Роль эксперимента в развитии естественнонаучного знания

1. Наблюдение, измерение  и эксперимент – неразрывно  связанные методы эмпирического  познания

1.1 Значение наблюдения в системе эмпирического познания и его связь с экспериментом  

 

•        

 

 

 

 

 

•           Наблюдение лежит в основе всех других эмпирических методов познания, являясь наиболее элементарным из них. В науке наблюдение используется для получения эмпирической информации относительно исследуемой области, но главным образом — для проверки и обоснования истинности эмпирических суждений.
•          Наблюдение считают разновидностью научной практики. Это обусловлено тем, что наблюдение существенно предполагает материальную деятельность, связанную с самим актом чувственного восприятия, использования приборов и т. п. Его специфика по сравнению с другими видами практики состоит в том, что наблюдение не включает себя непосредственного физического воздействия на объект (либо этим воздействием можно пренебречь). Но оно является необходимым элементом других эмпирических методов познания — измерения и эксперимента, которые опираются на практические действия с предметами.

 

 

Эксперимент

 

Наблюдение

 

Измерение

1.2 Сущность  измерения – необходимого метода  при проведении экспериментов  

 

•            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 понятии и предположении. Результаты наблюдения обычно выражаются с помощью качественных и сравнительных понятии. 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. Когда мы приступаем к исследованию некоторой новой области явлений, то начинаем с формулирования качественных понятий, с помощью которых проводим классификацию предметов исследуемой области, опираясь на наблюдение.          
•          Результаты измерения выражаются с помощью количественных понятий. Количественные понятия численно выражают степень интенсивности некоторого свойства.

2. Роль  экспериментальных исследований  в развитии естественнонаучного  знания.  

              

 

             Преимущество эксперимента над наблюдением состоит прежде всего в том, что он дает возможность активно и целенаправленно исследовать интересующие науку явления. Ученый может по своему желанию изучать эти явления в самых различных условиях их протекания, усложнять или упрощать ситуации, строго контролируя при этом ход и результаты процесса.

             Часто эксперимент уподобляют вопросу, обращенному к природе. Хотя такой метафорический способ выражения и не свободен от недостатков, тем не менее он очень удачно схватывает основную цель эксперимента.

             Основная цель эксперимента — давать ответы на наши вопросы, проверять идеи, гипотезы и теории относительно свойств и закономерностей протекания тех или иных процессов в природе. В обычных условиях эти процессы крайне сложны и запутаны, не поддаются точному контролю и управлению. Поэтому и возникает задача организации такого их исследования, при котором можно было бы проследить, по выражению Маркса, ход процесса  ≪в чистом≫ виде.

          

 

           При экспериментировании исследователь сосредоточивает внимание на изучении лишь наиболее важных сторон и особенностей процессов, стараясь свести к минимуму возмущающее действие второстепенных факторов. Отсюда напрашивается естественная аналогия между экспериментом и абстрагированием. И в том и другом случае исследователь ставит задачу — изучить ход процесса «в чистом виде», и поэтому не принимает в расчет множество дополнительных факторов и обстоятельств.

          Но, пожалуй, больше чем в другой аналогии, здесь приходится считаться с важными различиями принципиального характера.

           Всякое абстрагирование представляет способ мысленного выделения существенных свойств и особенностей исследуемого явления.

           При экспериментировании с помощью специальных средств и приборов создают искусственную среду, которая даст возможность анализировать явления в условиях, более или менее свободных от возмущающего влияния второстепенных факторов.

            В реальной практике научного исследования абстрагирование всегда предшествует эксперименту. Прежде чем поставить эксперимент, ученый должен исходить из некоторой гипотезы или просто догадки о том, какие свойства или факторы в изучаемом явлении считать существенными, а какие можно не принимать во внимание.

          

 

          

              

               К числу важнейших проблем, которые требуют привлечения экспериментального метода, относится прежде всего опытная проверка гипотез и теорий. Это самая известная и наиболее существенная функция эксперимента в научном исследовании, которая служит показателем зрелости самого метода.

               Ни в античности, ни в средние века не было эксперимента в точном смысле этого слова, так как там целью опытов скорее был сбор данных, чем проверка идей.

