Естествено научен метод на познание и неговите компоненти. Основни науки за природата (физика, химия, биология), техните прилики и разлики. Форми на научно познание

Естествената наука, както беше отбелязано по-горе, е набор от науки за явленията и законите на природата. Образува се от две думи: „природа“ (природа) и „знание“, което буквално означава познание за природата. Думата "концепция" (в превод от латински разбиране, система) е определен начин за разбиране, тълкуване на всякакви явления, основна гледна точка, водеща идея за тяхното осветляване. Концептуалният подход е полезен не само за разбиране на историята на развитието на природните науки, но и за запознаване на специалистите в техническите и социалните науки с най-важните постижения на естествените науки. В процеса на получаване на нови знания изследователят винаги използва определена методология. В съвременния смисъл методология– учението за структурата, логическата организация, методите и средствата на дейността. Метод- това е начин за постигане на цел, включително набор от методи за практическа или теоретична дейност. Научните методи се делят на емпирични и теоретични.

Към научните методи емпирично нивоизследването включва:

1) наблюдение - целенасочено възприемане на явления от обективната реалност за установяване на основните свойства на обекта на познание;

2) описание - записване на информация за обекти с помощта на естествен или изкуствен език;

3) измерване - сравнение на обекти според подобни свойства или аспекти

4) експеримент - наблюдение при специално създадени и контролирани условия с цел установяване на причинно-следствена връзка между дадени условия и характеристики на изследвания обект;

5) моделиране - възпроизвеждане на свойствата на обект върху специално създаден аналог (модел), което позволява да се изследват процесите, характерни за оригинала, в отсъствието на самия оригинал.

Към научните методи теоретично нивоизследването включва:

1) идеализация - умствен избор на съществени и абстракция от несъществени свойства, характеристики, аспекти и т.н. на явления или обекти;

2) формализация - изграждането на абстрактни математически модели, които разкриват същността на процесите и явленията на реалността, които се изучават;

3) теоретизиране - изграждане на теории, основани на аксиоми - твърдения, чиято истинност не се изисква доказване;

4) математическо моделиране на процеси или свойства на обекти въз основа на изследване на система от уравнения, описващи оригинала, който се изучава;

5) хипотетико-дедуктивен (концептуално-дедуктивен) метод - получаване на необходимата информация с помощта на известни закони (хипотези) и дедуктивен метод (движение от общото към конкретното);

6) метод за тестване на теорията за адекватност (метод на потвърждаване) - сравнение на последствията, произтичащи от теорията и резултатите математическо моделиранеза съответствие с емпиричните факти.

2) Култура. Естествознание и хуманитарна култура.

Културата е исторически определено ниво на развитие на обществото, творчески сили и способности на човек, изразени във видовете и формите на организация на живота и дейността на хората, както и в материалните и духовни ценности, които те създават.

Обичайно е културата да се разделя на две взаимосвързани области: материална култураи духовна култура.

В момента има две основни научни култури: природни науки и хуманитарни науки. Чарлз Сноу пише, че има огромна пропаст между природните науки и хуманитарните и художествени култури, която нараства всяка година.

Природонаучната култура се основава на знания, придобити от човека в процеса на изучаване на природата и явленията, случващи се в нея, а хуманитарната култура се основава на знания за действията на хората, тяхната ценност и сетивна оценка и е насочена към хуманизма, морала, правата на човека. , изкуство, литература, митология, религия и др.

Методе съвкупност от правила, методи на познавателна и практическа дейност, обусловени от природата и законите на изучавания обект.

Съвременната система от методи на познание е много сложна и диференцирана. Повечето проста класификацияметодите на познанието предполага разделянето им на универсални, общонаучни и конкретнонаучни.

1. Общи методихарактеризират техниките и методите на изследване на всички нива на научното познание. Те включват методи на анализ, синтез, индукция, дедукция, сравнение, идеализация и др. Тези методи са толкова универсални, че работят дори на ниво обикновено съзнание.

Анализе процедура на умствено (или реално) разчленяване, разлагане на обект на съставни елементи, за да се идентифицират техните системни свойства и връзки.

Синтез- операцията за комбиниране на елементите на обекта, който се изучава, избрани при анализа, в едно цяло.

Индукция- метод на разсъждение или метод за получаване на знания, при който се прави общо заключение въз основа на обобщение на определени предпоставки. Индукцията може да бъде пълна или непълна. Пълна индукция е възможна, когато предпоставките обхващат всички явления от определен клас. Такива случаи обаче са рядкост. Невъзможността да се вземат предвид всички явления от даден клас ни принуждава да използваме непълна индукция, чиито крайни заключения не са строго еднозначни.

