Сущность научного знания n n Наука — сфера

Сущность научного знания n n Наука - сфера деятельности людей, функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности Знание – форма существования и систематизации результатов познавательной деятельности человека, который в своей деятельности отражает (идеально воспроизводит) объективные закономерные связи реального мира n n Основным субъектом науки являются научные работники, коллективы ученых и вспомогательный персонал Объектами науки принято считать все состояния бытия, которые становятся сферой приложения активности субъекта

Научное знание строится и организуется по определенным законам n Отличительные качества научного знания — q систематизированность q обоснованность n Здесь многое определяет специфический научный метод - процедура получения знания, позволяющая впоследствии его воспроизвести, проверить и передать другому n Элементы научного знания: q Факты q Закономерности q Теории q Научные картины мира n

Научное знание n Характерные признаки научности- обоснованность, доказательность получаемого знания n Важнейшие способы обоснования эмпирического знания : q проверка наблюдениями и экспериментами, q обращение к первоисточникам, статистическим данным n Обязательные требования при обосновании теоретических концепций: q их непротиворечивость q соответствие эмпирическим данным q возможность описывать известные явления и предсказывать новые

Критерии научности n n Принцип верификации n Какое-либо понятие или n суждение имеет значение, если оно сводимо к непосредственному опыту , т. е. эмпирически проверяемо Принцип фальсификации Только то знание может претендовать на звание «научного» , которое в принципе опровержимо n Достаточно одного яблока, полетевшего прочь о Земли, чтобы признать закон всемирного тяготения ложным

Критерии научности Фальсифици руемость (принципиальная Верификация — проверка, опровержимость утверждения, проверяемость, способ опроверга емость, крите рий подтверждения каких-либо По ппера) — критерий научности теоретических положений, эмпирической теории, алгоритмов, программ и сформулированный К. Р. Поппером в процедур путем их 1935 году. сопоставления с опытными n Теория удовлетворяет критерию (эталонными или Поппера (является эмпирическими) данными, фальсифицируемой и, алгоритмами и программами. соответственно, научной) в том Принцип верификации был случае, если существует выдвинут Венским кружком. методологическая возможность её «Ве нский кружо к» опровержения путём постановки того (нем. Wiener Kreis) — название или иного эксперимента, даже если сообщества учёных, регулярно такой эксперимент ещё не был собиравшихся в Вене с конца 20 поставлен. -х и до середины 30 -х годов XX n века. Руководителем кружка был Иначе говоря, согласно критерию Поппера, — научная теория не может профессор кафедры быть принципиально индуктивных наук Мориц Шлик. неопровержимой. n n n

Познание как процесс отражения действительности n n n q q q n Познание -процесс отражения и воспроизведения действительности в мышлении субъекта, результатом n которого является новое знание о мире Функции научного познания : n описание объяснение предсказание процессов и явлений действительности Это позволяет управлять n поведением изучаемых объектов и создавать системы с заранее заданным поведением Описание -фиксировании результатов опыта (эксперимента или наблюдения) с помощью систем обозначения, принятых в науке Объяснение - раскрытие сути изучаемого объекта через постижение закона, которому подчиняется данный объект Научное предвидение —определение и описание на основе научных законов явлений природы и общества, которые не известны в данный момент, но могут возникнуть или быть изучены в будущем Прогнозирование (важнейшая форма научного предвидения) - выработка суждений о состоянии какого-либо объекта или явления в будущем (например, прогноз погоды)

Основные положения естественнонаучного познания 1) В основе естественнонаучного познания лежит причинно-следственная связь (причина-объект-следствие) 2) Истинность естественнонаучного знания подтверждается экспериментом, опытом 3) Любое естественно-научное знание относительно n n n Причинность - связь между отдельными состояниями видов и форм материи в процессе ее движения и развития Возникновение любых объектов и систем, изменение их свойств имеет свои основания Эти основания называют причинами Вызываемые ими изменения – следствиями Эксперимент, опыт - критерий естественно-научного истины Любые е-н знания ( понятия, идеи, концепции, модели, теории, экспериментальные результаты и т. п. ) ограничены и относительны. 3 -я стадия научного познания - определение границ соответствия и относительности знаний

n Определение границ соответствия и относительности естественно-научных знаний Например, для классической механики граница соответствия, (интервалом адекватности), означает: ее законы описывают движение макроскопических тел, скорости которых малы по сравнению со скоростью света в вакууме

