15

Научный метод познания мира. Роль гипотез в естествознании

СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ 3
• 1. ПОНЯТИЕ НАУЧНОГО МЕТОДА ПОЗНАНИЯ МИРА 4
• 2. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНОГО МЕТОДА ПОЗНАНИЯ 8
• 3. РОЛЬ ГИПОТЕЗЫ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ 15
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
• ЛИТЕРАТУРА 18

ВВЕДЕНИЕ

Познавательное отношение человека к миру одно из основных.
От того, как решаются проблемы познания, зависит формирование образа мира, истинность и достоверность получаемых знаний, действительное положение человека в мире и его способности осуществлять сам процесс познания. Знания позволяют предвидеть, а на этой основе действовать - изменять природу, общество и самого человека.

Главное назначение научной деятельности - получение знаний о реальности. Человечество накапливает их уже очень давно. Научные знания начали формироваться уже в VI в. до н.э. Формирование методов научного познания происходило почти 25 веков, однако, большая часть современных знаний получена за последние два столетия. Такая неравномерность обусловлена тем, что именно в этот период в науке были раскрыты ее многочисленные возможности, установлена диалектическая взаимосвязь методов познания.

Научные методы познания мира благодаря бурному развитию технологии оказались настолько наглядно эффективными что в течение последних ста лет потеснили в европейском культурном ареале господствовавшее на протяжении тысячелетий религиозно-мифологическое мировоззрение по целому ряду позиций.

В данной работе рассматривается понятие, зарождение и формирование современного научного метода познания, его значимость и особенности.

1. ПОНЯТИЕ НАУЧНОГО МЕТОДА ПОЗНАНИЯ МИРА

Научный метод познания - метод, основанный на воспроизводимом эксперименте или наблюдении. Отличается от других методов познания (умозрительных рассуждений, "божественного" откровения и т.п.) гораздо более высокой степенью достоверности результатов.

Воспроизводимость какого-либо явления в эксперименте означает. что нам удалось выявить все условия, существенно необходимые для возникновения этого явления. Поэтому требование воспроизводимости эксперимента, помимо того, что оно способствует дополнительному подтверждению верности результата, позволяет также легко перекинуть мостик от науки к технике. Ведь суть любого технического устройства состоит в том, чтобы  воспроизводить те действия, которые требует от него человек

Таким образом, научный метод познания обеспечивает основу для симбиоза между наукой и техникой, между теоретической мыслью и практической деятельностью человека. 

Научный метод познания получил широкое распространение и признание в Европе после преодоления европейской цивилизацией межконтинентального барьера роста (начиная с 15 века). Именно признание научного метода (т.е. метода, основанного на диалоге между человеком и природой) в качестве единственного надежного метода познания привело к нарушению информационного равновесия между человеком и природой, и превратило технический прогресс в самоподдерживающийся процесс. Поэтому само существование гуманистической цивилизации, основным характерным признаком которой является непрерывное развитие и прогресс, немыслимо без постоянного использования научного метода познания.   

Достоверные знания, полученные посредством применения научного метода познания лежат в основе научного мировоззрения.

Когда ученые стали применять научный метод познания к окружающему их миру - т.е. проверять любые теоретические положения экспериментами и наблюдениями, а не умозрительными рассуждениями и непроверенными утверждениями "авторитетных" древних книг - их глазам начала открываться картина мира несколько отличная от той, которую рисовала официальная религия.

Впоследствии научный метод определяется следующими составляющими:

а) сбор и накопление эмпирических данных, осуществляемых путём наблюдения и эксперимента и не подверженных влиянию разного рода предубеждений и неявных предпосылок;

б) формулирование гипотез на основании собранных путём поиска моделей взаимоотношений между данными и последующее индуктивное сообщение;

в) проверка гипотез путём вывода предсказаний, которые из них следуют, и дальнейшее планирование и осуществление экспериментов для проверки истинности гипотез;

г) отбрасывание гипотез, не подтверждающихся экспериментальными данными, и построение теории путём добавления подтверждённых гипотез.

Прежде всего, наука самым непосредственным образом связана с процессом научного познания.

Это: а) разные научные дисциплины - физика, химия, биология и пр.; б) учёные - люди, которые работают в данных областях знания; в) научный метод - способ, которым учёные пользуются для получения результатов.

Безусловно, как наблюдение и эксперимент играют главную роль в научном познании, так и процесс рационального мышления, результатом которого являются выводы научного исследования. Однако значительную роль в науке сыграли необъяснимые прозрения, догадки и даже сны. Наука представляет собой довольно многогранный, сложный феномен.

