем и выдвижения гипотез. Научное описание должно быть возможно более полным, точным и объективным. Важно, чтобы понятия, используемые при описании, всегда имели четкий и однозначный смысл. Важнейшим требованием к наблюдению является требование интерсубъективности. Это подразумевает, что наблюдение может повторить каждый наблюдатель с одинаковым результатом. Лишь при соблюдении этого требования результат наблюдения будет включен в науку.

Многие научные теории классической науки были сформулированы как эмпирическое обобщение данных наблюдения: теория Дарвина, классическая механика, теория гравитации. Наблюдение как метод познания более или менее удовлетворяло потребности наук, находящихся на описательно- эмпирической ступени развития.

В современной науке наблюдение связано с широким использованием научных приборов (микроскопы, телескопы, космическая фотография), которые, во-первых, усиливают органы чувств и расширяют возможности наблюдения, а во-вторых, снимает определенный налет субъективизма с оценки изучаемых явлений. С другой стороны, в современной науке осознается зависимость наблюдений от теоретической установки наблюдателя. Подчеркивая роль теории в процессе таких наблюдений, А.Эйнштейн в разговоре с В.Гейзенбергом заметил: можно ли наблюдать данное явление или нет – зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя.

В современной науке повышается роль так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо наблюдаться ни с помощью органов чувств, ни с помощью самых совершенных приборов. То, что ученые наблюдают в процессе эмпирических исследований в атомной физике – это не сами микрообъекты, а только результаты их воздействия на определенные объекты, являющиеся техническими средствами исследования. Косвенные наблюдения обязательно основываются на некоторых теоретических положениях, устанавливающих определенную связь между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми явлениями.

Ограниченности метода — узость диапазона восприятия различных органов чувств; пассивность субъекта – фиксация того, что происходит в реальном процессе без вмешательства в него.

Измерение.

Измерение – эмпирический метод познания, который определяет количественное отношение измеряемой величины к другой величине, служащей единицей измерения или эталоном. Измерением называют процесс представления свойств реальных объектов в виде числовой величины. Измерение – новая ступень в развитии эмпирического познания. Переход от наблюдения к измерению требует новых приборов и инструментов, а также новых понятий и предположений. Результаты наблюдения обычно выражаются с помощью качественных и сравнительных понятий. Качественные понятия, такие как «теплый», «зеленый», «большой» — обозначают некоторые классы, и, приписывая предмету свойство, выражаемое качественным понятием, мы тем самым включаем этот предмет в определенный класс. Сравнительные понятия выражают сравнительную степень интенсивности свойства. В силу этот упорядочивают все предметы исследуемой области в последовательность. Например, с помощью понятий «тяжелее», «легче» мы можем расположить предметы в последовательность классов.

Количественные понятия численно выражают степень интенсивности некоторого свойства. Например, свойство твердости минералов. Алмазу приписано число 10, остальным тем меньшее число, чем дальше минерал отстоит от алмаза в данной последовательности. Измерение описанного вида не вполне совершенно, так как числа, приписываемые нами свойствам, выбираются достаточно произвольно. Но есть более точные количественные понятия, основанные на количественных методах измерения. Например, введение количественного понятия температуры потребовало различных предположений теоретического характера: что температура тела связана с объемом, что объем тела изменяется прямо пропорционально изменению степени нагретости тела, что базисные точки шкалы соответствуют некоторой постоянной температуре и т.д.

Основные правила измерения:

*правило эквивалентности: если физические значения измеряемых величин равны, то должны быть равны и их числовые выражения

*правило приписывания «нуля»: оно состоит в указании определенного состояния, выбираемого за начало точки отсчета; например, в шкале температуры Цельсия значение «нуль» приписывается состоянию замерзающей воды

*правило выбора «единицы»: оно состоит в выборе определенного состояния, которое тоже легко распознается и воспроизводится в качестве необходимой основы для введения единицы измерения, продолжая приведенный пример, можно указать на состояние кипящей воды -100 градусов.

*правило построения шкалы

Эксперимент – это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях. Субъект активно вмешается в процесс исследования, воздействуя на изучаемый объект посредством специального инструментария и приборов, целенаправленно и фиксировано изменяет объект, выявляя новые его свойства. Благодаря этому исследователю удается изолировать объект от влияния побочных и затемняющих его сущность явлений и изучать явление в чистом виде; планомерно изменять условия протекания процесса; многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных и поддающихся контролю условиях.

