Методы эмпирического и теоретического познания

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общенаучные методы эмпирического познания

Эмпирический уровень научного познания характеризуется непосредственным исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях путем проведения наблюдений, выполнения разнообразных измерений, постановки экспериментов. Здесь производится также первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т.п.

Наблюдение есть чувственное отражение предметов и явлений внешнего мира. Это -- исходный метод эмпирического познания, позволяющий получить некоторую первичную информацию об объектах окружающей действительности.

Научное наблюдение (в отличие от обыденных, повседневных наблюдений) характеризуется рядом особенностей:

- целенаправленностью (наблюдение должно вестись для решения поставленной задачи исследования, а внимание наблюдателя фиксироваться только на явлениях, связанных с этой задачей);

- планомерностью (наблюдение должно проводиться строго по плану, составленному исходя из задачи исследования);

- активностью (исследователь должен активно искать, выделять нужные ему моменты в наблюдаемом явлении, привлекая для этого свои знания и опыт, используя различные технические средства наблюдения).

Научные наблюдения всегда сопровождаются описанием объекта познания. Последнее необходимо для фиксирования тех свойств, сторон изучаемого объекта, которые составляют предмет исследования. Описания результатов наблюдений образуют эмпирический базис науки, опираясь на который исследователи создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным параметрам, проводят классификацию их по каким-то свойствам, характеристикам, выясняют последовательность этапов их становления и развития.

Эксперимент -- более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных его сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов. эмпирический познание термодинамика биосфера ноосфера

Эксперимент включает в себя другие методы эмпирического исследования (наблюдение, измерение). В то же время он обладает рядом важных, присущих только ему особенностей.

а) эксперимент позволяет изучать объект в «очищенном» виде, т. е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. Например, проведение некоторых экспериментов требует специально оборудованных помещений, защищенных (экранированных) от внешних электромагнитных воздействий на изучаемый объект.

б) в ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, т. е. изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях или, наоборот, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п. В таких искусственно созданных условиях удается обнаружить удивительные, порой неожиданные свойства объектов и тем самым глубже постигать их сущность. Очень интересными и многообещающими являются в этом плане космические эксперименты, позволяющие изучать объекты, явления в таких особых, необычных условиях (невесомость, глубокий вакуум), которые недостижимы в земных лабораториях.

в) изучая какой-либо процесс, экспериментатор может вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. Как отмечал академик И.П. Павлов, «опыт как бы берет явления в свои руки и пускает в ход то одно, то другое и таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях определяет истинную связь между явлениями. Иначе говоря, наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что хочет».

г) важным достоинством многих экспериментов является их воспроизводимость. Это означает, что условия эксперимента, а соответственно и проводимые при этом наблюдения, измерения могут быть повторены столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

Измерение -- это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.

Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, использующих определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений в данном случае имеются в виду какие-то явления, которые положены в основу измерений (например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта).

Наличие субъекта (исследователя), производящего измерения, не всегда является обязательным. Он может и не принимать непосредственного участия в процессе измерения, если измерительная процедура включена в работу автоматической информационно-измерительной системы. Последняя строится на базе электронно-вычислительной техники. Причем с появлением сравнительно недорогих микропроцессорных вычислительных устройств в измерительной технике стало возможным создание «интеллектуальных» приборов, в которых обработка данных измерений производится одновременно с чисто измерительными операциями.

Результат измерения получается в виде некоторого числа единиц измерения. Единица измерения -- это эталон, с которым сравнивается измеряемая сторона объекта или явления (эталону присваивается числовое значение «1»). Существует множество единиц измерения, соответствующее множеству объектов, явлений, их свойств, сторон, связей, которые приходится измерять в процессе научного познания. При этом единицы измерения подразделяются на основные, выбираемые в качестве базисных при построении системы единиц, и производные, выводимые из других единиц с помощью каких-то математических соотношений.