Приспадане- начин на разсъждение или метод за придвижване на знания от общото към конкретното, т.е. процесът на логически преход от общи предпоставки към заключения за конкретни случаи. Дедуктивен методможе да предостави стриктно, надеждно знание, подчинено на истинността на общите предпоставки и спазване на правилата на логическото заключение.

Аналогия- метод на познание, при който наличието на сходство в характеристиките на неидентични обекти ни позволява да приемем тяхното сходство в други характеристики. По този начин явленията на интерференция и дифракция, открити по време на изследването на светлината, ни позволиха да направим заключение за нейната вълнова природа, тъй като преди това същите свойства бяха записани в звука, вълновата природа на която вече беше точно установена. Аналогията е незаменимо средство за яснота и визуализация на мисленето. Но Аристотел също предупреди, че „аналогията не е доказателство“! Може да даде само предполагаемо знание.

Абстракция- метод на мислене, който се състои в абстрахиране от маловажни, незначителни за субекта на познанието свойства и връзки на обекта, който се изучава, като същевременно се подчертават онези негови свойства, които изглеждат важни и значими в контекста на изследването.

Идеализация- процес на мислено създаване на концепции за идеализирани обекти, които в реалния святне съществуват, но имат прототип. Примери: идеален газ, абсолютно черно тяло.

2. Общонаучни методи– моделиране, наблюдение, експеримент.

Разглежда се първоначалният метод на научното познание наблюдение, т.е. съзнателно и целенасочено изучаване на обекти, основано на сетивните способности на човека - усещания и възприятия. По време на наблюдението е възможно да се получи информация само за външните, повърхностни аспекти, качества и характеристики на обектите, които се изучават.

Резултатът от научните наблюдения винаги е описание на обекта, който се изследва, записано под формата на текстове, рисунки, диаграми, графики, диаграми и др. С развитието на науката наблюдението става все по-сложно и косвено чрез използването на различни технически устройства, инструменти и измервателни уреди.

Още едно най-важният методприродонаучните знания са експеримент. Експериментът е начин за активно, целенасочено изследване на обекти при контролирани и контролирани условия. Експериментът включва процедури за наблюдение и измерване, но не се ограничава до тях. В края на краищата експериментаторът има възможност да избере необходимите условия за наблюдение, да ги комбинира и променя, постигайки „чистотата“ на проявата на изследваните свойства, както и да се намесва в „естествения“ ход на изследваните процеси и дори да ги възпроизвеждат изкуствено.

Основната задача на експеримента, като правило, е да предскаже теория. Такива опити се наричат изследвания. Друг вид експеримент е проверка- предназначени да потвърдят определени теоретични предположения.

Моделиране - метод за замяна на изследвания обект с нещо подобно на него в редица свойства и характеристики, които представляват интерес за изследователя. Данните, получени от изучаването на модела, след това, с някои корекции, се прехвърлят към реалния обект. Моделирането се използва главно когато директното изследване на даден обект е или невъзможно (очевидно явлението „ядрена зима“ в резултат на масово използване ядрени оръжияПо-добре е да не го тествате, освен на модел), или е свързано с прекомерни усилия и разходи. Препоръчително е първо да се проучат последствията от големи намеси в природните процеси (речен завой, например) с помощта на хидродинамични модели и след това да се експериментира с реални природни обекти.

Моделирането всъщност е универсален метод. Може да се използва в системи от различни нива. Обикновено има такива видове моделиране като предметно, математическо, логическо, физическо, химическо и др. Широко разпространен в съвременни условияполучена компютърна симулация.

3. К специфични научни методипредставляват системи от формулирани принципи на конкретни научни теории. N: психоаналитичен метод в психологията, метод на морфофизиологичните показатели в биологията и др.

Методе съвкупност от правила, методи на познавателна и практическа дейност, обусловени от природата и законите на изучавания обект.

Модерна системаметодите на познание са много сложни и диференцирани. Най-простата класификация на методите на познанието включва разделянето им на общи, общонаучни и специфични научни.

1. Общи методихарактеризират техниките и методите на изследване на всички нива на научното познание. Те включват методи на анализ, синтез, индукция, дедукция, сравнение, идеализация и др. Тези методи са толкова универсални, че работят дори на ниво обикновено съзнание.

Анализе процедура на умствено (или реално) разчленяване, разлагане на обект на съставни елементи, за да се идентифицират техните системни свойства и връзки.

Синтез- операцията за комбиниране на елементите на обекта, който се изучава, избрани при анализа, в едно цяло.