Подготовка и проведение эксперимента требует соблюдения ряда условий:

*наличие четко сформулированной цели исследования

*наличие исходных теоретических положений в качестве основы

*требует определенного развития технических средств познания

*должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию

Основные характеристики экспери­ментальной стратегии, определяющей место и смысл разных (частных) видов эксперимента (исследовательский, провероч­ный, демонстрационный, качественный, решающий, модель­ный, мысленный), могут быть сведены к следующим:

1. Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемо­го объекта в зависимости от изменяющихся условий его су­ществования

Читайте также:  Измерение длины волны при скорости света

2. В эксперименте происходит выход за предметный (опытный) горизонт исходной теории в мир новых (мыслимых) сущностей и одновременно опытное открытие этих сущностей как предельных (парадоксальных) форм опыта.

3. Эксперимент устремлен к пределу, в котором исследуемое явление (напр., падение тела, химическое превращение, жизнь популяции, реактивное поведение) выступает в «чистом виде», изолированно.

4. Мыслен­ный эксперимент в специальном смысле, т. е. принципиально
нереализуемый, воображаемый эксперимент (который сыграл столь существенную роль в уяснении смысла квантовой ре­альности

5. Эксперимент рассматривает технику как форму открытия сущностных законов природы и заранее открывает природу как возможную технику. Экс­периментальная техника (метод) однородна с воспроизводи­мым явлением (предмет), она представляет собой звено, че­рез которое теоретическое открытие становится техническим изобретением.

Эксперимент необходим как средство накопления и изучения фактов, составляющих эмпирический базис теории (исследовательские эксперименты); объективный критерий истинности тех или иных теоретических положений и гипотез (проверочные эксперименты).

Рассматривая особенности экспериментального метода исследования, следует упомянуть об очень важной проблеме планирования эксперимента. Еще в первой половине 20 столетия все экспериментальные исследования сводились к проведению так называемого однофакторного эксперимента, когда изменялся какой- то один фактор исследуемого процесса, а все остальные оставались неизменными. Но развитие науки требовало исследования процессов, зависящих от множества меняющихся факторов.

Социальный эксперимент используется в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента ограничена моральными и правовыми нормами.

Эксперимент обладает преимуществами перед наблюдением:

1)изучаемые явления можно воспроизводить по желанию исследователя

2)в условиях эксперимента возможно обнаружение таких характеристик изучаемых явлений, которые нельзя наблюдать в естественных условиях. Именно таким путем в начале 40-х годов в физике (с нептуния) началось изучение трансурановых элементов.

3)варьирование условий дает возможность существенно изолировать изучаемое явления от всякого рода привходящих, усложняющих обстоятельств и приблизиться к тому, чтобы изучать его в чистом виде, при прочных равных условиях.

4)резко расширяется возможность использования приборов и, следовательно, автоматизации и компьютеризации эксперимента.

Модель – это искусственный объект (артефакт) или естественный объект, помещенный в искусственные или естественные условия, который обладает существенным с точки зрения цели познания (проектирования) сходством с объектом и может заменять объект.

Моделирование есть изучение некоторого объекта посредством наблюдений и экспериментов, проводимых с его моделью.

Таким образом, мы имеем 4 основных способа моделирования:

1)искусственный объект помещается в искусственные условия

2) искусственный объект помещается в естественные условия – т.е. в те, в которых пребывает изучаемый объект « сам по себе»

3)естественный объект помещается в искусственные условия

4)естественный объект помещается в естественные условия

1и 3 случаи называют модельным экспериментом. Термин «модель» имеет широкий спектр значений. Это может быть простой механический макет изучаемого явления или детальное построение в специальном формализованном языке.

Результаты эксперимента фиксируются с помощью описания – процедуры, состоящей в фиксации результатов наблюдений и экспериментов с помощью различных языковых средств, знаков, формул, наглядных графиков.

Источник

40. Методы эмпирического исследования: наблюдение, описание, измерение, эксперимент.

Слово «эмпирический» буквально означает «то, что воспринимается органами чувств». Когда это прилагательное употребляется по отношению к методам научного исследования, оно служит для обозначения методик и методов, связанных с сенсорным (чувственным) опытом. Поэтому говорят, что эмпирические методы основываются на т. н. «твердых (неопровержимых) данных» («hard data»).

Для эмпирического познания характерна фактофиксирующая деятельность в системе гносеологического отношения «субъект-объект». Основная задача эмпирического познания — собрать, описать, накопить факты, произвести их первичную обработку, ответить на вопросы: что есть что? что и как происходит?