3 формы познания действительности: чувственная, рациональная, иррациональная n Чувственное познание: q ощущение q восприятие q представление q q q С помощью ощущений в сознании человека происходит отражение отдельных свойств внешних предметов и внутренних состояний организма при непосредственном воздействии материальных раздражителей Восприятие отвечает за отражение в сознании человека внешних предметов и ориентации в окружающем мире Представления - возникающие в сознании человека образы предметов и явлений внешнего мира или их свойств, которые человек когда-то воспринимал или ощущал

3 формы познания действительности: чувственная, рациональная, иррациональная § Рациональные q q q § формы познания: понятия суждения Умозаключения Среди иррациональных форм познания особое значение для науки имеет интуиция q q Понятия — это форма мышления, отражающая предметы в их существенных признаках Суждения - формы мышления, в которых человек выражает вещь в ее связях и отношениях Умозаключение - такая форма мышления, посредством которой из одного или нескольких суждений выводится новое суждение Интуиция - постижение истины путем непосредственного ее усмотрения без обоснования с помощью доказательства

Виды средств и методов науки Естественно-научное познание невозможно без использования соответствующих средств - способов действия и орудий для осуществления какой-либо деятельности 1) важнейшее средство изучения природы - язык науки n 2) Прогресс научного познания существенно зависит от развития используемых наукой средств наблюдения и экспериментальных установок n q q q q q Язык науки характеризуется: специфической лексикой особой стилистикой определенностью используемых понятий и терминов стремлением к четкости и однозначности утверждений строгой логичностью в изложении всего материала использованием математических методов Микроскоп открыл человеку новые миры современный электронный микроскоп позволяет видеть даже атомы Физика элементарных частиц не могла бы развиваться без специальных установок, подобных синхрофазотронам

Большой адро нный колла йдер (БАК) n n n — ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов (ионов свинца) и изучения продуктов их соударений Коллайдер построен в научноисследовательском центре Европейского совета ядерных исследований на границе Швейцарии и Франции, недалеко от Женевы БАК является самой крупной экспериментальной установкой в мире. Большим назван из-за своих размеров: длина основного кольца ускорителя составляет 26 659 м; адронным — из-за того, что он ускоряет адроны, то есть частицы, состоящие из кварков коллайдером— из-за того, что пучки частиц ускоряются в противоположных направлениях и сталкиваются в специальных точках

Большой адронный коллайдер смоделировал возникновение Вселенной n n РИА Новости, 7 ноября 2010, 19: 01 Физики, работающие на Большом адронном коллайдере, успешно провели в ускорителе первые столкновения ионов свинца, что позволит им изучить состояние материи, существовавшее в первые мгновения после Большого взрыва, сообщает в воскресенье Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН)

2. 10 13: 38 n n На Большом адронном коллайдере получена кваркглюонная плазма – состояние вещества, существовавшее во Вселенной через 0, 000001 секунды после Большого взрыва. Она возникла в результате столкновений высокоэнергетических тяжелых ионов – ядер свинца. Кварк-глюонная плазма – максимально «распределенное» состояние вещества, где частицы – кварки и глюоны – не связаны так называемыми сильными взаимодействиями, которые сейчас поддерживают существование протонов, нейтронов и вообще всех ядер Периодической системы имени Менделеева, из которых состоит наш мир – живой и неживой n Столкновение ионов свинца в детекторе ALICE (энергия 2. 76 Te. V на пару частиц)

Виды средств и методов науки 3) Основным средством науки, в частности естествознания, были и остаются ее методы q Метод — совокупность правил, приемов, способов, норм познания и действия q Метод организует поиск истины, позволяет экономить силы и время, двигаться к цели кратчайшим путем q Основная функция метода - регулирование познавательной и иных видов деятельности n q q Методология – система определенных принципов, приемов и операций, применяемых в той или иной сфере деятельности (в науке, политике, искусстве и т. п. ) учение об этой системе