Научная деятельность, которую мы до сих пор анализировали, основана на повторяемости (учёные занимаются поиском универсальных общезначимых и достоверных законов, относящихся к повторяющимся феноменам, т.е. таких законов, которые подобно законам о движении Ньютона, могут быть в любой момент экспериментально проверен. Научные дисциплины такого направления обычно называют индуктивными.

К ним относится большая часть научных дисциплин. Однако есть такие важные области научного исследования, где повторяемость и воспроизводимость невозможны, например, исследования происхождения Вселенной, Солнечной системы, планеты "Земля", происхождение жизни и т.д.

Наиболее существенное различие между исследованиями повторяющихся и неповторяющихся феноменов заключается в том, что метод индукции в последнем случае не работает, так как мы не можем осуществить последовательные наблюдения или эксперименты, чтобы произвести индукцию или повторно воспроизвести процесс, который
используется при изучении невоспроизводимых и неповторимых феноменов, - это абдукция.

Абдукцию осуществляет любой квалифицированный следователь в целях раскрытия убийств. Процедура абдукции помогает формулировать гипотезы и вместе с тем ставит нами вопрос о том, какая из гипотез лучше объясняет имеющиеся у нас данные, является ли выдвигаемая теория внутренне согласованной, согласуется ли она с другими областями знания и теориями и т.д.

Таким образом, абдукция вместе с последующим сравнением конкурирующих гипотез может рассматриваться как вывод, ведущий к наилучшему объяснению. В этом состоит сущность не только работы следователя и других работников правоохранительных органов, но и работы историка, философа, политолога и др. Как следователи, так и учёные должны прийти к наиболее оптимальному объяснению, на основании имеющихся у них данных, о тех уже произошедших событиях, которые их интересуют.

Особый интерес в развитии современной науке представляет многоуровневая концепция методологического знания, в которой все методы  научного познания разделены на две основные группы: философские методы, среди которых важную роль играет диалектика и общенаучные методы.

В структуре общенаучных методов чаще всего выделяют три уровня:

а) методы эмпирического исследования - наблюдения, эксперимент, сравнение, описание, измерение;

б) методы теоретического исследования - формализация, аксиоматический метод, гипотетико-дедуктивный метод, восхождение от абстрактного к конкретному и наоборот;

в) Общелогические методы и приёмы исследования - анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование, обобщение, идеализация, аналогия, моделирование, вероятностно-статистические методы, системный подход и т.д.

Частнонаучные методы - это совокупность способов, исследовательских приёмов, применяемых в той ли иной отрасли знания.

Дисциплинарные методы, т.е. системы приёмов, применяемых в той или иной дисциплине.

Методы междисциплинарного исследования как совокупность ряда синтетических, интегративных способов, сформировавшихся главным образом на стыке научных дисциплин.

Таким образом, в научном  познании  функционирует сложная, развивающаяся система многообразных методов  разных уровней, сфер действия и направленности.

2. ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНОГО МЕТОДА ПОЗНАНИЯ

Наука в современном понимании этого слова появилась лишь в XVIII веке, когда был введен в употребление научный метод. Однако некоторые из фундаментальных представлений, лежащих в основе научной картины мира, имеют гораздо более древние корни. Идея естественной обусловленности и естественного порядка в природе зародилась несколько тысячелетий назад в цивилизациях Древнего Востока / Китай, Индия, Вавилон, Египет/. Однако в этих цивилизациях не нашлось место идеям рационализма.

В VI веке нашей эры Заратуштра, уроженец восточно-иранского города Бальх, придерживался точки зрения, что дело не в том, из чего состоит мир; дело в разнице между светом, который олицетворяет огненный Ормузд, и мраком - темным Ариманом. Все, что происходит на свете, есть проявление битвы между этими началами - абсолютным добром и абсолютным злом.

В Индии, VII -VI века до н.э., во время жизни Сиддхарты, Шакья, Будды. Основное внимание уделяли не устройству мира, считая его обманом чувств. Буддизм учил, что человеку следует заботиться только о спасении души. Единственный способ спасти душу погрузить ее в вечный покой (Нирвану).

Китай VII-V веков до н.э. представлял собой арену непрерывных и беспощадных войн. Ощущалась нужда в решении проблемам мирового порядка. Мыслитель той эпохи Кун Цзы (Конфуций) понял, что для решения проблем войны и мира следует ввести просвещение и научить людей чувству долга. Созданное им учение решило этические проблемы.

