Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 2.06 Mb.
|
Семинар 2. Методология современного научного познания.
4. Методы эмпирического и теоретического уровней научного познания. Литература:
Контрольные вопросы
Методические рекомендации. Под методологией научного исследования понимается учение о научных методах познания. В специальной литературе отмечается, что до недавнего времени методологической основой научного исследования у нас считался диалектико-материалистический метод познания. В силу непререкаемости такой установки долгое время в тени оставались спонтанные процессы структурирования методологии. Только в 1183 г. академик П.Н.Федосеев обосновал существование, помимо философского, еще общенаучного и конкретно-научного (предметного) уровней методологии. Философский методологический уровень использует традиционные, веками проверенные рефлексивные методы: анализ и синтез; индукцию и дедукцию, идеализацию, абстрагирование, обобщение, сравнение, аналогии, методы единства исторического и логического. Общенаучная методология разрабатывает методы, общие для всех областей науки и техники, и включает общую теорию систем, синергетику, кибернетику, теорию информации, логико-математические методы, вероятностно-статистические методы, моделирование, прогностику, теорию игр и многие другие. Специальная (предметная) методология представляет совокупность методов, принципов исследования и процедур, применяемых в какой-либо конкретной научной или технической области. При этом широко используется комплексирование методов различных областей знания. Например, молекулярная биология одновременно пользуется методами физики, химии, математики, кибернетики и синергетики. Существуют и специальные методы, применяемые самостоятельно (например, кольцевание птиц, применяемое в орнитологии и др.). С позиции субъектно-объектных отношений, в диалектическом процессе познания традиционно выделяют эмпирический и теоретический уровни. К методам эмпирического уровня научного познания относятся наблюдение и эксперимент. Важно понять различие между ними. Под наблюдением понимается визуальное восприятие процессов и явлений объективной действительности с целью выявления определенных внешних признаков и связей. Эксперимент предполагает изменение самого объекта исследования, создание заранее определённых условий с целью выявления определенных, заранее заданных свойств. Важно также отметить, что существенные свойства, связи и закономерности можно выявить только на теоретическом уровне2. Необходимо раскрыть содержание и основные принципы методов теоретического уровня. Следует отметить, что именно теоретические методы лежат в основе фундаментальных законов, которые определяют стиль мышления, особенности мировоззрения, развитие научно-философских концепций в данных исторических условиях. Приращение научных знаний на современном этапе детерминирует необходимость дополнения классической двухуровневой (эмпирико-теоретической) структуры познания системно-методологическим уровнем описания исследуемой реальности. Эта необходимость обусловлена тем, что уже на эмпирическом уровне возникают проблемы, которые не могут быть решены в рамках существующих предметно-теоретических представлений. Системное описание объекта учитывает место его элементов в многоярусной системе «целого» и взаимодействие процессов, протекающих на различных ярусах системы, а также свойства самоорганизации3 и эмерджментности4. Что дает науке системный подход? С его становлением на смену классической парадигме научного познания: «эмпирические наблюдения - обобщение -гипотеза - эксперимент - теория» приходит альтернативная классической науке современная парадигма концептуально-методологического подхода: «разрозненные аналогии - концепция - теория». На основе концептуально-методологического подхода построены:
• теория открытых нелинейных неравновесных систем И.Р.Пригожина. Важно иметь ввиду, что системно-методологический подход, в отличие от классического (отдающего предпочтение одной истине), исходит из того, что одному и тому же объекту может соответствовать много разных представлений и знаний, которые взаимодополняют друг друга. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 К методам теоретического уровня относятся: индукция, дедукция, анализ, синтез, идеа лизация, формализация, моделирование, восхождение от абстрактного к конкретному, метод единства исторического и логического, гипотетико-дедуктивный метод. 3 Возникновение упорядоченных структур и их последующее развитие в первоначально однородной среде. 4 Возникновение нового свойства системы как целостного образования, не присущего в отдельности ни одному из ее элементов (т.е. не сводимость целого к сумме его частей). Семинар 3. История развития естествознания.