Методы научного познания n 1. 2. 3. 4. 5. по степени общности и сфере действия разделяются на: философские общенаучные частнонаучные дисциплинарные междисциплинарные n Фрагмент фрески «Афинская школа» Рафаэля Санти

Методы научного познания n n n В Станца делла Сеньятура (парадном зале Ватиканского дворца) по поручению папы Юлия II Рафаэль пишет фреску «Афинская школа» Воплощает величие философии и науки Основная идея — возможность гармонического согласия между различными направлениями философии и науки — принадлежит к числу важнейших идей гуманистов Под сводами величественного здания расположились группами древнегреческие философы и ученые В центре - Леонардо да Винчи в образе Платона и Аристотель Рафаэль Санти Афинская школа ("Философия") 1509 -1511 Фреска Станца делла Сеньятура, кабинет Папы римского

Методы научного познания n 1. 2. 3. 4. 5. по степени общности и сфере действия разделяются на: философские общенаучные частнонаучные дисциплинарные междисциплинарные 1. Среди философских в первую очередь диалектический и метафизический 2. Общенаучные подходы и методы : - системный - структурно-функциональный - кибернетический - вероятностный - моделирование - формализация - синергетический подход и др. Получили широкое развитие в науке XX в. , выступая в качестве промежуточной методологии между философскими и фундаментальными принципами специальных наук

Методы научного познания n 1. 2. 3. 4. 5. по степени общности и сфере действия разделяются на: философские общенаучные частнонаучные дисциплинарные междисциплинарные 3. Частнонаучные методы - это совокупность способов, принципов познания, исследовательских приемов и процедур, применяемых в той или иной отрасли науки: методы механики, физики, химии, биологии и т. д. 4. Дисциплинарные методы - система приемов, применяемых в той или иной научной дисциплине, входящей в какую-нибудь отрасль науки или возникшей на стыке наук 5. Методы междисциплинарного исследования - совокупность ряда синтетических, возникших в результате сочетания элементов различных уровней методологии Нацелены главным образом на стыки научных дисциплин

Методы научного познания n по степени общности и сфере действия разделяются на: n n 1. 2. 3. 4. 5. философские общенаучные частнонаучные дисциплинарные междисциплинарные n n n n В науке на разных ее уровнях широко применяются такие методы и приемы, как: наблюдение измерение сравнение эксперимент анализ и синтез абстрагирование идеализация индукция и дедукция аналогия гипотетико-дедуктивный и др.

Характеристика основных методов науки n n n Диалектика - n n учение о наиболее n общих законах развития природы, n общества и познания и основанный на n этом учении метод мышления и действия В истории n философии известны три основные формы n диалектики: античная идеалистическая n (немецкая) материалистическая Выдвигались различные толкования диалектики: как учения о вечном становлении и изменчивости бытия (Гераклит); искусства диалога, достижения истины путем противоборства мнений (Сократ); метода расчленения и связывания понятий с целью постижения идеальной сущности вещей (Платон); учения о совпадении (единстве) противоположностей (Николай Кузанский, Дж. Бруно); способа разрушения иллюзий человеческого разума, который, стремясь к цельному и абсолютному знанию, неминуемо запутывается в противоречиях (И. Кант); всеобщего метода постижения противоречий развития бытия, духа и истории (Г. В. Ф. Гегель); учения и метода, выдвигаемых в качестве основы познания действительности и ее революционного преобразования (К. Маркс, Ф. Энгельс, В. И. Ленин). Диалектическая традиция в русской философии XIX-XX вв. нашла воплощение в учениях B. C. Соловьева, П. А. Флоренского, С. Н. Булгакова, H. A. Бердяева и Л. Шестова. В западной философии XX в. диалектика развивалась преимущественно - в русле неогегельянства, экзистенциализма, различных течений религиозной философии

