2 Структура и методы естественнонаучного познания 2 1

2. Структура и методы естественнонаучного познания. 2. 1. Основы и структура естественнонаучного познания. 2. 2. Классификация методов научного познания. 2. 3. Концепция аксиом и ее роль в процессе познания. 2. 4. Метод и концепция моделирования объектов. 2. 5. Экспериментальная достоверность и концепция измерений. КСЕ

2. 1. Методы и основные принципы естественнонаучного познания Три основных положения естественнонаучного познания: 1. Любое естественнонаучное знание относительно. 2. В основе естественнонаучного познания лежит причинно-следственная связь. 3. Истинность естественнонаучных знаний подтверждается экспериментом, опытом. КСЕ

Стандартная модель построения научного знания Опытные факты Эмпирический уровень познания Эмпирический закон Теоретическая гипотеза Теоретический уровень познания Теория КСЕ

Критерии проверки истинности научных теорий • Принцип верификации: какое-либо понятие или суждение имеет значение, если оно эмпирически проверяемо. Теория верна, если она подтвердилась экспериментом. • Принцип фальсификации (австрийский философ Карл Поппер, 1902– 1994 г. ): критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость. КСЕ

2. 2. Классификация методов научного познания Научный метод - совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности. Эмпирические методы познания 1. Наблюдение - целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, которые при этом не должны быть изменены. 2. Эксперимент - изучение явления при его воспроизведении в строго контролируемых условиях. КСЕ

Теоретические методы познания 1. Абстрагирование - мысленное отвлечение от всех свойств и связей изучаемого объекта, которые несущественны для данной теории. 2. Идеализация - мысленное выделение какого-либо одного свойства и мысленное конструирование объекта с этим свойством. 3. Формализация - использование специальной символики вместо реальных объектов. 4. Гипотеза – предположение или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. 5. Аналогия - метод, при котором происходит перенос знания с какого-либо одного объекта, на другой, схожий с первым. КСЕ

6. Индукция - получение общего вывода на основании частных посылок, движение от частного к общему. 7. Дедукция - получение частных выводов на основе общих знаний, вывод от общего к частному. 8. Синтез - процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему. 9. Анализ - процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение. КСЕ

2. 3. Концепция аксиом и ее роль в процессе познания Аксиома – утверждение, доказательства истинности которого не требуется. Аксиомы – «точки отсчета» для построения любой науки. Метод аксиом наиболее применим в математике. Давид Гильберт, германский математик, логик (1862 - 1943) - «. . . нередко бывает достаточно небольшого числа исходных положений (аксиом), над которыми затем чисто логическим путем надстраивается всё здание рассматриваемой теории» . КСЕ

Теорема Гёделя (30 -40 годы ХХ века) Для любой непротиворечивой системы аксиом существует утверждение, которое в рамках принятой системы не может быть ни доказано, ни опровергнуто. Другими словами – в природе есть недоказуемые истины!! Переоценка роли интуиции в научном творчестве, которая восполняет ограниченность логического пути познания. Роберт Пенроуз, английский физик, род. 1931 г. – невозможность создания искусственного разума. КСЕ

2. 4. Метод и концепция моделирования объектов Модель - некий материальный или мысленный образ изучаемого объекта или прообраз некоторого объекта, создаваемого человеком. Создание, а затем изучение этих вспомогательных объектов называется моделированием. Л. Ландау: «Главное в физике - это умение пренебрегать» . КСЕ

Типы моделей Материальные Идеальные Наиболее общий признак типа модели Ценность модели в ее способности отображать идеи, представления, чувства Ценность модели в ее материальных качествах Варианты реализации моделей 1. Вербальное описание 2. Символьное отображение 3. Отображение средствами художественного творчества 1. Макеты 2. Образцы 3. Натурный эксперимент КСЕ

Гармонический осциллятор Материальная модель Идеальная модель КСЕ

2. 5. Экспериментальная достоверность и концепция измерений Эксперимент и наблюдение связаны с измерениями. Д. И. Менделеев (1834 -1907 г. ): «Наука началась тогда, когда люди научились мерить; точная наука немыслима без меры» . Измерение – получение числовой информации об изучаемом объекте в результате наблюдения или эксперимента. При измерении производят сопоставление исследуемой величины с эталоном. Измерения бывают прямые и косвенные. КСЕ

Прямые и косвенные измерения Прямые измерения – данные получают в ходе наблюдения или эксперимента. Косвенные измерения – данные получают путем расчетов, выполненных на основе прямых измерений. КСЕ

Погрешности измерений Случайные Абсолютная погрешность Систематические Относительная погрешность хср = х0 – хср х0 – истинное значение результата. Окончательная запись результата измерений должна иметь вид КСЕ

Расчет погрешностей 1. Производим многократные измерения. 2. Определяем результат измерений хср: 3. Находим для каждого измерения: хi = хi − хср. 4. По теории погрешностей из хi определяем абсолютную хср и относительную погрешности результата измерений. Величина погрешности результата измерений определяется: • погрешностью каждого результата • количеством измерений • необходимой достоверностью измерений. КСЕ

Графическое представление результатов измерений ( )А - интерполяция, ( )В - экстраполяция данных. КСЕ