Наукове пізнання

План

1. "У світі безліч шляхів"

2. Два рівні наукового знання

3. Методи наукового пізнання

4. Як розвивається наукове знання

5. Наукове мислення і сучасна людина

Чим відрізняється наукове знання від будь-якого іншого? Як учені пізнають світ? Що таке наукова революція? Чи впливає наукова картина світу на наш світогляд?

"У СВІТІ БЕЗЛІЧ ШЛЯХІВ"

Цей філософський вислів означає, що дійсність не схована від нас і осягати її можна різними способами. Повсякденна свідомість, наука, мистецтво постійно відкривають нам нове у світі і людині, сприяють загальному прогресу розуміння і знання.

У чому ж особливості наукового пізнання? Насамперед наукове пізнання відрізняє прагнення до об'єктивності, тобто до вивчення світу таким, який він є поза і незалежно від людини. Отриманий при цьому результат не повинен залежати від особистих думок, пристрастей, авторитетів. Так, відомий фізик М. Планк(1858-1947) говорив, що він хоче відшукати такі знання, які істинні не тільки для всього людства, але і для інопланетного розуму, якщо той взагалі існує в природі.

Важливою рисою наукових досліджень є їхня спрямованість на одержання таких даних, які не тільки пов'язані із сьогоденням, але можуть знайти застосування в майбутньому. Відомі численні факти, коли наукові відкриття розглядалися сучасниками як чисто теоретичні досягнення, безперспективні в практичному плані. Однак проходили роки, десятиліття, і знання, добуті наукою, ставали основою створення нової техніки та технології. Яку, здавалося, користь можна було витягти з відкриття Г.Р. Герцом електромагнітних хвиль? Але через десятиліття на основі цього відкриття було винайдене звичне нам радіо.

В одному з американських словників наука визначається як "спостереження, класифікація, опис, експериментальні дослідження і теоретичне пояснення природних явищ". Звичайно, таке визначення не може розглядатися як вичерпне, але тут схоплена важлива особливість засобів і методів пізнавальної діяльності, що відрізняє науку від інших способів пізнання світу.

ДВА РІВНІ НАУКОВОГО ЗНАННЯ

У науці виділяють емпіричний і теоретичний рівні пізнання. Емпіричне пізнання має справу насамперед з фактами, що складають основу будь-якої науки, а також з емпіричними законами, що встановлюються в результаті узагальнень і систематизації результатів спостережень і експерименту. До таких експериментально виявлених законів відносяться, приміром, добре відомі вам з курсу фізики закон Шарля (залежність тиску газу від температури), закон Гей-Люссака (залежність обсягу газу від температури), закон Ома (залежність сили струму від напруги й електричного опору) і багато інших.

Теоретичне пізнання має справу з більш абстрактними науковими законами, що охоплюють дуже широкий клас явищ, а також такі об'єкти, які не можна безпосередньо спостерігати, наприклад електрони, гени. Серед цих законів - закон збереження і перетворення енергії, закон всесвітнього тяжіння, закони спадковості тощо. Подібні закони разом з іншими, тісно зв'язаними між собою компонентами - принципами, поняттями, теоретичними схемами, логічними наслідками з вихідних тверджень,- утворюють наукову теорію (згадайте відомі вам теорії в галузі математичного, природньо-наукового і гуманітарного знання).

Пізнавальне значення теорій дуже велике. Вони дозволяють пояснювати досліджувані явища і процеси, пророкувати їхній розвиток у майбутньому. Наприклад, теорія Ньютона, або, як її називали, небесна механіка, що включає закон всесвітнього тяжіння, три закони руху, створила нову фізичну картину світу, дала можливість розраховувати рух небесних тіл, вказала напрямок новим науковим пошукам. Завдяки обчисленням Е. Галлея на основі законів небесної механіки вперше була встановлена дата (1758) наближення до Землі комети, що одержала згодом назву комети Галлея. Розрахунок підтвердився. Теорія Ньютона допомогла відкрити нові планети Уран і Нептун.

МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Емпіричні наукові знання добуваються, як уже відзначалося, у ході спостережень і експерименту. Експериментальне природознавство виникло в XVII ст. До цього дослідники спиралися головним чином на повсякденний досвід, здоровий глузд, спостереження. З розвитком техніки, появою нових механізмів, приладів, інструментів виникли умови для проведення експериментів. Крім того, людина Нового часу була націлена на прояв активності у всіх сферах життя, включаючи і вторгнення в таємниці природи. На відміну від спостереження, в ході експерименту дослідник може ізолювати цікавлячий його предмет, а також піддати його спеціальним впливам.

Разом з тим, нерідко саме спостереження відкриває дорогу експерименту. Так, англійський придворний лікар В. Гілбер натирав вовною або хутром бурштин, алмаз, скло і спостерігав, як після цього до них притягаються дрібні тіла. Гілбер і назву придумав цьому явищу - електрика ("бурштин" у перекладі з грецької - електрон). Це ще не строгий експеримент, але вже крок до нього. А от датський фізик X. Ерстед (1777'-1851), використовуючи за сьогоднішніми мірками найпростіші прилади - гальванічну батарею, дріт, магнітну стрілку, провів справжній експеримент. Поступово експерименти ускладнювалися, ставали більш трудомісткими, наука звернулася за допомогою до техніки.