2. Общенаучные методы теоретического познания

Теоретическое познание - это сущностное познание, осуществляемое на уровне абстракции высоких порядков. Здесь орудием выступает понятия, категории, законы, гипотезы и т.д.

Методы теоретического познания, под которыми понимались способы всестороннего исследования действительности в ее существенных законах и связях, стали постепенно надстраиваться над эмпирическими. Но даже, несмотря на это, эмпирическое и теоретическое исследования находились в тесном взаимодействии, предполагая тем самым целостную структуру научного познания. В связи с этим появились даже общенаучные методы теоретического познания, которые в равной степени были свойственны эмпирическому методу познания. В то же время, некоторые методы эмпирического познания использовались и теоретической стадией.

Абстрагирование - это метод, который сводится к отвлечению от каких-либо свойств объекта во время познания с целью более углубленного исследования какой-то одной его стороны. Абстрагирование в конечном результате должно выработать абстрактные понятия, характеризующие объекты с разных сторон.

Аналогия - умственное заключение о сходстве объектов, которое выражается в определенном отношение, исходя из их сходства в несколько иных отношениях.

Моделирование - метод, в основе которого лежит принцип подобия. Сущность его в том, что исследованию подвергается не сам объект, а его аналог (заместитель, модель), после чего полученные данные переносятся по определенным правилам на сам объект.

Идеализация - мысленное конструирование (сооружение) теорий об объектах, понятий, которые на самом деле не существуют в реальности и не могут в нее воплотиться, но такие, для которых в реальности существует аналог или близкий прообраз.

Этот метод основан на универсальном мыслительном приеме, применяемом в любом познавательном процессе -- абстрагировании (лат. - отвлечение), которое представляет собой мысленное отвлечение от одних свойств предмета и выделение других его свойств. Результатом абстрагирования являются абстракции -- понятия, категории, содержанием которых являются существенные свойства и связи явлений.

Анализ - метод деления одного целого на части для того, чтобы каждую часть познать по отдельности.

Синтез - процедура, обратная анализу, заключающаяся в соединении отдельных элементов в одну систему с целью дальнейшего познания.

Индукция - это метод, при котором конечный вывод делается из знаний, полученных в меньшей степени общности. Проще говоря, индукция - это движение от частного к общему.

Дедукция - противоположный метод индукции, обладающий теоретической направленностью.

Формализация - метод отображения содержательных знаний в виде знаков и символов. Базисом формализации является различение искусственных и естественных языков.

Системы, построенные методом формализации, основаны и анализе определенной теории, являются ее знаковой моделью. Они освобождают объект от «мешающих случайностей», создают условия для более глубокого их исследования.

Все эти методы теоретического познания в той или иной степени могут быть присущи и эмпирическому познанию. Исторический и логический методы теоретического познания - тоже не исключение. Исторический метод представляет собой воспроизведение в подробностях истории объекта. Особенно он находит широкое применение в исторических науках, где большое значение имеет конкретность событий. Логический метод также воспроизводит историю, но только в основном, главном и существенном, не уделяя внимания тем событиям и фактам, которые вызваны случайными обстоятельствами.

В научном познании все методы могут проявляться одновременно, находясь в тесном взаимодействии друг с другом. Конкретное же использование отдельных методов определяется уровнем научного познания, а также особенностями объекта, процесса.

3. Основные законы термодинамики

Термодинамика- раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. В отдельные дисциплины выделились химическая термодинамика, изучающая физико-технические превращения, связанные с выделением или поглощением тепла, а также теплотехника.

В термодинамике имеют дело не с отдельными молекулами, а с макроскопическими телами, состоящими из огромного числа частиц. Эти тела называются термодинамическими системами. В термодинамике тепловые явления описываются макроскопическими величинами-- давление, температура, объём, которые не применимы к отдельным молекулам и атомам.

Первый закон термодинамики - это закон сохранения энергии при ее превращениях в макросистемах, состоящих из большого количества частиц.

