Научная теория и методы научного познания

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ижевская государственная сельскохозяйственная академия

Факультет непрерывного профессионального образования

Контрольная работа

по дисциплине: Концепция современного естествознания

на тему: «Научная теория и методы научного познания»

Проверил:

ст. преподаватель - А.А. Баранчук

Выполнил:

студент 1 курса - Л.Р. Харисова

специальность «Бухгалтерский учет,

анализ и аудит»

Ижевск 2007

Научная теория

Понимание науки как одной из форм общественного сознания и сферы культуры, дающей достоверные знания о действительности, не является окончательным и завершенным. Остается нераскрытым вопрос о формах проявления научных знаний. Ученые считают, что основной формой научного знания являются научные теории.

Теория как форма научного знания

Теория выступает как наиболее сложная и развитая форма научного знания. Генетически ей предшествуют другие формы, такие, как программы, типологии, классификации, составляющие базу для ее формирования. Поэтому теории возникают на базе таких программ или парадигм (совокупности предпосылок, определяющих конкретное научное исследование и признанных на данном этапе развития науки).

В рамках этих парадигм формулируются самые общие базисные положения, используемые в теории, задаются идеалы научного объяснения и организации научного знания, его оценки. Общность этих базисных положений определяется философскими принципами, лежащими в основе научных программ.

Эти программы, в свою очередь, функционируют в рамках всего культурно-исторического целого, так как от типа культуры (культура в данном случае понимается как культура определенного народа; или группы родственных народов в определенный период времени) зависит, какие проблемы находятся в центре внимания общества, предпочтительный способ решения этих проблем позиция общества и политика государства по отношению ученым и их запросам.

Поскольку культура общества не является однородной, рамках одного культурно-исторического целого может быть сформулировано несколько научных программ. В свою очередь, одна научная программа порождает, как правило, несколько научных теорий. Непонимание или недостаточное внимание к проблеме связи науки и культуры в целом приводит к невозможности выявления причин развития науки, смены научных парадигм.

Структура научной теории

Приступая к описанию структуры научной теории, необходимо отметить, что его можно давать как с содержательной, так и с формальной стороны. С содержательной стороны теория состоит из эмпирического базиса, то есть совокупности зафиксированных в данной области знания фактов, установленных в ходе экспериментов и требующих своего теоретического обобщения; логического аппарата теории, то есть множества допустимых в рамках теории правил логического вывода и доказательства, с помощью которых делаются выводы из эмпирических фактов; собственно теории, то есть совокупности выведенных в теории утверждений с их доказательствами.

Однако более интересен анализ теории с формальной точки зрения .В этом случае теория предстает перед нами в виде множества допущений, постулатов, аксиом, общих законов, в совокупности описывающих объект теории. Они часто определяются через термины других теорий, обычного естественного языка или вводятся в теорию в виде аксиом - предложений, не требующих доказательств. Из исходных терминов с помощью логических правил вывода можно получить производные термины - они всегда определяются через исходные термины.

Наряду с отмеченными выше во всех теориях есть утверждения и допущения, не доказываемые в рамках самой теории, но играющие такую важную роль, что их пересмотр или удаление влекут за собой отмену всей теории.

Это идеалы объяснения, доказательства, организации знания - то, что уходит корнями в культуру своей эпохи, то, что мы называем научной программой. Как эти положения с формальной точки зрения соотносятся с теорией?

Мы выделяем собственные основания теории - это исходные термины и предложения теорий, которые логически (с помощью правил и законов логики) обусловливают остальные ее термины и предложения. Собственные основания принадлежат самой теории, находятся внутри нее.

Также есть вспомогательные основания теории - то, что служит для построения, обоснования теорий, решения ее прикладных и теоретических проблем. Среди них выделяются несколько групп:

1. Семиотические основания - правила построения языка теории и теории в этом языке. Часть научных теорий использует естественный язык (то есть язык, на котором мы говорим), вводя некоторые ограничения (например, запрещение многозначности терминов). Но многое теории требуют формализованных языков (например, многочисленные языки компьютерного программирования), построенных по специальным правилам, удобным для данной теорий.

2. Методологические основания - методы, которыми пользуется данная наука. Они могут привлекаться из других теорий, наук, философии.

3. Логические основания- те правила и законы логики по которым из исходных терминов и предложений теории получаются производные при сохранении определенного изначального семиотического значения предложений. Это средства логической систематизации теории, приведения ее терминов и предложений в логическую систему.

Современные теории используют не только общеизвестную классическую (аристотелевскую) логику, но и многочисленные неклассические логики, многие из которых создают специально, с учетом запросов конкретной теории.

4. Прототеоретические основания - те теории, которые используются в качестве оснований данной теории. Например, для физики - это математика, для философии естествознания - все частные естественные науки и т.д.

5. Философские основания - категории и принципы философии, используемые для построения, обоснования теории и решения ее проблем.