Сучасний науковий експеримент - це нерідко технічне чудо, де використовуються найскладніші і найчутливіші прилади й устаткування.

А які пізнавальні засоби використовуються на теоретичному рівні наукового дослідження? На перший погляд може видатися, що досягти більш високого рівня узагальнення, властивого теоретичним законам, можна шляхом збільшення кількості спостережень і експериментів. Але це не так. Згадаємо одне з відомих вам положень з курсу фізики, воно стосується закону збереження і перетворення енергії. Цей закон не міг бути виведений експериментально (з дослідів), тобто шляхом індуктивного узагальнення спостерігаючих фактів. Не виводиться він і чисто логічним шляхом як наслідок із прийнятих тверджень. Те ж саме можна сказати про закони руху і про всі інші фундаментальні теоретичні закони будь-якої сфери пізнання. На цьому рівні пізнання в справу вступає творча уява вченого, висування гіпотез, використання методу наукового моделювання.

Багато законів науки спочатку виступають у формі гіпотез, тобто припущень, здогадів. Іноді гіпотезу сприймають як щось надумане, штучне. Відомі слова І. Ньютона: "Гіпотез не вигадую". Але науковий пошук без них неможливий. У ході дослідження настає етап, коли нові факти не вмішаються в рамки колишніх пояснень. Ось тут і висуваються різноманітні гіпотези, окремі з яких потім знаходять підтвердження. Так, фізик П. Дірак за кілька років до відкриття самої частки пророчив існування антиелектрона (позитрона). Є гіпотези, що чекали свого підтвердження багато сторіч. Це відноситься до ідеї Демокрита, висунутої ним у IV ст. до н.е., про атомістичну будову речовини.

Наукова гіпотеза у відомому розумінні є моделлю. Тут міркування будується за формулою: "Таке могло б бути". Багато моделей побудовані за принципом спрощення: "Опустимо для ясності деякі деталі". Прикладом подібної моделі є ідеальний газ: під ним мається на увазі газ, у якому відсутні зіткнення між молекулами, тому вони рухаються цілком незалежно одна від іншої.

Нерідко модель будують за аналогією. Такі моделі використовувалися ще в далекій давнині. Давньогрецький філософ Епікур уявляв собі будову рідини, тобто фізичну модель, за зразком сипучих тіл, насамперед усім відомого зерна.

У сучасній науці широко застосовується математичне моделювання, де об'єктом-замісником виступають системи математичних рівнянь. Разом з тим, і образні моделі продовжують працювати на науку. Так, за деякими свідченнями, поштовхом до відкриття формули бензолу для німецького фізика А. Кекуле стала зустріч на вулиці з возом, на якому везли клітку з мавпами. Ті висіли в клітці, чіпляючись лапами і хвостами хто за стінки, хто одна за іншу.

Узагальнюючи сказане, можна підсумувати, що модель у науці використовується як аналог реальності, щось, здатне замінити у певному плані досліджуваний предмет. Це не саме явище, а деяке спрощене його зображення, що використовується для пророблення можливого результату.

ЯК РОЗВИВАЄТЬСЯ НАУКОВЕ ЗНАННЯ

Довгий час розвиток науки уявлявся поступовим, послідовним ростом один раз пізнаного, подібно до того, як цеглинка до цеглинки зводиться стіна. При такому підході картина світу не змінюється у своїх основах, а лише охоплює все нові сфери дійсності, а джерела знань, що добуваються наукою, завжди можна знайти в минулому. Тому дуже важливо вивчати праці попередників.

У середині минулого сторіччя американський філософ Т. Кун запропонував іншу концепцію розвитку науки, відповідно до якої він йде не шляхом плавного нарощування нових знань на старі, а через періодичні корінні зміни в системі наукових знань, тобто через наукові революції. На етапі так званого нормального періоду існуючі наукові теорії дозволяють успішно вирішувати виникаючі проблеми. Але поступово накопичуються факти, що не піддаються поясненням у рамках цих теорій. Приходить етап кризи, коли висуваються сміливі гіпотези, відбуваються наукові відкриття, пропонуються нові способи вирішення наукових проблем. У результаті формуються нові наукові теорії, часто несумісні з колишніми. Це і є наукова революція.

Яскравим прикладом такої революції є зміна наукової картини світу, що відбулася на початку XX ст. Дослідження А. Ейнштейна, М. Планка й інших видатних учених докорінно змінили уявлення про простір, час, матерію.

НАУКОВЕ МИСЛЕННЯ І СУЧАСНА ЛЮДИНА

Кожний з нас, будучи навіть дуже далеким від професійної наукової діяльності, постійно користується плодами науки, що втілилися в масі сучасних речей. Але наука входить у наше життя не тільки через ці