"Энергия не исчезает и не возникает вновь, она лишь переходит из одного вида в другой в различных физических процессах".Для термодинамических процессов закон устанавливает взаимосвязь между теплотой, работой и изменением внутренней энергии т/д системы:"Теплота, подведенная к системе, расходуется на изменение энергии системы и совершение работы".Уравнение первого закона термодинамики имеет следующий вид: Q = (U₂- U₁) + L , (2.1)где Q - количества теплоты подведенная (отведенная) к системе; L - работа, совершенная системой (над системой);(U₂- U₁) - изменение внутренней энергии в данном процессе. Если: Q > 0 - теплота подводится к системе; Q < 0 - теплота отводится от системы; L > 0 -работа совершается системой; L < 0 - работа совершается над системой.

Для единицы массы вещества уравнение первого закона термодинамики имеет вид: q = Q /m = (u₂- u₁) + l.

Второй закон термодинамики, как и Первый (Закон сохранения энергии) установлен эмпирическим путем. Впервые его сформулировал Клаузиус: "теплотасама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении".

Другая формулировка: все самопроизвольные процессы в природе идут с увеличением энтропии.

Энтропией называется функция состояния системы, определяемая уравнением S=k ln?Г, где ?Г- статистический вес.

Энтропия функция постоянная. Это значит, что она, как и внутренняя энергия, имеет конкретное численное значение, когда система находится в определенном состоянии.

Третий закон термодинамики, называемый также теоремой Нернста, устанавливает начало отсчета энтропии. Оно гласит: энтропия любой термодинамической системы стремится к

нулю при стремлении к нулю абсолютной температуры системы, то есть

Из теоремы Нернста следует, что именно к абсолютной упорядоченности стремится

термодинамическая система при стремлении ее температуры к абсолютному нулю. Это означает, что частицами системы будут заняты все доступные системе состояния.

4. Основные проблемы химии как науки

Химия- наука о составе, строении и свойствах веществ, их превращениях и явлениях, которые сопровождают эти превращения. В современной химии отдельные ее области - неорганическая химия, органическая химия, аналитическая химия, химия полимеров - стали в значительной степени самостоятельными науками.

Основная проблема химии - это не только ее теоретический, но и исторический стержень, - это именно инвариантное ядро химии.

При формулировании основной проблемы химической науки связывает понятие вещества и химического превращения. Вещество - это предмет материального мира, которому при помощи химического превращения могут быть приданы те или иные требуемые свойства. Вещество выступает и в качестве материала в химическом производстве, и в качестве конечного продукта. Вещество оказывается также и побочным результатом химического производства, загрязняющим окружающую среду. Разумеется, превращения вещества происходят в природе и независимо от человека. Изучение этих процессов сопряжено с воспроизведением их или им подобных в лабораторных условиях и затем на производстве, поскольку лучший способ понять сущность какого-либо явления -это теоретическое обоснование и практическое воспроизведение его. Жданов Ю.

А., отмечая эту особенность человеческого познания, пишет: «Свою химическую природу человек способен познать лишь поставив между собой как познающим существом и собой как объектом исследования общественное производство, химическую технологию. Химическая технология преодолевает субъективность подхода человека к своей органической природе, создает основу для строгого и последовательного объективного рассмотрения предмета.». Таким образом, с понятием «вещество» связано соотношение теории и практики, специфическое для химии, и никакие теоретические исследования не могут заменить химику контакт с реальным веществом, достигаемый в экспериментальной и производственной практике ученого.». И законы природы, открываемые химической наукой, существующие независимо от человеческого познания, проявляются в ходе активной преобразующей деятельности человека.

Важнейшей особенностью основной проблемы химии является то, что она имеет ограниченное и строго определенное число способов решения. Речь идет при этом не о частных методах изучения свойств вещества, - их превеликое множество, -а о самих общих способах решения проблемы качественного разнообразия и качественных превращений вещества, а в конечном итоге - о генезисе свойств вещества.