Примерами философских проблем научных теорий являются: отношение теории к действительности, методы и критерии оценки истинности теории, введение и исключение абстракций, анализ содержания и формы теории.

В качестве философских оснований науки использовались различные философские концепции. Философские основания должны быть адекватны данной науке, то есть должны способствовать обновлению, развитию, практическому применению и решению основных проблем данной науки.

Иначе говоря, развитие самой теории небезразлично к философским основаниям этой теории.

Например, хорошо известно, что становлению геометрии Лобачевского, то есть становлению новых для своего времени собственных оснований геометрии (новой системы аксиом, допускающей пересечение параллельных прямых), существенно препятствовали метафизические философские основания математики, господствовавшие в науке того времени. Ведь никаких аргументов логического или методологического характера против геометрии Лобачевского не было. Ее противники выдвигали аргументы чисто гносеологического характера, их не устраивал способ решения Лобачевским проблем истинности.

Соотношение философских оснований науки и научной теории является оптимальным, если философские основания работают независимо от специфики этапа развития науки.

Другими словами, подлинная адекватность философских оснований достигается при их независимости конкретных гносеологических предпосылок, принимаемых на данном этапе развития науки.

Методы научного познания

Каждая наука использует различные методы, которые зависят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что они относительно независимы от типа проблем, но зато зависимы от уровня и глубины научного исследования, что проявляется прежде всего в их роли в научно-исследовательских процессах.

Иными словами, в каждом научно-исследовательском процессе меняется сочетание методов и их структура. Благодаря этому возникают особые формы (стороны) научного познания, важнейшими из которых являются эмпирическая, теоретическая и производственно-техническая.

Эмпирическая сторона предполагает необходимость сбора фактов и информации (установление фактов, их регистрацию, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систематизация).

Теоретическая сторона связана с объяснением, обобщением, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, предсказанием новых фактов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается научная картина мира и тем самым осуществляется мировоззренческая функция науки.

Производственно-техническая сторона проявляет себя как непосредственная производственная сила общества, прокладывая путь развитию техники, но это уже выходит за рамки собственно научных методов, так как носит прикладной характер.

Средства и методы познания соответствуют рассмотренной выше структуре науки, элементы которой одновременно являются и ступенями развития научного знания. Так, эмпирическое, экспериментальное исследование предполагает целую систему экспериментальной и наблюдательной техники (устройств, в том числе вычислительных приборов, измерительных установок и инструментов), с помощью которой устанавливаются новые факты.

Теоретическое исследование предполагает работу ученых, направленную на объяснение фактов (предположительное - с помощью гипотез, проверенное и доказанное - с помощью теорий и законов науки), на образование понятий, обобщающих опытные данные. То и другое вместе осуществляет проверку познанного на практике.

В основе методов естествознания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливает друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, опыт - слепым.

Методы естествознания могут быть подразделены на следующие группы:

1. Общие методы, касающиеся любого предмета, любой науки. Это различные формы метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его ступени, например, метод восхождения от абстрактного к конкретному, единства логического и исторического. Это, скорее, общефилософские методы познания.

2. Особенные методы касаются лишь одной стороны изучаемого предмета или же определенного приема исследования: анализ, синтез, индукция, дедукция. К числу особенных методов также относятся наблюдение, измерение, сравнение и эксперимент.

В естествознании особенным методам науки придается чрезвычайно важное значение, поэтому в рамках нашего курса необходимо более подробно рассмотреть их сущность.

Наблюдение - это целенаправленный строгий процесс восприятия предметов действительности, которые не должны быть изменены. Исторически метод наблюдения развивается как составная часть трудовой операции, включающей в себя установление соответствия продукта труда его запланированному образцу.

Эксперимент- метод познания, при помощи которого явления действительности исследуются в контролируемых и управляемых условиях.

Аналогия- метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного в ходе рассмотрения какого- либо одного объекта, на другой, менее изученный и в данный момент изучаемый. Метод аналогии основывается на сходстве предметов на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, что позволяет получить вполне достоверные знания об изучаемом предмете.

Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Здесь чрезвычайно важно четко выявить условия, при которых он работает наиболее эффективно. Однако в тех случаях, когда можно разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.

Моделирование - метод научного познания, основанный на изучении каких-либо объектов посредством их моделей. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя интересующей нас объекта или явления. Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования- оригиналом, или прототипом. При этом модель выступает как такой заместитель прототипа, который позволяет получить о последнем определенное знание.

Таким образом, сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью, причем в качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Возможность моделирования основана на том, что модель определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. При моделировании очень важно наличие соответствующей теории или гипотезы, которые строго указывают пределы и границы допустимых упрощений.