Индукция- метод на разсъждение или метод за получаване на знания, при който се прави общо заключение въз основа на обобщение на определени предпоставки. Индукцията може да бъде пълна или непълна. Пълна индукция е възможна, когато предпоставките обхващат всички явления от определен клас. Такива случаи обаче са рядкост. Невъзможността да се вземат предвид всички явления от даден клас ни принуждава да използваме непълна индукция, чиито крайни заключения не са строго еднозначни.

Приспадане- начин на разсъждение или метод за придвижване на знания от общото към конкретното, т.е. процесът на логически преход от общи предпоставки към заключения за конкретни случаи. Дедуктивният метод може да осигури стриктно, надеждно знание, подчинено на истинността на общите предпоставки и спазването на правилата на логическото заключение.

Аналогия- метод на познание, при който наличието на сходство в характеристиките на неидентични обекти ни позволява да приемем тяхното сходство в други характеристики. По този начин явленията на интерференция и дифракция, открити по време на изследването на светлината, ни позволиха да направим заключение за нейната вълнова природа, тъй като преди това същите свойства бяха записани в звука, вълновата природа на която вече беше точно установена. Аналогията е незаменимо средство за яснота и визуализация на мисленето. Но Аристотел също предупреди, че „аналогията не е доказателство“! Може да даде само предполагаемо знание.

Абстракция- метод на мислене, който се състои в абстрахиране от маловажни, незначителни за субекта на познанието свойства и връзки на обекта, който се изучава, като същевременно се подчертават онези негови свойства, които изглеждат важни и значими в контекста на изследването.

Идеализация- процесът на мислено създаване на концепции за идеализирани обекти, които не съществуват в реалния свят, но имат прототип. Примери: идеален газ, абсолютно черно тяло.

2. Общонаучни методи– моделиране, наблюдение, експеримент.

Разглежда се първоначалният метод на научното познание наблюдение, т.е. съзнателно и целенасочено изучаване на обекти, основано на сетивните способности на човека - усещания и възприятия. По време на наблюдението е възможно да се получи информация само за външните, повърхностни аспекти, качества и характеристики на обектите, които се изучават.

Резултатът от научните наблюдения винаги е описание на обекта, който се изследва, записано под формата на текстове, рисунки, диаграми, графики, диаграми и др. С развитието на науката наблюдението става все по-сложно и косвено чрез използването на различни технически устройства, инструменти и измервателни уреди.

Друг важен метод за естественонаучно познание е експеримент. Експериментът е начин за активно, целенасочено изследване на обекти при контролирани и контролирани условия. Експериментът включва процедури за наблюдение и измерване, но не се ограничава до тях. В края на краищата експериментаторът има възможност да избере необходимите условия за наблюдение, да ги комбинира и променя, постигайки „чистотата“ на проявата на изследваните свойства, както и да се намесва в „естествения“ ход на изследваните процеси и дори да ги възпроизвеждат изкуствено.

Основната задача на експеримента, като правило, е да предскаже теория. Такива опити се наричат изследвания. Друг вид експеримент е проверка- предназначени да потвърдят определени теоретични предположения.

Моделиране- метод за замяна на изследвания обект с нещо подобно на него в редица свойства и характеристики, които представляват интерес за изследователя. Данните, получени от изучаването на модела, след това, с някои корекции, се прехвърлят към реалния обект. Моделирането се използва главно когато директното изследване на обект е или невъзможно (очевидно е, че феноменът „ядрена зима“ в резултат на масовото използване на ядрени оръжия е по-добре да не се тества, освен върху модел), или е свързано с прекомерни усилия и разходи. Препоръчително е първо да се проучат последствията от големи намеси в природните процеси (речен завой, например) с помощта на хидродинамични модели и след това да се експериментира с реални природни обекти.

Моделирането всъщност е универсален метод. Може да се използва в системи от различни нива. Обикновено има такива видове моделиране като предметно, математическо, логическо, физическо, химическо и др. Компютърното моделиране е широко разпространено в съвременните условия.

3. К специфични научни методипредставляват системи от формулирани принципи на конкретни научни теории. N: психоаналитичен метод в психологията, метод на морфофизиологичните показатели в биологията и др.

Методи на естествените науки и тяхната класификация.

С появата на необходимостта от получаване на знания се появи необходимостта от анализ и оценка на различни методи - напр. в методологията.

Специфичните научни методи отразяват изследователската тактика, а общите научни методи отразяват стратегията.

Методът на познанието е начин за организиране на средства и техники на теоретична и практическа дейност.

Методът е основният теоретичен инструмент за получаване и организиране научно познание.

Видове естественонаучни методи:

– общ (отнася се за всяка наука) – единството на логическото и историческото, възходът от абстрактното към конкретното;

– специални (засягащи само едната страна на изучавания обект) – анализ, синтез, сравнение, индукция, дедукция и др.;

– частни, които работят само в определена област на знанието.