Литература:
Контрольные вопросы
Методические рекомендации. Приступая к изучению темы, следует отметить, что исторически воспроизводство новых знаний началось с зарождения человеческой культуры. Механизм хранения информации и ее передачи имели уже египетская и шумерская цивилизации. Развитие поливного земледелия, строительство архитектурных сооружений, судостроительство и мореплавание требовали развития математики и астрономии. Египтяне (уже в период Древнего царства) владели способами вычисления площадей и объемов фигур, умели возводить в степень, оперировать с дробными величинами. Важнейшими чертами развития математики были: практический характер математических знаний и отсутствие доказательной базы. Формулы не менялись в течение веков и передавались из поколения в поколение как тайное знание, а освоение математики в основном состояло в заучивании этих формул. В Вавилоне уже в середине II тысячелетия до н.э. были изобретены солнечные часы, составлена карта звездного неба, определена продолжительность календарного года по фазам Луны. Зарождение науки в контексте всей культуры происходит в Древней Греции в VII - VI вв. до н.э. в форме научных программ. Первой научной программой стала математическая программа, сформированная Пифагором (VI в. до н.э.). Эта программа заложила основы развития естествознания. Пифагорейцы видели в числе и математических отношениях объяснения скрытого смысла явлений и законов природы. Второй научной программой античности, оказавшей влияние на последующее развитие науки, стал атомизм Демокрита, в основе которого лежала идея начала всего сущего в форме неделимых частиц - атомов и пустоты. Третьей научной программой стало энциклопедическое учение Аристотеля. Практически нет такой науки, в которую Аристотель (384 - 322 до н.э.) не внес бы свой значительный вклад. По существу в его сочинениях охвачены все отрасли современного философского и научного знания. Аристотель не признает построение вещей из атомов, также как существование идеальных математических объектов независимо от вещей. В работе «Метафизика» воссоздается мир как целостное, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Обратите внимание на физику Аристотеля. Проанализируйте его основной принцип динамики: если объект находиться в движении, он движется благодаря воздействию другого. Подумайте над противоречием, связанным с невозможностью движения без приложения силы5? -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 Видимо, это было связано с его представлениями о перводвигателе, как божественной первопричине. Явления инерции и гравитации (которые не смог объяснить Аристотель) получили научное объяснение много позже - только в период становления классической механики. Рассматривая дальнейшее развитие научного знания, следует отметить, что в эпоху раннего средневековья естествознание сдает свои позиции теологам. Однако постепенно представления о соотношении веры и разума в картине мира менялись: сначала они стали признаваться равноправными, а в эпоху Возрождения разум становится выше откровения. Николай Коперник (1473-1543) и Джордано Бруно (1548-1600) дают миру гелиоцентризм и идею бесконечности Вселенной. Галилео Галилей (1564-1642) изобрел линзу, телескоп, микроскоп, магнит, воздушный термометр, барометр, и многое другое. Именно он дал начало европейскому экспериментальному и математическому естествознанию, разработал динамику - науку о движении тел под действием силы, а также сформулировал методологические принципы, которые легли в основу развития науки Нового времени. Галилеем впервые в истории человеческой мысли было сформулировано понятие физического закона в современном значении. Исаак Ньютон (1643-1727) завершает научную революцию XVII века, соединив механистическую