Характеристика основных методов науки n n Метафизика (букв, «после физики» ) употребляется в трех основных значениях: 1) как синоним философии 2) как синоним особой философской науки - онтологии, т. е. учения о бытии как таковом, независимо от его частных видов и в отвлечении от вопросов логики и теории познания; 3) философский метод познания, мышления, противостоящий диалектическому методу как своему антиподу n n n Самая характерная черта метафизики - абсолютизация того или иного элемента целого, момента деятельности в любой ее форме Метафизика (как и диалектика) изменялась, выступала в различных исторических формах Специфика метафизики, характерной для философии и науки XVII-XIX вв. , - в отрицании всеобщей связи и развития явлений. Этот метод мышления имел объективную основу своего появления — необходимость исследования предметов в их неизменности, устойчивости, вне связи с другими Исторически вторая форма метафизики не отвергает всеобщую связь явлений, их развитие, но абсолютизирует какой-либо один аспект Метафизический способ мышления вполне правомерен и необходим везде, где не требуется рассматривать предмет в развитии и во всех его взаимосвязях

Характеристика основных методов науки n n Абстрагирование - мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и одновременное выделение, фиксирование одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов Специфической формой абстрагирования является идеализация - формирование абстрактной (идеализированной) модели n n n Например, в математике многие задачи решаются с помощью уравнений без рассмотрения конкретных объектов, стоящих за ними - люди или животные, растения или металлы Так, И. Кеплеру были неважны красноватый цвет Марса или температура Солнца для установления законов обращения планет Примером идеализированной модели "идеального газа" в физике и термодинамике может послужить теоретическая модель реального газа, в которой молекулы - материальные точки, не имеющие сил межмолекулярного сцепления

Характеристика основных методов науки n Обобщение - переход на более высокую ступень абстракции путем выявления общих признаков (свойств, отношений, тенденций развития и т. п. ) n Влечет за собой появление новых научных понятий, законов, теорий n n n примеры обобщения: от понятия "треугольник" к понятию "многоугольник" от понятия "механическая форма движения" к понятию "форма движения материи"

Характеристика основных методов науки n § § Анализ – q Например: с помощью химического анализа изучают химический состав реальное или мысленное исследование путем разложения объекта на составные части для изучения вещества его структуры q Анализ фиксирует в основном то Синтез - реальное или специфическое, что отличает части друг мысленное объединение от друга составных частей объекта в q Синтез вскрывает то общее, что единое целое (систему) связывает части в единое целое Результат синтеза - q Некоторые виды научной деятельности совершенно новое являются по преимуществу образование аналитическими (аналитическая химия) или синтетическими (синергетика)

Характеристика основных методов науки n n q По степени универсальности методов и области их применения различают: методы мышления (теоретические методы), содержащие правила, следуя которым можно получить научное знание формализация, аксиоматический и гипотетико-дедуктивный методы, абстрагирование, идеализация, обобщение, анализ и синтез, индукция и дедукция и т. д. методы эмпирического исследования наблюдение, измерение, сравнение, эксперимент, описание § q методы, которые используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне исследования эксперимент, анализ и синтез, индукция и дедукция и т. п.

Структура научного знания n n n n n В самом простом виде : фактический материал первоначальные обобщения в понятиях и других абстракциях научные предположения (гипотезы) законы, принципы и теории философские установки методы, идеалы и нормы научного познания социокультурные основания стиль мышления

Структура научного знания n n n По степени обобщенности материала - наиболее общую систему научных теорий называют научной картиной мира Научная картина мира - это целостная система представлений об общих свойствах и закономерностях природы, результат обобщения и синтеза основных научных понятий, принципов, методологических установок n q q q Различают: общенаучную картину мира картины мира наук, близких по предмету исследования (например, естественнонаучная картина мира) картины мира отдельных наук: физическая, биологическая, географическая и др

Структура научного знания n n n q q q Научная картина мира может быть представлена в виде суммы частных картин мира (физической, биологической, географической и т. д. ), которые в свою очередь включают соответствующие концепции - определенные способы понимания, трактовки какого-либо предмета, явления, процесса Научные картины мира и концепции складываются из: научных фактов гипотез проблем принципов законов, теорий и т. д.