Эту деятельность обеспечивают: наблюдение, описание, измерение, эксперимент.

1. Наблюдение. Наблюдение — это преднамеренное и направленное восприятие объекта познания с целью получить информацию о его форме, свойствах и отношениях.

Процесс наблюдения не является пассивным созерцанием. Это активная, направленная форма гносеологического отношения субъекта по отношению к объекту, усиленная дополнительными средствами наблюдения, фиксации информации и ее трансляции.

К наблюдению предъявляются достаточно четкие требования: цель наблюдения; выбор методики; план наблюдения; контроль за корректностью и надежностью полученных результатов; обработка, осмысление и интерпретация полученной информации. Элементарное по своей природе наблюдение оказывается далеко не простым. Будучи первичным генератором фактов, наблюдение может быть дорогой к истине, а может проложить путь к заблуждению. Отсюда необходимость особого внимания к наблюдению, четкое выполнение всех требований этой операции познания, а кроме того, осуществление контрольного наблюдения.

2. Описание. Описание как бы продолжает наблюдение, оно является формой фиксации информации наблюдения, его завершающим этапом.

С помощью описания информация органов чувств переводится на язык знаков, понятий, схем, графиков, обретая форму, удобную для последующей рациональной обработки (систематизации, классификации, обобщения и т.д.). Описание осуществляется на базе искусственного языка, который отличается логической строгостью и однозначностью.

Описание может быть ориентировано на качественную или на количественную определенность. Количественное описание требует фиксированных измерительных процедур, что обусловливает необходимость расширения фактофиксирующей деятельности субъекта познания за счет включения такой операции познания, как измерение.

3. Измерение. Качественные характеристики объекта, как правило, фиксируются приборами, количественная специфика объекта устанавливается с помощью измерений.

Измерение — это прием в познании, с помощью которого осуществляется количественное сравнение величин одного и того же качества.

Читайте также:  Определение единицы измерения тепла

Измерение отнюдь не второстепенный прием, это некая система обеспечения познания. На его значимость указал Д. И. Менделеев, заметив, что знание меры и веса — это единственный путь к открытию законов. В процессе измерения субъект познания, устанавливая количественные отношения между явлениями, открывает некоторые общие связи между ними. Измеряя те или иные физические величины массы, заряда, силы тока, субъект познания вскрывает качественную определенность исследуемого объекта, его существенные свойства.

4. Эксперимент. В отличие от обычного наблюдения, в эксперименте исследователь активно вмешивается в протекание изучаемого процесса с целью получить дополнительные знания.

Эксперимент — это особый прием (метод) познания, представляющий системное и многократно воспроизводимое наблюдение объекта в процессе преднамеренных и контролируемых пробных воздействий субъекта на объект исследования. В эксперименте субъект познания изучает проблемную ситуацию, чтобы получить исчерпывающую информацию. Исследуемый объект наблюдения контролируется в специально заданных условиях, что обеспечивает возможность фиксировать все свойства, связи, отношения, меняя параметры условий. Иными словами, эксперимент — это наиболее активная форма гносеологического отношения в системе «субъект-объект» на уровне чувственного познания.

Обеспечение доступности и воспроизводимости делает эксперимент одним из наиболее эффективных средств проверки гипотез и теоретических выводов. Особая активность субъекта познания в эксперименте не ставит под сомнение объективное содержание знаний, ибо эксперимент не «создает» объект познания, а только работает с ним, вступая в состояние «диалога», а не ограничиваясь односторонним «монологом». И, тем не менее, поскольку экспериментатор задает условия, то эксперимент таит в себе опасность «перекоса», переоценки одних свойств и отношений и недооценки других. Все это требует от исследователя особой технологической дисциплины, т. е. формулировку проблемы и выдвижение рабочей гипотезы ее решения; определение параметров эксперимента и создание экспериментальной установки (обстановки); обеспечение контроля за условиями эксперимента и возможности повторного контроля; фактофиксирующую деятельность субъекта познания и описание полученного результата.

Современная наука использует в основном качественный и количественный эксперименты. Качественный эксперимент устанавливает наличие или отсутствие предполагаемого свойства, признака исследуемого объекта. Количественный эксперимент более сложный, ибо его процедуры ориентированы на измерение тех величин, которые выражают качественную определенность объекта, его сущность.

Источник

Методы эмпирического исследования: наблюдение, описание, измерение, эксперимент

Основными методами эмпирического познания являются наблюдение и эксперимент.