               Огромные успехи в развитии механики в Новое время были связаны с тем, что разработка новых ее гипотез и теорий шла рука об руку с их экспериментальной проверкой. Постепенно такой метод проверки новых гипотез и теорий проник во все отрасли естествознания, а в наше время успешно используется и в ряде социальных наук.

               Не менее ценную роль эксперимент играет при формировании новых гипотез и теоретических представлений.

             Эвристическая функция эксперимента при создании гипотез состоит в том, чтобы использовать опыт для уточнения и исправления первоначальных допущений и догадок. В ходе исследования ученый не только уточняет свою первоначальную догадку и доводит ее до уровня научной гипотезы, но одновременно проверяет эту гипотезу сначала по частям, а затем и целиком.

           

 

             Какой бы эксперимент, однако, ни осуществлялся, он всегда служит лишь определенным звеном в общей цепи научного исследования. Поэтому его нельзя рассматривать как самоцель и тем более противопоставлять теории.

             Если эксперимент ставит вопрос  природе, то такой вопрос может возникнуть лишь в сфере идей и при достаточно высоком уровне развития теоретического знания. Как уже отмечалось, сам план проведения эксперимента, интерпретация его результатов требуют обращения к теории. Без теории и ее руководящих идей невозможно никакое научное экспериментирование.

              В реальной практике научного исследования эти ступени выступают во взаимодействии и единстве. Бесспорно, что теоретические представления всегда основываются на каких-то эмпирических данных или фактах. В конечном счете все знание опирается на опыт, эксперимент, практику. Однако само эмпирическое познание, особенно в науке, отталкивается от существующих теоретических представлений.

               Только учет их диалектической взаимосвязи и взаимодействия дает возможность правильно понять не только весь процесс исследования в Целом, но и отдельные его этапы и методы.

            

            За четыре века существования экспериментальный метод продемонстрировал свою высокую эффективность как важнейший способ эмпирического исследования. Эта эффективность возрастала но мере усложнения экспериментальной техники и степени зрелости теоретической мысли. От простейших опытов, представляющих по сути дела усложненные наблюдения, до создания индустриальных установок для ускорения заряженных частиц, получения высоких и сверхвысоких температур и давлений, мощных радиотелескопов и космических лабораторий — вот тот гигантский скачок, который характеризует развитие экспериментальной техники.

             Возникает вопрос: если экспериментальный  метод является столь эффективным методом эмпирического исследования, то почему он не применяется во всех науках? Главным условием успешного применения экспериментального метода в той или иной науке является принципиальная возможность активной, преобразующей деятельности исследователя с изучаемым объектом. Действительно, наибольший успех, достигнутый с помощью этого метода, относится главным образом к физике и химии, где легче всего можно вмешиваться в ход исследуемых процессов.

               В некоторых науках ученые  объективно не могут воздействовать на изучаемые процессы. Так, в астрономии, несмотря на большой успех космических исследований, они часто вынуждены ограничиваться наблюдениями за небесными телами. То же самое следует сказать о геологии и некоторых других науках. Такие науки хотя и используют эмпирические методы (например, наблюдения и измерения), но не относятся к наукам экспериментальным.

 

              

Выводы

 

•          Как видно, эксперимент действительно является важнейшим методом познания окружающего нас мира, что позволяет называть его основой естественнонаучного знания.
•          Как метод эмпирического познания, эксперимент – в отличии, например, от наблюдения – представляет наиболее широкие возможности и средства в познании сущности огромного множества процессов и явлений. В экспериментальном исследовании не природа, а человек создает различные условия и обстоятельства, что позволяет “подстроить” саму окружающую действительность в пределах определенных рамок.
•           Конечно же, эксперимент не может существовать обособленно. В осуществлении экспериментального исследования, как уже упоминалось, огромную роль играет теоретическая база. Теоретические предпосылки и подготовка эксперимента представляют собой “львиную долю” самого процесса экспериментального исследования.
•            Но все же, в большинстве своем, именно посредством экспериментального исследования, были достигнуты огромные успехи в области науки и техники. Это и дает право называть именно эксперимент основой естествознания.