Природонаучни методи:

наблюдението е първоначалният източник на информация, целенасочен процесвъзприемане на обекти или явления, използвани там, където е невъзможно да се извърши пряк експеримент, например в космологията (специални случаи на наблюдение - сравнение и измерване);

анализ - въз основа на мислено или реално разделяне на обект на части, когато се преминава от пълно описание на обекта към неговата структура, състав, характеристики и свойства;

синтез - основава се на комбиниране на различни елементи от обект в едно цяло и обобщаване на идентифицираните и изследвани характеристики на обекта;

индукция – състои се във формулиране на логическо заключение въз основа на обобщения на експериментални и наблюдателни данни; логическото разсъждение върви от частното към общото, осигурявайки по-добро разбиране и преход към повече общо нивоадресиране на проблема;

дедукцията е метод на познание, състоящ се в прехода от определени общи разпоредби към конкретни резултати;

хипотезата е предположение, изложено за разрешаване на несигурна ситуация; има за цел да обясни или систематизира някои факти, свързани с дадена област на знанието или разположени извън нейните граници, но не и да противоречи на съществуващите. Хипотезата трябва да бъде потвърдена или опровергана;

метод на сравнение - използва се за количествено сравнение на свойствата, параметрите на обектите или явленията, които се изучават;

експеримент - експериментално определяне на параметрите на обектите или обектите, които се изследват;

моделиране - създаване на модел на обект или обект, представляващ интерес за изследователя, и провеждане на експеримент върху него, извършване на наблюдения и по-нататъшно прилагане на получените резултати към обекта, който се изучава.

Общите методи на познание са свързани с всяка дисциплина и позволяват да се свържат всички етапи на процеса на познание. Тези методи се използват във всяка област на изследване и позволяват да се идентифицират връзките и характеристиките на изследваните обекти. В историята на науката изследователите включват метафизични и диалектически методи сред тези методи. Частните методи на научно познание са методи, използвани само в определен клон на науката. Различните методи на естествените науки (физика, химия, биология, екология и др.) са специфични по отношение на общия диалектически метод на познание. Понякога частните методи могат да се използват извън клоновете на природните науки, в които са възникнали. Например физични и химични методи се използват в астрономията, биологията и екологията. Често изследователите прилагат комплекс от взаимосвързани частни методи за изучаване на един предмет. Например, екологията използва едновременно методите на физиката, математиката, химията и биологията. Отделни методи на познание са свързани със специални методи. Специални методи изследват определени характеристики на обекта, който се изследва. Те могат да се проявяват на емпирично и теоретично ниво на познанието и да бъдат универсални.

Наблюдението е целенасочен процес на възприемане на обекти от реалността, сетивно отражение на обекти и явления, по време на който човек получава първична информация за света около него. Следователно изследването най-често започва с наблюдение и едва след това изследователите преминават към други методи. Наблюденията не са свързани с някаква теория, но целта на наблюдението винаги е свързана с някаква проблемна ситуация. Наблюдението предполага наличието на определен изследователски план, допускане, което подлежи на анализ и проверка. Наблюденията се използват там, където не могат да се извършат преки експерименти (във вулканологията, космологията). Резултатите от наблюдението се записват в описание, като се отбелязват тези признаци и свойства на обекта, който се изучава, които са обект на изследване. Описанието трябва да бъде максимално пълно, точно и обективно. Описанията на резултатите от наблюденията представляват емпиричната основа на науката, на тяхна основа се създават емпирични обобщения, систематизация и класификация.

Измерването е определянето на количествени стойности (характеристики) на изследваните аспекти или свойства на обект с помощта на специални технически устройства. Важна роля в изследването играят мерните единици, с които се сравняват получените данни.

Експеримент - по-сложен метод емпирично познаниев сравнение с наблюдението. То представлява целенасочено и строго контролирано въздействие на изследователя върху интересуващ го обект или явление за изследване на различните му страни, връзки и отношения. По време на експерименталното изследване ученият се намесва в естествения ход на процесите и трансформира обекта на изследване. Спецификата на експеримента е също така, че ви позволява да видите обекта или процеса в неговата чиста форма. Това се дължи на максималното изключване на експозицията на външни фактори.

Абстракцията е умствено отвличане на вниманието от всички свойства, връзки и отношения на изучавания обект, които се считат за маловажни. Това са моделите на точка, права, окръжност, равнина. Резултатът от процеса на абстракция се нарича абстракция. Реалните обекти в някои задачи могат да бъдат заменени с тези абстракции (Земята може да се счита за материална точка, когато се движи около Слънцето, но не и когато се движи по повърхността му).