Лао Цзы, современник Конфуция (впрочем, сейчас склоняются к тому, что жил он лет на двести позже), пошел по другому пути. Он считал, что человек несовершенен. Поэтому лучше жить в природе, подражая птицам и животным, и внимательно наблюдать природу. Таким образом, Лао Цзы обращал внимание учеников на устройство мира, и это принесло свои плоды: считают, что благодаря именно этой идеологии бумага, фарфор, порох оказались китайскими изобретениями. Однако его система содержала очень сильное ограничение: он учил, что причиной и сущностью мира является таинственное начало - дао, которое присутствует во всем вместе, но не проявляется ни в каком отдельном явлении, то есть оно принципиально не познаваемо. Получалось, что изучать природу можно и нужно, но самого главного, того, что объединяет разрозненные факты, все равно не найти и не понять.

Ионийцы (школа единоначала, VI век до н.э.)

Древние греки. Хотя их концепции не могут быть названы вполне научными, эволюция естественнонаучной картины мира берет свое начало именно отсюда. Этому способствовал целый ряд исторических условий:

во-первых, греки, основывавшие колонии почти по всему побережью Средиземного, Эгейского и Черного морей, были знакомы с восточной, прежде всего, вавилонской, математикой и астрономией;

во-вторых, в богатых, быстро развивавшихся греческих городах, особенно в колониях на побережье Малой Азии, получивших общее название «ионийские», создались благоприятные условия для свободного поиска истины, свободного, прежде всего, от заботы о «хлебе насущном»;

в-третьих, в Греции не было замкнутой жреческой касты, монополизировавшей знания и охранявшей их от непосвященных, не было и устойчивых религиозных догматов, что облегчало отделение науки, философии от религии.

Начало представлению о мире как о едином целом, в котором все явления - астрономические, физико-химические и биологические - вытекают из единого начала, положила ионийская философия в лице трех мыслителей из Милета, живших в VI веке до н.э.: Фалеса (ок.625 - ок.547), Анаксимандра (ок.611 - после 547) и Анаксимена (ок.566 - ок.499).

Фалес был первым известным нам человеком, который от решения конкретных вычислительных задач перешел к доказыванию общих утверждений - геометрических теорем.

Философское значение учения Фалеса состояло, прежде всего, в том, что он впервые в истории человечества поставил вопрос, ставший в дальнейшем основным вопросом всей греческой философии: «Что есть все?». Ответ мыслителей ионийской школы заключался в том, что первоосновой, из которой состоят все тела на свете, является некая непрерывная, единая, бесформенная субстанция - материя.

Диалектика Гераклита

К этому же времени (VI -V века до н.э.) относится появление элементов диалектики.

Диалектика - философское учение о развитии, согласно которому развитие есть способ существования мира, а источником развития является борьба противоположных начал и традиций.

Ярче всего диалектический подход проявился в учении Гераклита (ок.530 - ок.470) из Эфеса. Важнейшая идея Гераклита - это идея безостановочной изменчивости вещей, их текучести. Все течет, все меняется; невозможно дважды войти в одну и ту же реку. Первоосновой всего сущего, единой субстанцией, по Гераклиту является огонь как образ вечного движения и изменения.

Пифагор и пифагорейцы

Интеллектуальными противниками мыслителей ионийской школы был легендарный Пифагор (ок.570 -ок.495). Именно к спору Гераклита с Пифагором относят начала многовекового противоборства материалистического и идеалистического направлений в философии.

Пифагорейцы разработали: метод математической дедукции (то есть правила логического выведения следствий из исходных положений - аксиомы), получили ряд ценных результатов в теории чисел. Они первыми в Греции научились распознавать пять планет (Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн) и предложили свою систему мира, в которой вокруг «центрального огня» по круговым орбитам обращаются планеты, Солнце, Луна и шарообразная Земля. Они также положили начало математической теории музыкальной гармонии.

Аристотелева картина мира

Аристотель родился в 384 году до н.э. в Стагире - городе на северном побережье Эгейского моря - и умер в 322 году на острове Эвбея.

Помимо энциклопедических знаний Аристотель прославился непревзойденной глубиной логического анализа и пытливым отношением к окружающему миру. Он считается отцом зоологии, начальные познания о живом он, видимо, получил, помогая отцу в его медицинской практике.

Аристотель - одна из тех личностей, которые надолго определили ход истории.

