Эксперимент-основа естествознания

1.Введение 2

2. Наблюдение, измерение и эксперимент – неразрывно связанные методы эмпирического познания 2

2.1 Значение наблюдения в системе эмпирического познания и его связь с экспериментом 2

2.2 Сущность измерения – необходимого метода при проведении экспериментов 4

3. Роль экспериментальных исследований в историческом развитии естествознания 14

3.1 Особенности периода начала Нового времени и его связь с экспериментальным познанием 14

2. Роль экспериментального познания в механике Г. Галилея и начало критики аристотелевской физики 17

3.3 Антиперипатетический характер экспериментальных физических концепций Нового времени 20

3.4 Особенности картезианской физики и место в ней эксперимента 21

4. Современные средства естественно-научных исследований 23

4.1 Специфика современных экспериментальных и теоретических исследований 23

4.2 Современные методы и технические средства эксперимента 25

4.2.1 Лазерная техника. 25

4.2.2 Синхротронные источники излучения. 26

4.2.3 Экспериментальные методы расшифровки сложных структур. 27

4.3 Важнейшие достижения современного естествознания в практической области 29

4.3.1 Высокотемпературная сверхпроводимость. 30

4.3.2 Химические лазеры. 30

4.3.3 Молекулярные пучки. 31

4.3.4 Достижения ядерной химии. 31

4.3.5 Новая ядерная установка. 32

4.3.6 Химический синтез ДНК. 33

4.3.7 Успехи генной инженерии. 33

4.3.8 Клонирование. 34

5. Заключение 35

1. Введение

Развитие общества в значительной степени определяется уров¬нем наукоемких технологий, многочисленные направления ко¬торых основаны на достижениях соответствующих отраслей естествознания. Современное естествознание обладает боль¬шим многообразием методов исследований, среди которых эксперимент — наиболее эффективное и действенное средство познания.

Именно об эксперименте, как основе естественнонаучного знания, мне хотелось бы рассказать в своей работе.

Очевидно, что многие великие открытия стали возможными только благодаря экспериментальному исследованию. Вот почему, на мой взгляд, знания об основных принципах данного метода научного познания так важны и необходимы.

Конечно же, нельзя не коснуться других важнейших методов эмпирического познания, таких как наблюдение и измерение. На мой взгляд, разговор об эксперименте, как таковом, невозможен без раскрытия сущности этих методов эмпирического познания. Дело здесь в том, что измерение и наблюдение неразрывно связаны с экспериментом, и зачастую являются его частью, что обязывает меня упомянуть о них достаточно подробно.

В своей работе мне, так же, хотелось бы подробно рассказать о значимости практических и теоретических знаний: их соотношении и взаимосвязанности. Так же, на мой взгляд, необходимо коснуться методов обработки результатов полученных в процессе экспериментального исследования. Естественно, мне хотелось бы сделать обзор основных современных средств естественнонаучного исследования: их специфики и достижениях достигнутых в этой области.

2. Наблюдение, измерение и эксперимент – неразрывно связанные методы эмпирического познания

2.1 Значение наблюдения в системе эмпирического познания и его связь с экспериментом

Наблюдение лежит в основе всех других эмпирических методов познания, являясь наиболее элементарным из них. И измерение, и эксперимент включают в себя наблюдение, но последнее может быть осуществлено и без первых. В науке наблюдение используется для получения эмпирической информации относительно исследуемой области, но главным образом — для проверки и обоснования истинности эмпирических суждений.

Научным наблюдением называется восприятие предметов и явлений действительности, осуществляемое с целью их познания. В акте наблюдения можно выделить: 1) объект наблюдения; 2) субъект; 3) средства; 4) условия наблюдения; 5) систему знания, исходя из которой задают цель наблюдения и интерпретируют его результаты. Все эти компоненты акта наблюдения следует учитывать при сообщении результатов наблюдения для того, чтобы его мог повторить любой другой наблюдатель. Важнейшим требованием к научному наблюдению является требование интерсубъективности. Это подразумевает, что наблюдение может повторить каждый наблюдатель с одинаковым результатом. Лишь при соблюдении этого требования результат наблюдения будет включен в науку.