5. Основные проблемы генной инженерии

Последние десятилетия XX в. ознаменовались бурным развитием одной из главных ветвей биологической науки -- молекулярной генетики, которое привело к появлению нового направления --геннойинженерии.

На основе ее методологии начали разрабатываться различного рода биотехнологии, создаваться генетически измененные организмы, генетически модифицированные продукты (ГМП). Появились возможности генетической терапии некоторых заболеваний человека, его зародышевых и соматических клеток, получения идентичных генетических копий данного организма и другие, родственные им направления. Эти формы генетического вмешательства в природу организма уже сейчас требуют оценки и обсуждения своих социально-экономических последствий, как в силу того что вырабатываемые в ходе дискуссий решения воздействуют на направления и темпы проводимых исследований, так и с точки зрения формирования адекватной реакции общества на возможность и необходимость их использования.

Сегодня уже очевидно, что генная и биотехнологии обладают огромным потенциалом и возможностями воздействия на человека и социум. Однако перспективы эти оказываются двойственными. Так, отмечая научные и экономические перспективы генной инженерии, необходимо иметь в виду и ее потенциальную угрозу для человека и человечества, в частности, те опасности, которые могут возникнуть при дальнейшем проникновении человеческого разума в естественные силы природы.

Генная инженерия, безусловно, открывает широкие просторы и множество путей решения проблем медицины, генетики, сельского хозяйства, микробиологической промышленности и т.д. С ее помощью можно целенаправленно манипулировать генетическим материалом с целью создания новых или реконструкции старых генотипов. Имеющиеся достижения в этой области показывают перспективность генной терапии наследственных болезней.

Однако возникает законный вопрос о социально-этической оценке и значимости генной инженерии вообще и генной терапии человека в особенности. Спрашивается, где гарантии того, что генная терапия не будет использована во вред человеку, как это произошло со многими открытиями в области физики, химии и других наук. Иными словами, человечество столкнулось с дилеммой: затормозить прогресс или дать миру новые источники тревог.

Возникает проблема, связанная и с тем, что генная терапия основана на введении в организм чужеродного генетического материала. А это означает непосредственное вмешательство в генотип человека. На данном основании некоторые авторы также выступают против генной инженерии. Думается, что при существующем уровне развития генной инженерии большинство ученых не возьмут на себя смелость дать однозначный ответ на все возникающие вопросы. Вместе с тем, по всей вероятности, возражение против генной инженерии на том основании, что в организм человека вводится чужеродный материал, явно устарело. Достаточно привести в пример факты, доказывающие, скольким людям помогли операции по трансплантации органов, спасшие им жизнь. Эти операции воспринимаются сегодня как нормальное явление и не вызывают каких-либо серьезных возражений этического плана. Кроме того, в случае введения в организм генетического материала вместо аналогичного, но не справляющегося со своими функциями вообще не будет происходить изменение генома. И наконец, противникам генной инженерии следует иметь в виду, что любое лекарственное вещество, введенное в организм, является для него чужеродным телом и довольно часто.

Проблемы, связанные с генной инженерией, сегодня, без преувеличения, приобретают глобальный масштаб. Заболевания на генном уровне все чаще обусловлены развитием цивилизации. В настоящее время человечество пока не склонно отказаться от определенной части техники и технологий, несущих не только комфорт и материальные блага, но и деградацию естественной среды обитания людей.

6. Неизбежность перехода от биосферы к ноосфере

Превращение разума и труда человечества в геологическую силу планетного масштаба происходило в рамках биосферы, составной частью которой оно является. В. И. Вернадский в своих исследованиях неизменно подчеркивал, какое огромное воздействие человечество оказывает на расширение жизни путем создания новых культурных видов растений и животных. Опираясь на идеи Вернадского, изложенные в лекциях о биогеохимической основе биосферы, французский математик и философ Э. Леруа (1870--1954) ввел в 1927 г. понятие ноосферы, или сферы разума, для характеристики современной геологической стадии развития биосферы. Его позицию разделял также крупнейший французский палеонтолог и философ П. Тейяр де Шарден (1881 -- 1955), который в своем труде «Феномен человека» определил ноосферу как одну из стадий эволюции мира. Признавая, что эта стадия, как и сам человек, является результатом тысячелетней истории развитияорганического мира, он, однако, считал движущей силой эволюции целеустремленное сознание («ортогенез»).