Развитие представлений о природе в эпоху эллинизма

Успехи в математике и астрономии

Смерть Александра Македонского в 323 году до н.э. и распад созданной им империи ознаменовали переход от эпохи классической Греции городов - полисов к эпохе эллинизма, когда культурная жизнь поместилась в столицы новых царств. Крупнейшим центром наук и искусств стала Александрия Египетская с ее знаменитым Мусейоном и библиотекой, а во II веке до н.э. - сирийский Пергам. В то же время греки соприкоснулись с миром римской цивилизации.

Основные достижения античной математики связаны с именами Евклида, Архимеда, Аристарха Самосского и др.

Евклид, живший в Александрии в конце IV - начале III веков до н.э., обессмертил свое имя тринадцатью книгами «Начал» - творения, которое после Библии было чаще всего издаваемым и более всего изучавшимся в истории человеческой культуры. «Начала» содержат изложение важных вопросов теории чисел: делимость и свойства простых чисел, суммирование геометрических прогрессий, теория несоизмеримых величин (по современной терминологии - иррациональных чисел) и т.д.

Архимед (287 - 212), живший и Сиракузах на Сицилии, работал в той области математики, которую мы теперь называем интегральным исчислением. Он доказывал теоремы о площадях плоских фигур и объемах тел, нашел приближенное значение числа пи отношения длины окружности к диаметру - с точностью около 0,01%, вычислил площадь поверхности и объем сферы и некоторых более сложных тел. Архимед открыл основной закон гидростатики, причем изложил его в форме, которая и сейчас фигурирует во многих учебниках: тело погруженное в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.

Математика в древнем мире, да и в дальнейшем, неразрывно была связана с астрономией. В эллинистический период астрономия превратилась в строгую количественную дисциплину, утратив при этом натурфилософский, космологический характер. Гиппарх Родосский (ок. 180-123) впервые использовал для описания сложных неравномерных движений небесных светил метод сложения нескольких равномерных круговых движений, предложенный математиком Апполонием Пергамским. С помощью своей модели он впервые смог составить таблицы для вычисления моментов солнечных и лунных затмений.

Математическое описание астрономических явлений достигло своей вершины в системе александрийского астронома и географа Клавдия Птолемея. В основу геоцентрической теории Птолемея были положены Аристотелевы представления: в центре мира находится неподвижная Земля, вокруг нее вращаются планеты и Солнце.

Биологические представления античности

Раздвижение границ Ойкумены (так греки именовали известную им часть Земли) в эпоху эллинизма способствовало накоплению географических и биологических знаний. Если Аристотель считался отцом зоологии, то его любимый ученик, друг и преемник Теофраст (372-287), описавший около 500 видов растений - отцом ботаники. Галена Пергамский, живший уже в нашу эру (130-200), известен, прежде всего, введением в практику биологического познания физиологического эксперимента на живых подопытных животных (вивисекции).

Период христианства

В последний период античности - эпоху упадка Римской империи - естественнонаучные исследования практически прекращаются. В это время развиваются: алхимия, астрология, магия. Однако этот период не прошел даром, в это время был накоплен богатый экспериментальный материал, который был использован в дальнейшем, при развитии наук, стоящих на позициях рационализма.

Основы научной методологии познания были описаны еще в XIII веке монахом - францисканцем Роджером Бэконом (ок.1214 - 1292), который писал выделил три источника знания:

- авторитет;

- разум, то есть силлогистическое знание;

- опыт.

Начало первой научной революции

Начало первой научной революции обычно отсчитывают от 1543, когда вышла книга Николая Коперника (1473 - 1543) «Об обращениях небесных сфер».

Теория Коперника была не столько первой теорией Нового времени, сколько последней теорией античности. Основное ее значение заключалось в том, что она бросила вызов официально принятой космологии, показав возможность других точек зрения. Она воскресила идеи древних о подвижности Земли и ее ординарности среди других планет.

Создание научного метода

Родоначальниками современной науки считаются английский государственный деятель и философ Френсис Бэкон (1561 - 1626), итальянский физик Галилео Галилей (1564 - 1642) и английский врач Уильям Гарвей (1578 - 1657), которые осознали необходимость органического единства опыта и теории.

Френсис Бэкон, не будучи специалистом, в какой-то конной области естествознания, с 16 лет посвятил себя разработке новой методологии научного познания. В своем главном сочинении «Новый органон» (1620) он провозгласил принципы экспериментально-теоретических исследований природы.