Наблюдение — это целенаправленное восприятие явлений действительности, в ходе которого фиксируются данные об их свойствах и отношениях.

Научное наблюдение является не пассивным созерцанием мира, а специальной деятельностью, в которую включены наблюдатель, объект наблюдения и средства наблюдения.

Важнейшей особенностью наблюдения является его целенаправленный характер. Эта целенаправленность обусловлена предварительными идеями, гипотезами, которые ставят задачи наблюдению, предопределяют, что наблюдать и как наблюдать.

Наблюдение как метод эмпирического исследования связано с описанием,которое фиксирует результаты наблюдения с помощью определенных знаковых средств. Эмпирическое описание — это фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений о наблюдаемых явлениях.

С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр, принимая форму, удобную для дальнейшей рациональной обработки.

Описание подразделяется на качественное и количественное.

Количественное описание осуществляется с применением языка математики и предполагает проведение измерительных процедур. Его можно рассматривать как фиксацию данных измерения. Измерение — это определение отношения одной измеряемой величины, характеризующей изучаемый объект, к другой однородной величине, принятой за единицу. Количественное описание может включать также нахождение эмпирических зависимостей между результатами измерений. Лишь с введением метода измерения естествознание превращается в точную науку.

Эксперимент, как и наблюдение, является базисным методом эмпирического познания. Он включает в себя элементы метода наблюдения, но не тождествен ему. Эксперимент представляет собой более активный метод изучения объекта, чем наблюдение.

Эксперимент — это активное, целенаправленное изучение явлений в точно фиксированных условиях их протекания, которые могут воссоздаваться и контролироваться самим исследователем.

Со становлением экспериментального метода ученый превращается из наблюдателя природы в естествоиспытателя. С помощью этого метода ученый обретает возможность «задавать вопросы природе».

Эксперимент имеет перед наблюдением ряд преимуществ:

— в ходе эксперимента изучаемое явление может не только наблюдаться, но и воспроизводиться по желанию исследователя;

— в условиях эксперимента возможно обнаружение таких свойств явлений, которые нельзя наблюдать в естественных условиях;

— эксперимент позволяет изолировать изучаемое явление от усложняющих обстоятельств и изучать явление в «чистом виде»;

— в условиях эксперимента резко расширяется арсенал используемых приборов, инструментов и аппаратов.

Эксперимент всегда обусловлен предварительным теоретическим знанием: он задумывается на основании соответствующих теоретических знаний и его целью часто является подтверждение или опровержение научной теории или гипотезы.

Методы теоретического исследования: идеализация, формализация, мысленный эксперимент, гипотетико-дедуктивный метод

Теория — высшая форма организации научного знания. Она является системой знания, содержание которой логически выводится из исходного базиса.

Теория строитсяаксиоматическим или гипотетико-дедуктивным методом. Аксиоматический метод впервые был применен в математике при построении геометрии Евклида, а впоследствии он стал применяться и в эмпирических науках, в которых он принял вид гипотетико-дедуктивногометода.

При аксиоматическом построении сначала задается набор исходных положений, не требующих доказательства. Эти положения называются аксиомами или постулатами. Затем из них по определенным правилам строится система выводных положений. Совокупность исходных аксиом и выведенных на их основе предложений образует аксиоматически построенную теорию.

Читайте также:  Для измерения больших значений сопротивлений используется

В отличие от математики и логики в эмпирических науках теория должна быть не только непротиворечивой, но и обоснованной опытным путем. Этим обусловлены особенности построения теоретических знаний в эмпирических науках. Специфическим приемом такого построения и является гипотетико-дедуктивный метод.

В исходный базис теории, построенной гипотетико-дедуктивным методом, входит гипотеза, из которой выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Термин гипотеза используется в двух смыслах: 1) форма знания, характеризующаяся проблематичностью, недостоверностью; 2) метод предположения, ведущий к установлению законов, принципов, теорий.

Теория строится не «снизу» за счет индуктивных обобщений эмпирических данных, а развертывается «сверху вниз» от гипотез к фактам. Сначала создается гипотетическая конструкция, которая дедуктивно разворачивается, образуя систему гипотез, а затем эта система подвергается опытной проверке, в ходе которой она уточняется и конкретизируется.