Идеализацията представлява операцията на мислено подчертаване на едно свойство или връзка, което е важно за дадена теория, и мислено конструиране на обект, надарен с това свойство (връзка). В резултат на това идеалният обект има само това свойство (отношение). Научните акценти в реалността общи модели, които са значими и се повтарят в различни предмети, така че трябва да прибягваме до отвличане на вниманието от реални обекти. Така се формират понятия като „атом“, „набор“, „абсолютно черно тяло“, „идеален газ“, „непрекъсната среда“. Така получените идеални обекти всъщност не съществуват, тъй като в природата не могат да съществуват обекти и явления, които да имат само едно свойство или качество. При прилагането на теорията е необходимо отново да се съпоставят получените и използвани идеални и абстрактни модели с реалността. Ето защо е важно абстракциите да се избират в съответствие с тяхната адекватност към дадена теория и след това да се изключват.

Сред специалните универсални методи на изследване са анализът, синтезът, сравнението, класификацията, аналогията и моделирането.

Анализът е един от началните етапи на изследването, когато се преминава от пълно описание на обект към неговата структура, състав, характеристики и свойства. Анализът е метод на научно познание, който се основава на процедурата на умствено или реално разделяне на обект на съставните му части и тяхното отделно изследване. Невъзможно е да се знае същността на един обект само чрез подчертаване на елементите, от които се състои. Когато особеностите на изследвания обект се изучават чрез анализ, той се допълва чрез синтез.

Синтезът е метод на научно познание, който се основава на комбинация от елементи, идентифицирани чрез анализ. Синтезът не действа като метод за конструиране на цялото, а като метод за представяне на цялото под формата на единственото знание, получено чрез анализ. Показва мястото и ролята на всеки елемент в системата, връзката им с другите компоненти. Анализът улавя основно онова специфично нещо, което отличава частите една от друга, синтезът – обобщава аналитично идентифицираните и изследвани характеристики на даден обект. Анализът и синтезът се зараждат в практическата дейност на човека. Човекът се е научил да анализира и синтезира мислено само въз основа на практическо отделяне, постепенно разбирайки какво се случва с даден обект, когато извършва практически действия с него. Анализът и синтезът са компоненти на аналитико-синтетичния метод на познание.

Сравнението е метод на научно познание, който ни позволява да установим приликите и разликите на изследваните обекти. Сравнението е в основата на много естествени научни измервания, които са неразделна част от всеки експеримент. Сравнявайки обектите един с друг, човек получава възможност правилно да ги разпознава и по този начин правилно да се ориентира в света около себе си и целенасочено да му влияе. Сравнението има значение, когато се сравняват обекти, които са наистина хомогенни и подобни по същество. Методът на сравнение подчертава разликите между изследваните обекти и формира основата на всякакви измервания, тоест основата на експерименталните изследвания.

Класификацията е метод на научно познание, който комбинира в един клас обекти, които са възможно най-сходни един с друг по съществени характеристики. Класификацията позволява да се намали натрупаният разнообразен материал до сравнително малък брой класове, типове и форми и да се идентифицират първоначалните единици за анализ, да се открият стабилни характеристики и връзки. Обикновено класификациите се изразяват под формата на текстове на естествен език, диаграми и таблици.

Аналогията е метод на познание, при който знанията, получени чрез изследване на обект, се прехвърлят към друг, по-малко проучен, но подобен на първия в някои основни свойства. Методът на аналогията се основава на сходството на обектите по редица характеристики, а сходството се установява в резултат на сравняване на обекти един с друг. По този начин основата на метода на аналогията е методът на сравнение.

Методът на аналогията е тясно свързан с метода на моделиране, който е изследване на всякакви обекти с помощта на модели с по-нататъшно прехвърляне на получените данни към оригинала. Този метод се основава на значителното сходство на оригиналния обект и неговия модел. IN съвременни изследванияизползване различни видовемоделиране: предметно, мисловно, символно, компютърно.

Методи и техники на естественото научно изследване

Понятие за методология и метод

В съвременното разбиране методологията е учение за структурата, логическата организация, методите и средствата на дейността. По-специално, методологията на естествените науки е учението за принципите на изграждане, формите и методите на естественото научно познание.

Методът е набор от техники или операции, практически или теоретични дейности.

Методът е неразривно свързан с теорията: всяка система от обективни знания може да се превърне в метод. Неразривната връзка между метод и теория се изразява в методологическата роля на природонаучните закони. Например, законите за запазване в естествените науки представляват методологичен принцип, който изисква стриктно спазване на съответните теоретични операции; рефлексна теория на висш нервна дейностслужи като един от методите за изследване на поведението на животните и хората.

Описване на ролята на правилния метод в научно познание, Ф. Бейкън го сравни с лампа, осветяваща пътя на пътник в тъмното. Не можете да очаквате успех в изучаването на който и да е въпрос, като следвате грешен път.