Современной науке известно несколько типов моделирования:

1) предметное моделирование, при котором исследование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические или функциональные xapaктеристики объекта-оригинала;

2) знаковое моделирование, при котором в качестве моделей выступают схемы, чертежи, формулы. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование, производимое средствами математики и логики;

3) мысленное моделирование, при котором вместо знаковых моделей используются мысленно-наглядные представления этих знаков и операций с ними.

В последнее время широкое распространение получил модельный эксперимент с использованием компьютеров, которые являются одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющими оригинал. В таком случае в качестве модели выступает алгоритм (программа) функционирования объекта.

Анализ- метод научного познания, в основу которого положена процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части. Расчленение имеет целью переход от изучения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстрагирования от связи частей друг с другом.

Анализ - органичная составная часть всякого научного исследования, являющаяся обычно его первой стадией, когда исследователь переходит от нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, а также его свойств и признаков.

Синтез - это метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета. Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. В синтезе происходит не просто объединение, а обобщение аналитически выделенных и изученных особенностей объекта. Положения, получаемые в результате синтеза, включаются в теорию объекта, которая, обогащаясь и уточняясь, определяет пути нового научного поиска.

Индукция- метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента.

Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточно широкого множества единичных фактов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины, или эмпирические законы.

Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция строит общий вывод на основании изучения всех предметов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода. Суть неполной индукции состоит в том, что она строит общий вывод на основании наблюдения ограниченного числа фактов, если среди последних не встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Пoэтoму естественно, что добытая таким путем истина неполна, здесь мы получаем вероятностное знание, требующее дополнительного подтверждения.

Дедукция - метод научного познания, который заключаете в переходе от некоторых общих посылок к частным результатам - следствиям.

Умозаключение по дедукции строится по следующей схеме все предметы класса «А» обладают свойством «В»; предмет «а» относится к классу «А»; значит «а» обладает свойством «В», целом дедукция как метод познания исходит из уже познанных законов и принципов.

Поэтому метод дедукции не позволяет получить содержательно нового знания. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного содержания общепринятых посылок.

Решение любой научной проблемы включает выдвижение различных догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в старые теории.

Гипотезы возникают в неопределенных ситуациях, объяснение которых становится актуальным для науки. Kpoме того, на уровне эмпирических знаний (а также на уровне их объяснения) нередко имеются противоречивые суждения. Для разрешения этих проблем требуется выдвижение гипотез.

Гипотеза- представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза есть не достоверное знание, а вероятное, истинность или ложность которого еще не установлены.

Любая гипотеза должна быть обязательно обоснована либо достигнутым знанием данной науки, либо новыми фактами (неопределенное знание для обоснования гипотезы не используется). Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, систематизации их, а также фактов за пределами данной области, предсказывать появление новых фактов (например, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в начале XX в., привела к созданию квантовой механики, квантовой электродинамики и др. теорий). При этом гипотеза не должна противоречить уже имеющимся фактам.

Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и верифицируемости. Фальсификация- процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Требование фальсифицируемости гипотез означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Неопровержимое знание (например, истины религии) к науке отношения не имеет. При этом сами по себе результаты эксперимента опровергнуть гипотезу не могут. Для этого нужна альтернативная гипотеза или теория, обеспечивающая дальнейшее развитие знаний.

В противном случае отказа от первой гипотезы не происходит. Верификация - процесс установления истинности гипотезы или теории в результате их эмпирической проверки. Возможна также косвенная верифицируемость, основанная на логических выводах из прямо верифицированных фактов.

3. Частные методы - это специальные методы, действующие либо только в пределах отдельной отрасли науки, либо за пределами той отрасли, где они возникли. Таков метод кольцевания птиц, применяемый в зоологии. А методы физики, использованные в других отраслях естествознания, привели к созданию астрофизики, геофизики, кристаллофизики и др.

В ходе развития науки методы могут переходить из более низкой категории в более высокую: частные превращаться в особенные, особенные в общие.

Методы изучения биологии. Для изучения живой природы биологи применяют различные методы. Наблюдение позволяет выявить объекты и явления. Сравнение дает возможность установить закономерности, общие для разных явлений в живой природе. В эксперименте или в опыте создается ситуация, помогающая выявить те или иные свойства биологических объектов. Исторический метод позволяет на основе данных о современном органическом мире и его прошлом познавать процессы развития живой природы. Кроме этих основных методов применяется много других.

При изучении биологических объектов используется самая различная техника: микроскопы, ультрацентрифуги, разнообразные химические анализаторы, компьютеры и множество других приборов, позволяющих раскрыть тайны живой материи. Свой вклад в изучение биологии вносят специалисты, казалось бы, далекие от биологии: химики, физики, математики, инженеры и многие другие.

Литература

1. КСЕ/ Под ред. С.И. Самыгина- Ростов н/Д: Феникс, 2000.

2. КСЕ/ Т.Г. Грушевицкая, А.П. Садохин: Москва, 1998.

3. Науковедение/ Рачков П.А. М.,1974.