Галилео Галилей реализовал экспериментальный метод на практике, придав ему такие современные черты, как создание идеализированной модели реального процесса, абстрагирование от несущественных факторов, многократное повторение опыта и т.д. Он возродил математический подход Архимеда к исследованию явлений природы, провозгласив, вслед за Леонардо, что великая книга природы написана на языке математики. Он указал, что шар, катящийся по идеально горизонтальной плоскости, будет продолжать свое движение, пока не кончится плоскость (подход к закону инерции). С помощью открытого им свойства тел сохранять свою скорость объяснил, почему на вращающейся Земле груз падает вертикально, ветер не дует все время с востока, птиц не сносит против вращения Земли (это распространенные аргументы сторонников неподвижной Земли).

Уильям Гарвей. Эпоха научной биологии отсчитывается с 1628 года, когда вышла книга Уильяма Гарвея «Исследование о движении сердца и крови у животных». Гален считал, что вены и артерии - это две независимые системы, два «дерева» кровеносных сосудов, по каждой из которых кровь движется, в основном, от сердца и поглощается в органах. Сердце у Галена играло роль смесителя светлой артериальной крови и темной венозной.

После работ Гарвея, Галилея и Бэкона практически сформировалась методология получения научных знаний, в которой теория и эксперимент диалектически неразделимы.

3. РОЛЬ ГИПОТЕЗЫ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ

Гипотеза - это, в сущности, утверждение о том, как, по нашему мнению, обстоят дела в действительности. Она сообщает о том, что мы ожидаем увидеть в результате правильно организованных наблюдений за событиями, происходящими в реальном мире. Гипотезы представляют собой декларативные предположения, описывающие ожидаемые нами взаимосвязи между явлениями, обозначаемыми нашими понятиями.

Гипотеза, можно сказать, представляет собой такой же инструмент исследований, как микроскоп, осциллограф или центрифуга. Но у каждого инструмента есть своя специфика и, соответственно, своя область применения, свой круг задач. Микроскоп предназначен для исследований крайне малых объектов, осциллограф - для исследований быстро протекающих процессов, центрифуга - для исследований веществ, отличающихся по плотности. У гипотез другое назначение. Они позволяют переходить от лобового исследования трудноразрешимой проблемы к изучению следствий гипотезы, относящихся, как правило, к иным, часто - более изученным, разделам науки. Иначе говоря, гипотезы, выдвигаемые при решении трудных проблем, предназначены для переноса исследований из области, почему-либо неудобной для изучения, в другую, более удобную область, где, возможно, исследования уже проведены или где провести их намного легче.

Специфичной чертой гипотез, как инструмента исследований, является их сугубая индивидуальность по отношению к решаемой проблеме и большая интеллектуальная трудоёмкость. Если для решения многих проблем достаточно один раз изобрести микроскоп, то гипотезы в каждом случае требуется изобретать заново. Поэтому, как не все могут быть грузчиками или молотобойцами, так далеко не каждому по силам создавать пригодные для применения в исследованиях гипотезы. Возможно, это является одной из причин отрицательного отношения части учёных к подобным путям исследований.

Раскрывая роль гипотез в научном познании, ряд авторов отмечает, что научная ценность гипотез далеко не одинакова. Одни гипотезы подтверждаются, превращаются в теории, другие подвергаются проверке, развитию, третьи опровергаются как несостоятельные. Есть и так называемые рабочие гипотезы, "первоначальные предположения", предназначенные для первичной систематизации научного материала. И.Д.Андреев отмечает, что "если идея, лежащая в основе рабочей гипотезы, оказывается несостоятельной..., то она отвергается и замещается другой рабочей гипотезой".

В целом следует заметить, что гипотезы играют огромную роль в развитии теоретических знаний и в формировании научных теорий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Зарождение рационального знания как методологии познания мира происходило еще в VI веке до н.э. Развитие же методологии получения научных знаний происходило в результате диалектической борьбы различных научных и не только научных, например, религиозных, направлений.

В результате накопления громадного экспериментального материала, разработки основ логики и математических методов, в 16 веке произошло формирование основ методики получения научных знаний, которая впоследствии нашла свое применение в различных отраслях естествознания.

В результате развития методов научного познания была показана диалектическая неразрывность экспериментальных и теоретических исследований.

Важную роль в науке играют гипотезы. Они определяют направление исследований, позволяют предположить как те или иные условия изменят результаты эксперимента и т.д.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лось В.А. Основы современного естествознания. М., 2000.

2. Стёпин В.С. Философская антропология и философские науки. М., 1992

3. Поппер К. Логика и рост научного знания. М.: Прогресс, 1983.

4. Шептулин А.П. Диалектический метод познания. М., 1988

5. Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1978.