Самият метод не определя изцяло успеха в естественонаучното изследване на реалността: важен е не само добрият метод, но и умението за неговото прилагане.

Различни методи на клонове на естествените науки: физика, химия, биология и др., са специфични по отношение на общия диалектически метод на познание. Всеки клон на естествената наука, имайки свой предмет на изследване и свои теоретични принципи, прилага свои специални методи, произтичащи от едно или друго разбиране на същността на неговия обект. Специалните методи, използвани например в археологията или географията, обикновено не излизат извън рамките на тези науки.В същото време физическите и химичните методи се използват не само във физиката и химията, но и в астрономията, биологията и археологията. Прилагането на метода на всеки клон на науката в другите му клонове се осъществява поради факта, че техните обекти се подчиняват на законите на тази наука. Например физичните и химичните методи се използват в биологията въз основа на това, че обектите на биологичното изследване включват под една или друга форма физични и химични форми на движение на материята.

Сравнение, анализ и синтез

Дори древните мислители твърдят: сравнението е майка на знанието. Народът уместно е изразил това в поговорката: „Не познаваш ли скръбта, няма да познаеш и радостта“. Не можеш да знаеш кое е добро, без да знаеш кое е лошо, не можеш да разбереш малкото без голямото и т.н. Всичко се научава чрез сравнение.

За да разберете какво е даден обект, първо трябва да разберете по какви начини той е подобен на други обекти и как се различава от тях. Например, за да се определи масата на едно тяло, е необходимо да се сравни с масата на друго тяло, взето като еталон, т.е. като примерна мярка. Този процес на сравнение се извършва чрез претегляне на кантар.

Сравнението е установяване на прилики и разлики между обекти. Сравнението е в основата на много природни научни измервания, които са неразделна част от всеки експеримент.

Сравнявайки обектите един с друг, човек получава възможност правилно да ги разпознава и по този начин правилно да се ориентира в света около себе си и целенасочено да му влияе. Като необходим метод на познание, сравнението играе важна роля в човешката практическа дейност и в естествените научни изследвания, когато се сравняват обекти, които са наистина хомогенни и сходни по същество. Няма смисъл да сравняваме, както се казва, лири с аршини.

Сравнението, като много общ метод на познание, често се появява в различни клонове на естествените науки като сравнителен метод.

Процесът на естественонаучното познание се извършва по такъв начин, че първо наблюдаваме общата картина на изучавания обект, в която подробностите остават в сянка. При такова наблюдение е невъзможно да се знае вътрешната структура на обекта. За да го изучаваме, трябва да разчленим изследваните обекти. Анализът е умствено или реално разлагане на обект на неговите съставни части. Като необходим метод за познание, анализът е и един от елементите на процеса на познание.

Невъзможно е да се познае същността на един обект само като се раздели на елементите, от които е съставен: химикът, според Хегел, поставя месо в своята реторта, подлага го на различни операции и след това казва: Открих, че то се състои от кислород, въглерод, водород и т.н. и т.н. Но тези неща вече не ядат месо. Всеки клон на естествената наука има, така да се каже, своя собствена граница на разделяне на обект, отвъд която се наблюдава друг свят от свойства и модели.

Когато детайлите са достатъчно проучени чрез анализ, започва следващият етап на познанието - синтезът - обединяването в едно цяло на елементите, разчленени чрез анализ.

Анализът улавя основно това, което е специфично, което отличава частите една от друга. Синтезът разкрива онази общност, която свързва частите в едно цяло.

Човек разлага обект на съставните му части, за да открие първо самите части, да разбере от какво се състои цялото и след това да го разгледа като съставен от части, всяка от които вече е разгледана отделно. Анализът и синтезът са в диалектическо единство помежду си: във всяко движение нашето мислене е колкото аналитично, толкова и синтетично.

Анализът и синтезът се зараждат в практическата дейност на човека, в неговата работа. Човек се е научил да анализира и синтезира мислено само на базата на практическо разчленяване, рязане, смилане, съединяване, композиране на предмети при производството на инструменти, облекло, жилище и т.н. Само чрез постепенно разбиране на това, което се случва с даден предмет при извършване на практически действия с това, човек се научи да анализира мислено и синтезира. Анализът и синтезът са основните методи на мислене: процеси на разделяне и свързване, разрушаване и създаване, разлагане и свързване: телата се отблъскват и привличат; химически елементивлизайте в контакт и прекъсвайте връзката; в живия организъм процесите на асимилация и дисимилация се извършват непрекъснато; в производството нещо се разчленява, за да се създаде продукт на труда, необходим на обществото.