Структура научного знания n n n Научные факты — это факты, установленные путем наблюдения или экспериментов Гипотеза - вид знания предположительного характера, истинность или ложность которого еще предстоит доказать Научная проблема — осознанные вопросы, для ответа на которые недостаточно имеющихся знаний Научные принципы - наиболее общие и важные фундаментальные положения теории Законы науки — теоретические утверждения, выражающие существенные связи явлений Научная теория - систематизированные знания в совокупности, объясняющие множество фактов и описывающие посредством системы законов определенный фрагмент реальности

От гипотезы к теории n n n а Является ли шарообразная Земля центром Вселенной? Аристарх Самосский (конец 4 в. — 1 -я пол. 3 в. до н. э), – нет, Аристотель(384 -322 до н. э. ), за ним Птоломей ( II век н. э. ) – да. Клавдий Птоломей, исходя из физики Аристотеля, жившего за 500 лет до него, строит геоцентрическую систему мира: все светила движутся вокруг шарообразной неподвижной Земли, являющейся центром мироздания. Теория небесных сфер Аристотеля-Птоломея просуществовала почти 1. 5 тыс. лет, пока не была научно опровергнута Н. Коперником. Геоцентрическая система мира сменилась гелиоцентрической.

n n n Естественно-научное познание Движение к истине тернисто. Многие великие научные идеи первоначально отвергались как противоречащие общепринятым взглядам Не были сразу же приняты научным сообществом ни квантовая гипотеза Макса Планка, ни постулаты Нильса Бора. Обобщая свой опыт участия в научной дискуссии, Макс Планк писал: "Великая научная идея редко внедряется путем постепенного убеждения и обращения своих противников. . . n В действительности дело происходит так, что оппоненты постепенно вымирают, а растущее поколение с самого начала осваивается с новой идеей. . . " Макс Карл Эрнст Людвиг Планк ( Max Karl Ernst Ludwig Planck; 1858— 1947, ) — выдающийся немецкий физик. Как основатель квантовой теории предопределил основное направление развития физики с начала XX века

Уровни научного знания и их соотношение n q q n Научное знание включает в себя два основных взаимосвязанных, но качественно различных уровня – эмпирический теоретический Фундаментом науки являются твердо установленные факты, полученные эмпирическим, т. е. опытным, путем, например совокупность эмпирических данных, полученных в результате астрономических наблюдений за перемещениями небесных тел

Пример: астрономия Эмпирические методы Первые закономерности в природе были n n n § Наблюдение - q целенаправленное пассивное изучение предметов при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя Наблюдение: -непосредственное -опосредованное различными приборами и другими техническими устройствами относится к активной форме деятельности n n установлены в движении небесных тел и были основаны на наблюдениях, осуществляемых невооруженным глазом Первая подзорная труба была изобретена Галилеем, который с ее помощью изучал Луну, открыл четыре спутника Юпитера Только спустя полвека голландскому ученому Христиану Гюйгенсу удалось рассмотреть кольца Сатурна Сегодня астрономия немыслима без разнообразных телескопов, в том числе и радиотелескопов

Эмпирические методы § Эксперимент - q наблюдение за объектами и явлениями в специально созданных и контролируемых условиях Изучаемый объект ставится в особые, специфические и варьируемые условия, чтобы выявить его существенные характеристики и возможности их изменения под влиянием внешних факторов n Так выглядит мюонный детектор

Эмпирические методы n n Основные особенности современного эксперимента : возрастание роли теории при подготовке к эксперименту (все чаще эксперименту предшествует теоретическая работа большой группы ученых); сложность технических средств эксперимента (электронная аппаратура, высокочувствительные приборы и т. п. ); масштабность экспериментов (некоторые экспериментальные объекта представляют собой сложнейшие сооружения крупных масштабов, требующие больших финансовых затрат) n Так выглядит мюонный детектор

Эмпирические методы n измерение - выявление n n описание - фиксация n n q q количественных характеристик изучаемой реальности в результате измерения происходит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах и явлениях n сравнение – установление сходства и различия объектов одновременное выявление соотношения и оценка общих для двух или более объектов свойств или признаков n Российский химик Д. И. Менделеев (18341907) писал: "Наука началась тогда, когда люди научились мерить; точная наука немыслима без меры» Сa. CO 3(т) = Сa. O(т) + CO 2 (г) Например, для определения массы какого-либо тела необходимо сравнить ее с массой другого тела, принятого за эталон Так, относительную массу любого атома определяют как отношение его абсолютной массы к 1/12 части массы атома изотопа углерода-12 (1, 66057*10 -24 г).