Теория, создаваемая гипотетико-дедуктивным методом, может дополняться новыми гипотезами, пока система гипотез не становится слишком громоздкой. Тогда возникает необходимость выдвижения новой гипотетико-дедуктивной системы, которая смогла бы объяснить факты без введения дополнительных гипотез и, кроме того, предсказать новые факты. Обычно выдвигается не одна, а несколько конкурирующих гипотетико-дедуктивных систем. В борьбе конкурирующих гипотез побеждает та, которая лучше объясняет и предсказывает факты.

Методами теоретического исследования являются идеализация, формализация, мысленный эксперимент.

Идеализация — мысленное образование абстрактных (идеальных, идеализированных) объектов, принципиально не осуществимых в действительности («точка», «идеальный газ», «абсолютно черное тело» и т. п.) и выступающих носителями существенных для исследователя свойств.

Формализация — отображение содержательного знания при помощи формализованного языка. Отношения знаков заменяют собой высказывания о свойствах и отношениях предметов. Рассуждения об объектах заменяются операциями со знаками. Так создается обобщенная знаковая модель некоторой предметной области, позволяющая рельефнее представить структуру явлений и процессов при отвлечении от их качественных характеристик. Формализация позволяет уточнить, прояснить, систематизировать содержание теории, взаимосвязи различных ее положений, выявить и сформулировать еще не решенные проблемы. Особенно широко формализация применяется в математике, логике и современной лингвистике.

Мысленный эксперимент — воображаемые действия с идеализированными объектами, которые должны вести себя согласно приписанным им свойствам и законам логики. Мысленный эксперимент является теоретическим, а не эмпирическим методом исследования, поскольку он не имеет дела с реальным объектом. Экспериментом его можно называть лишь условно.

Язык науки. Определения и их роль в формировании научной терминологии

Язык науки — система понятий, знаков, символов, создаваемая и используемая в науке для получения, обработки, хранения и применения знаний. Основой языка конкретных наук является естественный язык, дополненный специальными терминами, знаками и символами.

Язык науки стремится к точности и однозначности выражений. В языке науки стараются избегать недостатков естественного языка: многозначности слов, расплывчатости и неопределенности их содержания, двусмысленности выражений, семантической замкнутости и т. п. Даже слова, заимствованные наукой из повседневного языка, например «сила», «скорость», «тяжесть», «звезда», «стоимость» и т. п., получают более определенное значение. По мере развития науки вводятся новые термины, относящиеся к абстрактным, идеализированным объектам, к вновь обнаруженным объектам и новым областям реальности.

Язык науки оказывает обратное воздействие на повседневный, естественный язык. Например, слова «электричество», «вирус» были научными терминами прежде чем вошли в повседневный язык.

Язык науки в некотором смысле эзотеричен (см. § 14), он недоступен для восприятия без специальной подготовки. Не понимают языка друг друга даже ученые, работающие в разных отраслях. Поэтому есть необходимость в научно-популярной литературе, которая стремится избегать большого количества специальных терминов, нередко заменяет их образными описаниями, метафорами, аналогиями.

Наличие терминов — сразу заметный признак языка науки.

Термин (лат. terminus = граница, предел, конец) в науке — слово или словосочетание, используемое для обозначения предметов в пределах той или иной науки, научной теории. В этом случае термин отличаются однозначностью. Термины устанавливаются посредством определений.

Определение (лат. definitio) — логическая операция, раскрывающая содержание понятия.

Определение решает две задачи: 1) оно отличает и отграничивает определяемый предмет от всех иных; 2) оно раскрывает сущность определяемых предметов, указывает их необходимые признаки.

Формы определения разнообразны. Различаются реальные и номинальные определения. Первые представляют собой описание определяемых предметов и могут быть истинными или ложными. Вторые являются предписаниями (нормами), говорящими о том, какое значение следует придавать вводимому понятию, и не имеют истинностного значения.

Основным приемом определения понятия является определение через ближайший род и видовое отличие. Используют также генетическое определение (указывается способ происхождения предмета).

Различают определение явное и неявное.

Явное определение — определение, имеющее форму равенства двух понятий. Напр.: «Стол — это вид мебели». В явном определении отождествляются, приравниваются друг к другу два понятия. Одно из них — определяемое, другое — определяющее понятие.

Неявное определение — определение, не имеющее формы равенства двух понятий. К неявным определениям относятся контекстуальное, остенсивное, и др. О контекстуальном определении говорят, когда значение термина понятно по контексту. Определение остенсивное (лат. ostentus = показывание, выставление напоказ) — неявное определение, раскрывающее содержание понятия путем непосредственного показа, ознакомления обучаемого с предметами, действиями и ситуациями, обозначаемыми данным понятием.

Источник