Наблюдение - целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Научные наблюдения проводятся для сбора фактов, укрепляющих или опровергающих ту или иную гипотезу и являющихся основой для определенных теоретических обобщений.

Эксперимент - способ исследования, отличающийся от наблюдения активным характером. Это наблюдение в специальных контролируемых условиях. Эксперимент позволяет, во-первых, изолировать исследуемый объект от влияния побочных несущественных для него явлений. Во-вторых, в ходе эксперимента многократно воспроизводится ход процесса. В третьих, эксперимент позволяет планомерно изменять само протекание изучаемого процесса и состояния объекта изучения.

Измерение - это материальный процесс сравнения какой-либо величины с эталоном, единицей измерения. Число, выражающее отношение измеряемой величины к эталону, называется числовым значением этой величины.

Формы научного знания

Факт становится научным фактом, если он прошел строгую проверку на истинность. Факты - это наиболее надежные аргументы как для доказательства, так и для опровержения каких-либо теоретических утверждений. Однако при этом надо брать не отдельные факты, а всю, без исключения, совокупность фактов, относящихся к рассматриваемому вопросу. В противном случае возникает подозрение, что факты подобраны произвольно.

Научные проблемы - это осознанные вопросы, для ответа на которые имеющихся знаний недостаточно.

Научная гипотеза - такое предположительное знание, истинность или ложность которого еще не доказана.

Категории науки - это наиболее общие понятия теории, характеризующие существенные свойства объекта теории, предметов и явлений объективного мира. Например, важнейшими категориями являются материя, пространство, время, движение, причинность и т.п.

Законы науки отражают существенные связи явлений в форме теоретических утверждений. Принципы и законы выражаются через соотношение двух и более категорий.

Научные принципы - наиболее общие и важные фундаментальные положения теории. Научные принципы играют роль исходных, первичных посылок и закладываются в фундамент создаваемых теорий. Содержание принципов раскрываются в совокупности законов и категорий.

Научные концепции - наиболее общие и важные фундаментальные положения теорий.

Научная теория - это систематизированные знания в их совокупности. Научные теории объясняют множество накопленных научных фактов и описывают определенный фрагмент реальности (например, электрические явления, механическое движение, превращение веществ, эволюцию видов и т.п.) посредством системы законов.

Главное отличие теории от гипотезы - достоверность, доказанность. Теория в строго научном смысле - это система уже подтвержденного знания, всесторонне раскрывающая структуру, функционирование и развитие изучаемого объекта, взаимоотношение всех его элементов и сторон.

Научная теория должна выполнять две важнейшие функции, первой из которых является объяснение фактов, а вторая - предсказание новых, еще неизвестных фактов и характеризующих их закономерностей.

Научная теория - одна из наиболее устойчивых форм научного знания, но и они претерпевают изменения вслед за накоплением новых фактов. Когда изменения затрагивают фундаментальные принципы теории, происходит переход к новым принципам, а, следовательно, к новой теории. Изменения же в наиболее общих теориях, приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания, в результате чего происходят глобальные естественнонаучные революции и меняется научная картина мира.

Научная картина мира - это система научных теорий, описывающая реальность.

Процесс научного познания

Критерии истинности научного знания

В настоящее время, в силу ряда объективных причин в мире оказались весьма сильны антинаучные тенденции, представляющие собой заявку на понятное всем, четкое миропонимание, отличное от того, которое дает классическое естествознание. При этом в общественном сознании размывается грань между наукой и псевдонаукой, наукой и мистикой. В этих условиях важно знать критерии разграничения научных и псевдонаучных идей.

Предмет Естествознания

Естествознание - знание о природе, о естестве.

В средние века и до 16 века естествознание было представлено натурфилософией - общей философией природы. Общая философия природы существовала еще в древней Греции - это физика у Аристотеля (природа - физис).

Сейчас Естествознание - наука о природе как единой целостности, а также совокупность наук о природе, взятых как единое целое. С одной стороны, естествознание рассматривает единство природы, ее нерасчлененность, с другой - представляет из себя совокупность естественных наук, изучающих разные природные явления.

Естественные науки изучают микромир, макромир и мегамир: физика, химия, биология, география, геология, астрономия, космология, психология, а также множество наук на стыке дисциплин - астрофизика, физхимия, биохимия, биофизика и др.