Теоретические методы n n Формализация построение абстрактных моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности n Аксиоматизация § теории строят на основе аксиом - утверждений, доказательства истинности которых не требуется n Гипотетикодедуктивный метод создаются системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах § - При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами) - Одним из основных (универсальных) языков научного исследования в области технических наук является математический язык Первая исторически известная научная теория, построенная на основе аксиоматического метода, - это геометрия древнегреческого математика Евклида (III в. до н. э. ) В начале ХХ в. выдвинутая Планком квантовая гипотеза света после проверки стала научной теорией, а гипотезы о существовании "теплорода", "флогистона", "эфира" и др. , не найдя подтверждения, были опровергнуты

Индуктивный и рационалистический пути познания § Индукция - движение мысли от частного к общему - метод установления общих закономерностей посредством обобщения единичных фактов § Дедукция - это движение мысли от общего к частному - способ логического умозаключения, при котором исходными положениями (посылками) являются гипотезы (аксиомы, постулаты), имеющие характер общих утверждений, а конечными положениями - следствия (утверждения, выводы) из посылок n n § Полная индукция - это вывод общей закономерности обо всех объектах некоторого множества на основании рассмотрения каждого объекта данного множества Чаще всего этот вид индукции применяется в математике (математическая индукция). На практике чаще применяется другой вид индукции - неполная индукция, при которой вывод обо всех объектах множества делается на основании изучения лишь части объектов Пример: выборочный контроль качества продукции По словам А. Конан Дойля, дедукция - это искусство делать выводы

Индуктивный и рационалистический пути познания § § § В основе предложенного Ф. Бэконом эмпирического, или индуктивного, метода лежит индукция В эмпирической программе заложена идея о том, что практическое знание о мире можно получить только из опыта, т. е. на основе наблюдений и эксперимента По мысли Бэкона, движение от частных случаев ко все более широким обобщениям является единственно возможным путем познания § природы Фрэ нсис Бэ кон (англ. Francis Bacon); (1561 — 1626) — английский философ, историк, политический деятель, основоположник эмпиризма

Индуктивный и рационалистический пути познания n n § Рене Дека рт (фр. René Descartes; ) (1596 -1650) французский математик, философ, физик и физиолог Рационалистическую программу научного исследования предложил Р. Декарт По его представлениям, основу исследования должны составлять интуиция и дедукция: - интуиция позволяет выделить в реальности простые и самоочевидные истины, - на основании дедукции (движения познания от общего к частному) из простых истин можно вывести достаточно сложные знания

Индуктивный и рационалистический пути познания § В истории науки известны фундаментальные теоретические результаты, которые были получены без непосредственного обращения к эмпирическому материалу Например, не существовало никаких особых фактов, которые могли бы послужить А. Эйнштейну для создания общей теории относительности, а специальная теория относительности была создана при рассмотрении теоретической проблемы, связанной с истолкованием природы пространства-времени

Гипотетико-дедуктивный методмодель строения современного научного знания 1) 2) 3) 4) 5) 6) Установление эмпирических фактов Первичное эмпирическое обобщение Обнаружение отклоняющихся от правила фактов Изобретение теоретической гипотезы с новой схемой объяснения Логический вывод (дедукция) из гипотезы всех наблюдаемых фактов – что является ее проверкой на истинность Подтверждение гипотезы констатирует ее в теоретический закон

Научное открытие и доказательство n n Открытие - установление новых, ранее неизвестных закономерностей, свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень познания Интуиция – способность постижения истины путем прямого ее усмотрения без обоснования с помощью доказательств n n n Доказательство – установление (обоснование) истинности высказывания, суждения, теории Тезис-положение, истинность или ложность которого выясняется посредством доказательства Аксиомы – положения, не доказываемые в данной науке и играющие в ней роль допускаемых оснований доказываемых истин

Научное открытие n n «Все знают, что это невозможно. Но вот приходит невежда, которому это неизвестно - он -то и делает открытие» Альберт Эйнштейн