философию Р. Декарта (1516-1650), законы Иоганна Кеплера (1571-1630) о движении планет и законы Галилея о земном движении, сведя их в единую теорию. В 1687 году И. Ньютоном было создано основное его произведение «Математические начала натуральной философии», содержавшее три закона движения (закон инерции, закон пропорциональности силы и ускорения, закон равенства действия и противодействия), из которых выводиться большое число следствий, образующих фундамент классической теоретической физики. Важно обратить внимание, что с расцветом классической механики в европейской науке утверждается механистическая картина мироздания. Законы механики казались настолько простыми и понятными, что их использовали не только для объяснения природных явлений, но и социальных. Ньютон сам считал, что исходя из начал механики следовало бы вывести все явления природы. Таким образом, весь XVIII век в науке проходит под знаком динамики. Вселенная представлялась гигантской заводной игрушкой, функционирование которой описывалось законами механики. Наука этого периода основное внимание уделяет устойчивости, порядку, однородности и равновесию. Рассматривая четвертый вопрос, остановитесь на открытиях М.Фарадея, Дж. Максвела, Э.Резерфорда. Обратите внимание, что в XIX веке центр интересов физиков перемещается с динамики на термодинамику. После того как было сформулировано второе начало термодинамики, установившее переход всех видов энергии в тепловую, которая в конечном счете, рассеивается в пространстве, внимание физиков и философов сконцентрировалось на выводе о том, что запас энергии во Вселенной иссякает, приближая ее к тепловой смерти. Изучая пятый вопрос, проанализируйте причины и сущность кризиса естествознания конца XIX века. Обратите внимание, что представления об электрической природе материи, открытие явления радиоактивного распада привели к кризису классического атомизма и основанной на нем классической физики6. Одновременно выяснилась несостоятельность законов классической механики при описании движения тел в мегамире, а также на предельных скоростях. Все эти факторы явились предпосылками кризиса, так как новые научные открытия требовали и нового философского осмысления, а эмпирические факты, выходящие за рамки классической механики требовали принципиально нового теоретического подхода. Такой подход был предложен А.Эйнштейном в специальной теории относительности, основные идеи которой были опубликованы в 1905 году. Необходимо уяснить ее основные положения:
А.Эйнштейн обосновал, что одновременность событий не абсолютна, а относительна, и расстояние между телами, находящимися в пространстве на конечном удалении друг от друга, неодинаково в различных движущихся инерциальных системах. При скоростях, близких к скоростям света, ход времени замедляется, а геометрические размеры тел сокращаются. В релятивистской механике масса является также относительной величиной и связана с полной энергией соотношением Е=МС2. Актуален вопрос о связи теории относительности с классической механикой. Обратите внимание, что и после теории Эйнштейна она не потеряла своего прикладного значения. Классическая механика применима для описания движения тел на низких скоростях, много меньших скорости света. Теория относительности же, претендуя на фундаментальную теорию, описывает более широкий круг явлений, и включает механику Ньютона как составную часть. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 В естествознании долгое время атомы считались пределом делимости материи, а ее неуничтожимость связывалась с сохранением массы атома. В связи с тем, что выяснилась делимость атомного ядра, некоторые физики заявили, что материя будто исчезла совсем. Семинар 4. Материя, пространство и время в структуре научной теории.
