Загальнонаукові методи емпіричного пізнання

План

1. Спостереження

2. Експеримент

3. Вимірювання

Спостереження

Спостереження є чуттєвим відображенням предметів та явищ зовнішнього світу. Це вихідний метод емпіричного пізнання, який дозволяє одержати первинну інформацію про об'єкти навколишньої дійсності.

Наукове спостереження (на відміну від звичайного, повсякденного спостереження) має ряд особливостей:

· цілеспрямованість (спостереження повинно здійснюватися для досягнення поставленої мети дослідження, а увага спостерігача повинна фіксуватися тільки на явищах, пов'язаних із цим завданням);

· планомірність (спостереження повинно здійснюватися за чітким планом, складеним відповідно до мети дослідження);

· активність (дослідник повинен активно вести пошук, виділяти потрібні моменти в явищі, за яким спостерігає, залучаючи для цього свої знання й досвід, використовуючи різні технічні засоби спостереження).

Наукові спостереження завжди супроводжуються описом об'єкта пізнання. Це потрібно для того, щоб зафіксувати ті властивості, сторони досліджуваного об'єкта, які є предметом дослідження. Опис результатів спостережень становить емпіричний базис науки, спираючись на який дослідники формулюють емпіричні узагальнення, порівнюють досліджувані об'єкти за тими чи іншими параметрами, проводять їх класифікацію за певними властивостями, характеристиками, з'ясовують послідовність етапів їх становлення та розвитку.

Практично кожна наука проходить зазначену первісну "описову" стадію розвитку. Опис повинен відтворювати достовірну й адекватну картину самого об'єкта, точно відображати досліджувані явища. Важливо, щоб поняття, які використовуються для опису, завжди мали чіткий та однозначний зміст. У процесі розвитку науки, формування її основ зазнають змін і засоби опису, часто виникають нові системи понять.

Спостереження як метод пізнання в цілому задовольняє потреби науки на описово-емпіричній стадії розвитку. Подальший прогрес наукового пізнання пов'язаний із переходом багатьох наук до наступного, більш високого ступеня розвитку, на якому спостереження доповнюються експериментальними дослідженнями, в основі яких — цілеспрямований вплив на об'єкти дослідження.

Що стосується спостереження, то воно виключає діяльність, спрямовану на перетворення, зміну об'єктів пізнання. Це зумовлено рядом обставин: недоступністю цих об'єктів для практичного впливу (наприклад, спостереження за віддаленими космічними об'єктами); небажаністю впливу, беручи до уваги мету дослідження, втручання в процес, за яким спостерігають (фенологічні, психологічні та інші спостереження);

відсутністю технічних, енергетичних, фінансових та інших можливостей для здійснення експериментальних досліджень об'єктів пізнання.

За способом проведення спостереження можуть бути безпосередніми й опосередкованими.

Безпосередні спостереження дають можливість відображати, сприймати ті чи інші властивості, ознаки об'єкта за допомогою органів чуття. Такі спостереження дали багато корисного для розвитку науки. Відомо, наприклад, що спостереження за розміщенням планет і зірок на небі, які проводив протягом більш як двадцяти років Тіхо Браге з вражаючою як для неозброєного ока точністю, стали емпіричною основою для відкриття Кеплером його відомих законів.

У наш час безпосередні візуальні спостереження широко використовуються в космічних дослідженнях як важливий (а іноді й незамінний) метод наукового пізнання. Візуальні спостереження з борту пілотованої орбітальної станції — найбільш простий і дуже ефективний метод дослідження параметрів атмосфери, поверхні суші й океану з космосу у видимому діапазоні. З орбіти штучного супутника Землі око людини може впевнено визначити границі хмарного покриву, типи хмар, границі виносу каламутних річкових вод у море, оглянути рельєф дна на мілководді, визначити характеристики океанічних вихорів і пилових бур діаметром у кілька сотень кілометрів, розрізнити типи планктону й т.п. Комплексне сприйняття явищ, за якими здійснюється спостереження, вибіркова здатність людського зору й логічний аналіз результатів спостережень — це ті унікальні властивості методу візуальних спостережень, якими не володіє жоден набір апаратури.

Можливості візуального методу спостережень істотно збільшуються, якщо використовувати інструменти, які розширюють можливості людського зору. Це можуть бути біноклі, зорові труби, прилади нічного бачення з оптико-електронним посиленням світла.

Хоч безпосередні спостереження продовжують відігравати важливу роль у сучасній Науці, однак найчастіше наукове спостереження буває опосередкованим, тобто здійснюється за допомогою тих чи інших технічних засобів. Поява й розвиток таких засобів багато в чому визначили те величезне розширення можливостей методу спостережень, яке відбулося за останні чотири століття.

Якщо, наприклад, до початку 17 століття астрономи спостерігали за небесними тілами неозброєним оком, то винахід Галілея (йдеться про застосування оптичного телескопа в 1608 році) підняло астрономічні спостереження на новий, більш високий рівень. А створення в наш час рентгенівських телескопів і розміщення їх на борту орбітальних станцій у космічному просторі (рентгенівські телескопи можуть працювати тільки за межами земної атмосфери) дозволило здійснювати спостереження за такими об'єктами у Всесвіті (пульсари, квазари), які було 6 неможливо вивчати якимось іншим способом.