Цель естествознания - решение "Мировых загадок", сформулированных в конце 19 века Эрнстом Геккелем:

· сущность материи и силы, происхождение движения - физика

· происхождение жизни, целесообразность природы - биология

· возникновение ощущения и сознания, мышления и речи, свобода воли - психология

По мере решения этих загадок возникают все новые вопросы и проблемы, - процесс познания бесконечен. Знание - это расширяющаяся сфера - по мере расширения круга нашего знания возникает все больше точек соприкосновения с неизведанным.

Задача естествознания - познание объективных законов природы. Но тут возникает парадокс: в природе не существует никаких законов, их придумываем мы для лучшего понимания естественных процессов. Законы существуют исключительно в нашем разуме, а в природе же царят только взаимодействия.

Человек не является уникальным в смысле познания природы. Любое живое существо несет информацию об окружающем мире. - Тело любого червяка построено так, чтобы максимально соответствовать законам внешнего мира и получать от этого соответствия выгоду. Но это не заслуга червяка, а результат действия природных явлений - эволюции и отбора. Точно также, как вестибулярный аппарат млекопитающих, представляющий из себя три дуги с отолитами, расположенные в трех перпендикулярных плоскостях, является отражением трехмерного пространства, в котором мы живем.

У позвоночных, особенно млекопитающих начинается активный процесс познания природы. Это исследование окружающего мира органами чувств, приобретение навыков охоты, нахождения пищи, передача приобретенных навыков потомству - активное обучение.

Что такое познание? - Это отражение внешнего мира внутри себя, но уже не на уровне червяка - в элементах строения тела, а в сознательных образах или моделях. У животных - это только образы. Человек пошел дальше - он строит модели окружающего мира. Построение модели природного явления требует наличия языка - модель должна быть описана каким-то знаковым способом. В идеале - это язык математики. Простейшая модель познания - математическая инверсия, когда всем точкам за пределами, скажем, окружности устанавливаются соответствующие точки внутри окружности (человеческого сознания). Но здесь все зависит от выбора математического правила инверсии - далеко не при всех правилах внешний прямоугольный треугольник окажется прямоугольным при его отражении внутри окружности. Поэтому при неподходящем выборе правила мы можем не заметить суть явления, например, прозевать теорему Пифагора.

Видеть явление можно совершенно по-разному. Видение зависит прежде всего от той программы, которая внесена в нас в процессе обучения и воспитания. Реальные маугли, которые до 3-4 лет воспитывались животными, уже неспособны научиться человеческому языку и человеческому мировосприятию - в них уже заложена не та программа. Мы же все видим мир приблизительно одинаково потому, что получили очень близкое воспитание и обучение. Исходя из этой базисной программы, мы интерпретируем природные явления примерно одинаково.

Но: первобытные племена воспринимали гром и молнии как возмущение и гнев окружающей их, одушевленной природы; древние греки - как гнев бога Зевса, мы же сейчас видим в этом только проявление атмосферного электричества. Древние греки знали и другие проявления электричества - натертый янтарь притягивал пылинки и более крупные частицы. Отсюда и название электричества: electrum - янтарь. Но даже Аристотель не мог связать атмосферные проявления Громовержца-Зевса со странным поведением янтаря - одно было божественное, другое - из мира обычных вещей. Аристотелю просто не хватало для этого знаний.

Процесс познания чем-то очень напоминает известный всем психологам тест Роршаха: испытуемым предоставляется обширная чернильная клякса на листе бумаги, и их просят рассказать, что они в ней видят. Каждый испытуемый видит свое, в соответствии с программами, заложенными в него ранее. Ему предлагается нанести на рисунок точки, линии, чтобы визуализировать то, что он видит. Тогда следующий испытуемый, рассматривая чертеж, видит то же самое, и может конкретизировать его, нанеся еще и свои линии, и так далее. В результате возникает четкая картина (в нашей аналогии - картина действительности), но это вовсе не значит, что она верна. Все здесь зависит от первого испытуемого: правильно ли он провел начальные линии и учел ли все кляксы, другими словами, правильно ли он построил модель действительности, и исходил ли из правильных посылок?

Разное видение действительности. Аристотель, держа в руке тяжелый предмет, говорит: я препятствую его возвращению на свое место. Ньютон: я совершаю работу против сил гравитации. Эйнштейн: я препятствую проявлению искривления пространства-времени. Совершенно разное видение одного и того же явления!