Абстракция, идеализация и обобщение

Всеки изследван обект се характеризира с много свойства и е свързан с много нишки с други обекти. В процеса на естественонаучното познание възниква необходимостта да се съсредоточи вниманието върху един аспект или свойство на изучавания обект и да се отвлече вниманието от редица други негови качества или свойства.

Абстракцията е умственото изолиране на обект в абстракция от връзките му с други обекти, някакво свойство на обект в абстракция от другите му свойства, всяка връзка между обекти в абстракция от самите обекти. Първоначално абстракцията се изразяваше в избора на едни предмети с ръце, очи и инструменти и абстрахиране от други. Това се доказва от произхода на самата дума „абстрактно“ - от латинския глагол „tagere“ (плъзгам) и префикса „ab“ (настрани). да и Руска дума„разсеян“ идва от глагола „волоч“ (влача).

Абстракцията представлява необходимо условиепоявата и развитието на всяка наука и изобщо на човешкото познание. Въпросът какво в обективната реалност се подчертава от абстрахиращата работа на мисленето и от какво се отвлича вниманието се решава във всеки конкретен случай в пряка зависимост от естеството на обекта, който се изучава, и задачите, които се поставят пред изследователя. Например в математиката много проблеми се решават с помощта на уравнения, без да се вземат предвид конкретните неща зад тях. Числата не се интересуват какво се крие зад тях: хора или животни, растения или минерали. Това е голямата сила на математиката и в същото време нейните ограничения.

За механиката, която изучава движението на телата в пространството, физическите и кинетичните свойства на телата, с изключение на масата, са безразлични. И. Кеплер не се интересуваше от червеникавия цвят на Марс или температурата на Слънцето, за да установи законите на планетарното въртене. Когато Луи дьо Бройл търсеше връзката между свойствата на електрона като частица и като вълна, той имаше право да не се интересува от други характеристики на тази частица.

Абстракцията е движението на мисълта дълбоко в предмета, подчертавайки основните му елементи. Например, за да се приеме дадено свойство на даден обект за химично, е необходимо разсейване, абстракция. Всъщност, за да химични свойствавеществото не включва промяна на формата си, така че химикът изследва медта, отвличайки вниманието от това какво точно е направено от нея.

В жива тъкан логично мисленеабстракциите позволяват да се възпроизведе по-дълбока и по-точна картина на света, отколкото може да се направи с помощта на възприятията.

Важен метод за естествено научно познание на света е идеализацията като специфичен вид абстракция. Идеализацията е мислено формиране на абстрактни обекти, които не съществуват и не са осъществими в реалността, но за които има прототипи в реалния свят. Идеализацията е процес на формиране на концепции, реални прототипикоито могат да бъдат посочени само с различна степен на приближение. Примери за идеализирани понятия: „точка“, т.е. обект, който няма нито дължина, нито височина, нито ширина; "права линия", "кръг", "петно" електрически заряд“, „идеален газ“, „абсолютно черно тяло“ и др.

Въведение в естествения научен процес на изучаване на идеализирани обекти позволява изграждането на абстрактни диаграми на реални процеси, необходими за по-дълбоко проникване в моделите на тяхното възникване.

Важна задача на естественонаучното познание е обобщението - процесът на мисловен преход от индивидуалното към общото, от по-малко общото към по-общото.

Например, умствен преход от понятието „триъгълник“ към понятието „многоъгълник“, от понятието „механична форма на движение на материята“ към понятието „форма на движение на материята“, от преценката „това металът е електропроводим” до преценката „всички метали са електропроводими”, от преценката „механичната форма на енергия се превръща в топлина” до преценката „всяка форма на енергия се превръща в друга форма на енергия” и т.н.

Умственият преход от по-общото към по-малко общото е процес на ограничаване. Процесите на обобщаване и ограничаване са неразривно свързани. Без обобщение няма теория. Теорията е създадена, за да се прилага на практика за решаване на конкретни проблеми. Например, за измерване на обекти и създаване на технически структури винаги е необходим преход от по-общото към по-малко общото и индивидуално, т.е. винаги е необходим процес на ограничаване.

Абстрактно и конкретно

Процесът на естественонаучното познание се осъществява по два взаимосвързани начина: чрез издигане от конкретното, дадено във възприятието и представянето, към абстракциите и чрез изкачване от абстрактното към конкретното. По първия път визуалната репрезентация се „изпарява“ до нивото на абстракция; по втория път мисълта се движи отново към конкретно познание, но към богат набор от многобройни определения. Абстрактното се разбира като едностранно, непълно отражение на обект в съзнанието. Конкретното знание е отражение на реалната връзка между елементите на даден обект в системата на цялото, разглеждането му от всички страни, в развитие, с всичките му присъщи противоречия.