В отличие от него Вернадский рассматривает возникновение сознания как закономерный результат эволюции биосферы, которое, однажды возникнув, затем начинает оказывать все возрастающее влияние на биосферу благодаря трудовой деятельности человека. Но трудовая деятельность человечества напрямую зависит от развития его сознания и познания, которое находит наивысшее выражение в результатах научной деятельности, направленной на открытие объективных законов окружающего мира.

Ноосфера, указывал он, есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше.

Первоначальные представления о направленности эволюционного процесса в сторону возникновения мыслящих существ и признание геологической роли человечества были свойственны многим ученым и до Вернадского. Так, уже в XVIII в. известный французский естествоиспытатель Ж. Бюффон высказал идею о царстве человека, которая в XIX в. была развита основателем современной геологии Ж.Л. Агассисом (1807--1873). Хотя эти идеи и опирались на признание все возрастающей роли человечества в изменении лика Земли, но не были связаны с принципом направленности эволюции живого вещества биосферы. Этот принцип в качестве эмпирического обобщения выдвинул американский ученый Дж. Дана (1813--1895), который еще до появления труда Дарвина впервые четко заявил, что эволюция живого вещества идет в определенном направлении. Основываясь на своих исследованиях ракообразных и моллюсков, Дана пришел к выводу, что в течение, по крайней мере, двух миллиардов лет происходило усовершенствование и рост центральной нервной системы животных, начиная от ракообразных и кончая человеком. Этот процесс он назвал цефализацией, при которой достигнутый уровень организации нервной системы никогда не снижается. Хотя при этом возможны и остановки, и скачки, но направление эволюции не идет вспять. Ле Конт, основываясь на принципе направленности эволюции, назвал эру, связанную с появлением на Земле человека, психозойской.

Ближе к нашему времени известный русский геолог А.П. Павлов (1854--1929), оценивая чрезвычайно возросшую роль человечества как мощного геологического фактора, в последние годы жизни настойчиво говорил об антропогенной эре в эволюции биосферы. Подобных высказываний можно было бы привести много, но, за редкими исключениями, они ограничиваются лишь констатацией разрозненных фактов, не рассматривают их в системе и не дают им теоретического объяснения.

Концепция Вернадского впервые привела все известные эмпирические факты и данные в единую, целостную систему знания, которая убедительно объясняет, какие факторы способствовали переходу от биосферы к ноосфере. Концепция основывается на признании решающей роли человеческой деятельности, трупа и, главное, мысли в эволюции биосферы, а через, нее в изменениях происходящих просходящих на Земле геологических процессов и лика Земли и целом. Важно подчеркнуть, что Вернадский не ограничивался исследованием влияния трудовой, производственной деятельности на процессы, происходящие в биосфере и на земной поверхности. Хорошо сознавая, что труд представляет собой целесообразную деятельность, основанную на мысли и воле, он указывает, что ноосфера, или сфера разума, будет все больше и больше определять не только прогресс общества, но и эволюцию биосферы в целом, а через нее и процессы, совершающиеся на Земле. Недаром он рассматривает мысль как планетное явление.

Эволюционный процесс получает особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу -- научную мысль социального человечества... Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние «ноосферу».Биологическая эволюция присуща лишь живому веществу биосферы, т.е. различным видам растений и животных и, разумеется, человеку в той мере, в какой он развивался до возникновения цивилизации и превращения в Homo sapiens (человека разумного). В дальнейшем биологическая эволюция человека переходит в эволюцию социально культурную.

Размещено на Allbest.ru