Литература:
Контрольные вопросы
Методические рекомендации При рассмотрении темы вначале рекомендуется остановиться на понятии материи, выделить её универсальные атрибуты (связь, взаимодействие, движение, пространство и время, структурность, системная организация). Особое внимание рекомендуется обратить на такие атрибуты как структурность и системная организация, которые выражают упорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых она проявляется. Важным представляется рассмотреть принцип структурной бесконечности материи. Его проявлениями выступают: а) неисчерпаемость объектов и процессов микромира, б) бесконечность пространства и времени, в) бесконечность изменения и развития процессов. Необходимо также рассмотреть известные в настоящее время структурные уровни материи: микро-, макро-, и мега-миры и характерные для них типы связей: сильные взаимодействия, электромагнитные силы, гравитационные силы. Рассматривая категории пространства и времени вначале необходимо уяснить научный смысл этих понятий. В современной философии и естествознании пространство и время являются формами существования материи и координации материальных объектов. Общими свойствами пространства и времени являются объективность и всеобщность. Объективность указывает на существование вне и независимо от нашего сознания, от наших представлений. Всеобщность пространства и времени указывает на их всеобщий характер, охватывающий все структурные уровни материи. К специфическим свойствам пространства относят трехмерность, протяженность и изотропность7 как равенство всех трех направлений. Специфическими свойствами времени являются длительность, одномерность и необратимость. Одномерность времени указывает на то, что время течет в одном направлении: от прошлого через настоящее к будущему. Процессы диссимиляции в биологических организмах, необратимость многих химических реакций и термодинамических процессов указывают на необратимый характер времени. Подумайте над необратимостью времени, приведите другие примеры, показывающие его необратимый характер. Если не согласны, докажите почему. Исторически менялись представления о пространстве и времени. Одним из первых, кто поставил эту проблему, был философ и богослов поздней античности Августин Аврелий. Размышления о творении мира Богом привели Августина к проблеме вечности и времени. "Что же такое время? Пока никто меня о том не спрашивает, я понимаю, нисколько не затрудняясь, как скоро хочу дать ответ об этом, я становлюсь совершенно в тупик" (Исповедь 14.17). В результате своих размышлений Августин пришел к выводу: мир ограничен в пространстве, а бытие ограничено во времени. Пространство и время существуют только вместе с миром. Его определение времени: время есть мера движения и изменения. Следующим этапом в развитии представлений о пространстве и времени была концепция И.Ньютона. Он выдвинул идею абсолютного пространства и абсолютного времени. С его позиции пространство рассматривалось как "огромное вместилище", куда помещена материя, а время мыслилось наподобие потока, все увлекающего за собой и все поглощающего. Время течет одинаково во всей Вселенной и это течение абсолютно, то есть ни от чего не зависит. Идея абсолютного пространства и времени соответствовала механистической картине мира, утвердившейся в то время в науке. Материя рассматривалась как совокупность атомов, обладающих неизменными свойствами (массой, объемом) и их взаимодействие понималось как механическое. Изменение физической картины мира изменило и воззрение на пространство и время. Открытие электромагнитного поля и выяснение несводимости его свойств к состоянию механической среды вскрыли несостоятельность классической картины мира. Согласно новым научным представлениям материя не может быть представлена как совокупность отдельных элементов. Представления об электрической природе материи дали возможность рассматривать частицы вещества как связанные в единые системы полем, действие которого передается с конечной скоростью, одинаковой в любой замкнутой системе. Новое научное понимание пространства и времени дали труды математиков Н.И.Лобачевского, Б.Римана. Ими была выдвинута идея, согласно которой закономерности геометрии могут быть различными в разных масштабах, а свойства пространства не являются всегда и везде одинаковыми. Б.Риман создал неевклидову геометрию, в которой не существует вообще параллельных прямых, а сумма углов треугольника всегда больше 180 градусов (если фигуры нарисовать на поверхности сферы, а не на плоскости, то эти положения становятся очевидными). Наши традиционные представления и законы геометрии Евклида являются частным случаем более общих систем, разработанных Б.Риманом и Н.И. Лобачевским. "В нашем уме, — писал Лобачевский, - не может быть никакого противоречия, когда мы допускаем, что некоторые силы в природе следуют одной, а другие своей особой геометрии" (Лобачевский Н.И. Поли. собр. соч.,Т.2.С151). Большой вклад в разработку научного понимания пространства и времени внесла теория относительности, созданная А.Эйнштейном. Как мы уже отмечали, он установил, что одновременность событий не абсолютна, а относительна, и расстояние между телами, находящимися в пространстве на конечном удалении друг от друга, неодинаково в различных движущихся инерциальных системах. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 Следует отметить, что как уже доказано учеными, вблизи крупных материальных объектов образуется искривление пространства, вызванное действием сил гравитации. Это искривление носит локальный характер и несущественно в масштабах Вселенной. Поэтому современная наука исходит из представления об изотропном пространстве. |