Конкретното е резултат от научно изследване, отражение на обективната реалност в система от понятия и категории, теоретично осмислено единство на разнообразното в обекта на изследване. Методът за теоретично познание на обекта като цяло е изкачването от абстрактното към конкретното.

Аналогия

В самата природа на разбирането на фактите се крие аналогия, свързваща нишките на неизвестното с известното. Новото е по-лесно за разбиране и разбиране чрез образите и понятията на старото, познато. Аналогията е вероятно, правдоподобно заключение за сходството на два обекта по някаква характеристика въз основа на установеното им сходство по други характеристики. Изводът е толкова по-правдоподобен, колкото повече сходни характеристики имат сравняваните обекти и колкото по-значими са тези характеристики. Въпреки факта, че аналогиите предоставят само вероятни заключения, те играят огромна роля в познанието, тъй като водят до формирането на хипотези - научни предположения и предположения, които по време на последващия етап на изследване и доказателства могат да се превърнат в научни теории. Една аналогия с това, което знаем, ни помага да разберем какво е неизвестно. Аналогия с простото помага да се разбере по-сложното. Така, по аналогия с изкуствения подбор на най-добрите породи домашни животни, Чарлз Дарвин открива закона естествен подборв животното и флора. Аналогията с потока на течност в тръба изигра важна роля за възникването на теорията електрически ток. Аналогиите с механизма на действие на мускулите, мозъка и сетивните органи на животните и хората подтикнаха изобретяването на много технически структури: багери, роботи, логически машини и др.

Аналогията като метод най-често се използва в теорията на подобието, на която се основава моделирането.

Моделиране

IN съвременна наукаи технологията, методът на моделиране става все по-широко разпространен, чиято същност е да възпроизведе свойствата на обект на познание върху специално проектиран негов аналог - модел. Ако моделът има същата физическа природа като оригинала, тогава имаме работа с физическо моделиране. Един модел може да бъде изграден в съответствие с принципа на математическото моделиране, ако има различна природа, но функционирането му се описва от система от уравнения, идентична на тази, която описва оригинала, който се изучава.

Моделирането се използва широко, тъй като позволява да се изследват процеси, характерни за оригинала, в отсъствието на самия оригинал и в условия, които не изискват неговото присъствие. Това често се налага поради неудобството от изучаването на самия обект и по други причини: висока цена, недостъпност, трудна доставка, необятност и др.

Ценността на модела се състои в това, че е много по-лесен за изработка, по-лесно е да се правят експерименти с него, отколкото с оригинала и т.н.

IN напоследъкАктивно се разработват електронни симулиращи устройства, в които с помощта на електронни процеси се възпроизвежда реален процес по зададена програма. Принципът на моделиране е в основата на кибернетиката. Моделирането се използва при изчисляване на траекториите на балистичните ракети, при изследване на режимите на работа на машини и цели предприятия, при разпределение на материалните ресурси и др.

Индукция и дедукция

Като метод на естествено научно изследване, индукцията може да се определи като процес на отстраняване обща позицияот наблюдението на редица конкретни изолирани факти.

Обикновено има два основни вида индукция: пълна и непълна. Пълната индукция е заключението на всяка обща преценка за всички обекти от определено множество въз основа на разглеждане на всеки обект от дадено множество. Обхватът на приложение на такава индукция е ограничен до обекти, чийто брой е краен. На практика по-често се използва форма на индукция, която включва правене на заключение за всички обекти на набор въз основа на познаване само на част от обектите. Такива заключения за непълна индукция често имат вероятностен характер. Непълната индукция, основана на експериментални изследвания и включваща теоретична обосновка, може да доведе до надеждно заключение. Нарича се научна индукция. Според известния френски физик Луи дьо Бройл индукцията, тъй като се стреми да прокара вече съществуващите граници на мисълта, е истинският източник на истински научен прогрес. Големите открития и скокове напред в научната мисъл в крайна сметка се създават чрез индукция – рискован, но важен творчески метод.

Дедукцията е процесът на аналитично разсъждение от общото към частното или по-малко общо. Началото (предпоставките) на дедукцията са аксиоми, постулати или просто хипотези, които имат характер на общи твърдения, а краят е следствията от предпоставките, теореми. Ако предпоставките на дедукцията са верни, тогава нейните последствия са верни. Дедукцията е основното доказателствено средство. Използването на дедукция дава възможност да се извлече от очевидни истини знание, което вече не може да бъде разбрано с непосредствена яснота от нашия ум, но което, поради самия метод на получаването му, изглежда напълно оправдано и следователно надеждно. Приспадането, извършено съгласно строги правила, не може да доведе до грешки.