Подібно до розвитку технічних засобів для спостережень за віддаленими об'єктами , створення в 17 столітті оптичного мікроскопа, а набагато пізніше* уже у 20 столітті, і електронного мікроскопа дозволило дослідникам спостерігати дивний світ мікрооб'єктів і мікроявищ.

Розвиток сучасного природознавства пов'язаний із зростанням ролі так званих непрямих спостережень. Так, об'єкти та явища, які досліджує ядерна фізика, не можна спостерігати безпосередньо ні за допомогою органів чуття людини, ні за допомогою найдосконаліших приладів. Те, що вчені спостерігають у процесі емпіричних досліджень в атомній фізиці, — це не самі мікрооб'єкти, а тільки результат їхнього впливу на певні об'єкти, які є технічними засобами дослідження. Наприклад, при вивченні властивостей заряджених частинок за допомогою камери Вільсона ці частинки сприймаються дослідником побічно завдяки таким видимим їхнім проявам, як утворення треків, що складаються з безлічі крапельок рідини.

Непрямі спостереження обов'язково грунтуються на певних теоретичних положеннях, що встановлюють певний зв'язок (скажімо, у вигляді математично вираженої функціональної залежності) між явищами, які можна спостерігати, і тими, які не піддаються спостереженню. Підкреслюючи роль теорії в процесі таких спостережень, А. Ейнштейн у розмові з В. Гейзенбергом зауважив: "Можна чи не можна спостерігати дане явище — залежить від вашої теорії. Саме теорія повинна встановити, що можна спостерігати, а що не можна".

Узагалі, будь-які наукові спостереження, хоч вони й спираються в першу чергу на роботу органів чуття, вимагають у той же час участі і теоретичного мислення. Дослідник, спираючись на свої знання, досвід, повинен усвідомити чуттєві відчуття й виразити їх (описати) або в поняттях звичайної мови, або — більш строго й спрощено — за допомогою певних наукових термінів, у вигляді якихось графіків, таблиць, малюнків і т.п.

Часто спостереження відіграють важливу евристичну роль у науковому пізнанні. У процесі спостережень можна відкрити зовсім нові явища, які дозволяють обґрунтувати ту чи іншу наукову гіпотезу. Наведемо лише один приклад з історії космічних досліджень. Учасники тривалих експедицій у космос на орбітальній станції "Салют-б" спостерігали за станом Світового океану, адже над ним і навіть у його глибинах формується погода планети. Ці спостереження допомогли виявити так звані синоптичні вихори. Останні являють собою специфічні утворення в океані, які відрізняються своїми розмірами та кольором. Деякі з них мають зеленкувате забарвлення, що вказує на підйом глибинних вод до поверхні, інші відрізняються блакитним забарвленням — тут вода з поверхні йде в глибину. Завдяки цим спостереженням вдалося підтвердити гіпотезу академіка Г. І. Марчука, відповідно до якої у Світовому океані є енергоактивні зони. Ці зони відіграють роль своєрідних "генераторів погоди". Саме над такими аномаліями і відбувається формування циклонів.

Щоб одержати певні висновки про досліджуване явище, виявити його істотні ознаки, найчастіше потрібно провести значну кількість спостережень. Наприклад, щоб одержати навіть короткостроковий (до 7-10 діб) прогноз погоди, необхідно провести величезну кількість спостережень за різними метеорологічними параметрами атмосфери. Такі спостереження в наш час проводяться на більш як 10 тисячах метеорологічних станціях, які збирають необхідну інформацію поблизу та безпосередньо на земній поверхні, і на більш як 800 станціях радіозондування, які розміщуються у всій товщі атмосфери. До цього слід додати метеорологічну інформацію, що є результатом спостережень, проведених за допомогою оснащених спеціальною апаратурою морських суден і літаків, безпілотних метеорологічних супутників Землі й пілотованих орбітальних станцій. Увесь цей великий комплекс технічних засобів забезпечує глобальні спостереження за станом атмосфери, поверхні суші й океану з метою вивчення тих фізичних процесів, які визначають аномалії погоди на нашій планеті.

Сутність викладеного дає підстави стверджувати, що спостереження є надзвичайно важливим методом емпіричного пізнання, який забезпечує одержання різноманітної інформації про навколишній світ. Як свідчить історія науки, якщо правильно використовувати цей метод, то він є досить плідним.

Експеримент

Експеримент — більш складний метод емпіричного пізнання порівняно зі спостереженням. Він передбачає активний, цілеспрямований і строго контрольований вплив дослідника на досліджуваний об'єкт з метою виявлення й вивчення тих чи інших його сторін, властивостей, зв'язків. При цьому експериментатор може змінювати досліджуваний об'єкт, створювати штучні умови для його вивчення, втручатися в природний перебіг процесів.

Складовими частинами експерименту є також інші методи емпіричного дослідження (спостереження, вимірювання). У той же час він має важливі, властиві тільки йому особливості.

По-перше, експеримент дозволяє вивчати об'єкт в "очищеному" вигляді, тобто можна усунути різні побічні чинники, нашарування, які ускладнюють процес дослідження. Наприклад, проведення деяких експериментів неможливе без спеціально