Интерсубъективность наблюдения важна потому, что она свидетельствует об объективности результата наблюдения. Если все наблюдатели, повторившие некоторое наблюдение, получили один и тот же результат, то это дает нам основание считать результат наблюдения объективным научным свидетельством, а не ошибкой отдельного наблюдателя. Конечно, интерсубъективность наблюдения не может с достоверностью обосновать его результата, т. к. заблуждаться могут все наблюдатели (если все они, например, исходят из ложных теоретических предпосылок), однако интерсубъективность предохраняет нас от ошибок того или иного конкретного наблюдателя. Результаты наблюдений ученых одной научной эпохи могут быть исправлены или даже отброшены учеными другой эпохи. Это обусловлено тем, что результат всякого наблюдения неявно опирается на определенные гносеологические и конкретно-научные предпосылки, которые могут быть отброшены последующими поколениями ученых. Таким образом, результат наблюдения всегда содержит элемент субъективности, однако в рамках каждой отдельной научной эпохи интерсубъективность наблюдения свидетельствует о его относительной объективности.

Наблюдения разделяются на непосредственные и косвенные. При непосредственном наблюдении ученый наблюдает сам избранный объект. Однако далеко не всегда это возможно. Например, объекты квантовой механики или многие объекты астрономии невозможно наблюдать непосредственно. О свойствах таких объектов мы можем судить лишь на основе их взаимодействия с другими объектами. Подобного рода наблюдения называют косвенными наблюдениями. Косвенное наблюдение опирается на предположение об определенной закономерной связи между свойствами непосредственно наблюдаемых объектов и наблюдаемыми проявлениями этих свойств и содержит логический вывод о свойствах ненаблюдаемого объекта на основе наблюдаемого эффекта его действия. Например, изучая поведение элементарных частиц, физик непосредственно наблюдает лишь их треки в камере Вильсона, которые представляют собой результат взаимодействия элементарной частицы с молекулами пара, заполняющего камеру. По характеру треков физик судит о поведении и свойствах изучаемой частицы. Следует заметить, что между непосредственным и косвенным наблюдением нельзя провести резкой границы. В современной науке косвенные наблюдения получают все большее распространение по мере того, как увеличивается число приборов, используемых при наблюдении, и расширяется сфера научного исследования. Наблюдаемый предмет воздействует на прибор, а ученый непосредственно наблюдает лишь результат взаимодействия предмета с прибором.

Наблюдение считают разновидностью научной практики. Это обусловлено тем, что наблюдение существенно предполагает материальную деятельность, связанную с самим актом чувственного восприятия, использования приборов и т. п. Его специфика по сравнению с другими видами практики состоит в том, что наблюдение не включает себя непосредственного физического воздействия на объект (либо этим воздействием можно пренебречь). Но оно является необходимым элементом других эмпирических методов познания — измерения и эксперимента, которые опираются на практические действия с предметами.

2.2 Сущность измерения – необходимого метода при проведении экспериментов

Измерением называют процесс представления свойств реальных объектов в виде числовой величины. В самом общем виде величиной можно назвать все то, что может быть больше или меньше, что может быть присуще объекту в большей или меньшей степени; числовая величина — такая, которая может быть выражена числом. Таким образом, измерение есть установление числового соотношения между свойствами объектов.

Измерение — новая ступень в развитии эмпирического познания. Переход от наблюдения к измерению требует новых приборов и инструментов, а также новых понятии и предположении. Результаты наблюдения обычно выражаются с помощью качественных и сравнительных понятии. Качественные понятия — такие, как "теплый", "зеленый", "большой", — обозначают некоторые классы, и, приписывая предмету свойство, выражаемое качественным понятием, мы тем самым включаем этот предмет в определенный класс. Когда мы приступаем к исследованию некоторой новой области явлений, то начинаем с формулирования качественных понятий, с помощью которых проводим классификацию предметов исследуемой области, опираясь на наблюдение.

После образования качественных понятий и разбиения всех предметов на классы, мы можем установить некоторые соотношения между классами однородных предметов с помощью сравнительных понятий, таких, как "больше", "теплее", "легче" и т. п. Сравнительные понятия выражают сравнительную степень интенсивности свойства. В силу этого упорядочивают все предметы исследуемой области в последовательность. Например, с помощью понятий "тяжелее", "легче", "равный по весу" мы можем все предметы расположить в последовательность классов, таких, что в один класс попадут предметы, равные по весу, предметы каждого предшествующего класса будут легче предметов последующего класса и предметы последующего — тяжелее предметов предыдущего.

Количественные понятия численно выражают степень интенсивности некоторого свойства.