Этапы познания природы.4 стадии познания

Первая стадия - натурфилософия. Синкретическое, нерасчлененное и недетализированное представление о природе как о чем-то целом и неразрывном. Здесь господствуют догадки, но не доказательства, наблюдения, но не эксперимент. Это продолжалось до 15 в. Это еще была не наука.

Вторая стадия - аналитическая наука. Это 16-18 века. Реальная наука начинается с гелиоцентрической системы Коперника, учения о бесконечности миров и отсутствии центра Вселенной Дж. Бруно, работами Тихо Браге по наблюдению планет, расчетами орбит планет Кеплера и экспериментами Галилео Галилея, а также теорией познания Рене Декарта и последующей рациональной механикой Ньютона.

Коперник, Бруно и Кеплер, а позже и Ч. Дарвин сокрушили господствующую ранее идею центральности человека во Вселенной.

Галилей опроверг ранее несокрушимого Аристотеля: тела с разными массами падают на Землю с одинаковым ускорением. Кроме того, Галилей впервые использовал телескоп, и открыл 4 спутника Юпитера, открыл, что Солнце тоже вращается, и земля вращается вокруг своей оси и вокруг солнца и не является центром Вселенной.

Галилей впервые ввел в науку эксперимент, сделав ее настоящей наукой.

На второй стадии происходило расчленение науки: физика, химия, биология. Шла дальнейшая дифференциация наук, исследователи вычленяли все большие частности, достойные отдельной науки.

Последствия - резкая дифференциация естественных наук. Преобладание эмпирических знаний. Теория почти на нулях. Преимущественное исследование предметов, а не процессов. Например, химия вплоть до 19 века исследовала только состав вещества, а не процессы и реакции. Статичность природы: вплоть до середины 19 века природа рассматривалась статичной, окостенелой, чуждой эволюции.

Третья стадия - Синтетическая. 19-20 вв - Воссоздание целостной картины природы на основе ранее исследованных частей.

Сейчас - четвертая, интегрально-дифференциальная стадия. Новая задача: обосновать принципиальную целостность всего естествознания.

Переход к третьей и четвертой стадиям не исключает проявлений всех особенностей аналитического периода: Процессы дифференциации естественных наук только усиливаются, объем эмпирических исследований резко возрастает. Но все это происходит на фоне общих интегративных тенденций и рождения универсальных теорий, стремящихся вывести все разнообразие природных явлений из одного или нескольких общетеоретических принципов. Т.о., строгих границ между аналитической, синтетической и интегративной стадиями нет.

Теория Научных революций (Т. Кун, Лакатос, К. Поппер)

Стадии нормальной и экстраординарной науки. Понятие парадигмы - совокупности научных теорий, признаваемой всем научным сообществом в определенный период времени. Примеры парадигм: геоцентрическая система Птолемея, кислородная теория Лавуазье, теория эволюции Дарвина, теория атома Бора и др. Абсолютной истины нет, т.к. время идет, и парадигмы меняются.

Нормальная наука - принятая парадигма очерчивает круг проблем, имеющих смысл и решение. Все за пределами круга отбрасывается из рассмотрения. Парадигма устанавливает допустимые методы решения проблем. В задачи нормальной науки входит уточнение и распознавание подтверждающих фактов, установление количественных закономерностей, определение констант, совершенствование самой парадигмы. Нормальная наука - ремесло, требующее определенных умений и навыков, основа которого - необсуждаемая догма - парадигма. Критерий демаркации - непротиворечие новой теории существующей парадигме.

Экстраординарная наука, или научная революция. Со временем в наблюдаемых явлениях и теоретических построениях накапливаются аномалии, не укладывающиеся в парадигму, их число растет, отклонения от предсказаний "нормальной" теории резко возрастают, парадигма терпит крах, в науке наступает кризис. На развалинах старой парадигмы возникает масса новых гипотез, наука вступает в аномальную, экстраординарную фазу. Одна из новых гипотез успешно объясняет не только старые, но и новые данные, и становится началом новой парадигмы. Старая парадигма отбрасывается. Происходит научная революция, и наука опять вступает в нормальную фазу.

естествознание научное познание эмпирическое

Литература