Природно, науковий метод пізнання та його складові. Основні науки про природу (фізика, хімія, біологія), їх схожість та відмінності. Форми наукового знання

Природознавство, як зазначалося вище, – це сукупність наук про явища і закони природи. Освічено із двох слів: «природа» і «знання», що означає буквально знання природи. Слово «концепція» (у перекладі з латинського розуміння, система) – певний спосіб розуміння, трактування будь-яких явищ, основна думка, керівна ідея їхнього висвітлення. Концептуальний підхід корисний як розуміння історії розвитку природознавства, але й знайомства з найважливішими досягненнями природознавства фахівцями технічних і наук. У процесі здобуття нового знання дослідник завжди користується певною методологією. У сучасному розумінні методологія– вчення про структуру, логічну організацію, методи та засоби діяльності. Метод– це спосіб досягнення будь-якої мети, що включає сукупність прийомів практичної чи теоретичної діяльності. Наукові методи поділяються на емпіричні та теоретичні.

До наукових методів емпіричного рівнядосліджень відносять:

1) спостереження – цілеспрямоване сприйняття явищ об'єктивної реальності задля встановлення істотних властивостей об'єкта пізнання;

2) опис – фіксація засобами природної чи штучної мови відомостей про об'єкти;

3) вимір - порівняння об'єктів за будь-якими подібними властивостями або сторонам

4) експеримент – спостереження у спеціально створюваних та контрольованих умовах з метою встановлення причинної залежності між заданими умовами та характеристиками досліджуваного об'єкта;

5) моделювання – відтворення властивостей об'єкта на спеціально створеному його аналогу (моделі), що дозволяє досліджувати процеси, характерні для оригіналу, без самого оригіналу.

До наукових методів теоретичного рівнядосліджень відносять:

1) ідеалізацію – уявне виділення суттєвих та абстрагування від несуттєвих властивостей, чорт, сторін тощо явищ або об'єктів;

2) формалізацію – побудова абстрактних математичних моделей, що розкривають сутність досліджуваних процесів та явищ дійсності;

3) теоретизацію – побудова теорій з урахуванням аксіом – тверджень, докази істинності яких потрібно;

4) математичне моделювання процесів або властивостей об'єктів на основі дослідження системи рівнянь, що описують оригінал, що вивчається;

5) гіпотетико-дедуктивний (понятійно – дедуктивний) метод – отримання необхідної інформації, використовуючи відомі закони (гіпотези) та дедуктивний метод (рух від загального до приватного);

6) метод перевірки теорії на адекватність (метод підтверджуваності) - зіставлення наслідків, що випливають з теорії, та результатів математичного моделюванняна відповідність емпіричним фактам.

2) Культура. Природно-наукова та гуманітарна культура.

Культура - це історично певний рівень розвитку суспільства, творчих сил і здібностей людини, виражений у типах і формах організації життя та діяльності людей, а також у створюваних ними матеріальних та духовних цінностях.

Прийнято культуру поділяти на дві взаємопов'язані галузі: матеріальну культурута духовну культуру.

В даний час існують дві основні наукові культури: природничо і гуманітарна. Ч.Сноу писав, що між природничо і гуманітарно-художньою культурами існує величезна прірва, яка з кожним роком збільшується.

Природничо-наукова культура базується на знаннях, здобутих людиною в процесі вивчення природи та явищ, що відбуваються в ній, а гуманітарна культура спирається на знання про вчинки людей, їх ціннісну та чуттєву оцінку, і орієнтована на гуманізм, моральність, права людини, мистецтво, літературу , релігію тощо.

Методє сукупність правил, прийомів пізнавальної та практичної діяльності, зумовлених природою та закономірностями досліджуваного об'єкта.

Сучасна система методів пізнання відрізняється високою складністю та диференційованістю. Найбільш проста класифікаціяМетодів пізнання передбачає їх поділ на загальні, загальнонаукові, конкретно-наукові.

1. Загальні методихарактеризують прийоми та методи дослідження всіх рівнях наукового пізнання. До них належать методи аналізу, синтезу, індукції, дедукції, порівняння, ідеалізації тощо. Ці методи настільки універсальні, що працюють навіть на рівні повсякденного свідомості.

Аналізє процедуру уявного (чи реального) розчленування, розкладання об'єкта на складові елементи з метою виявлення їх системних властивостей та відносин.

Синтез- операція з'єднання виділених в аналізі елементів об'єкта, що вивчається, в єдине ціле.

Індукція- спосіб міркування чи метод отримання знання, у якому загальний висновок робиться з урахуванням узагальнення приватних посилок. Індукція може бути повною та неповною. Повна індукція можлива тоді, коли посилки охоплюють усі явища тієї чи іншої класу. Однак такі випадки трапляються рідко. Неможливість врахувати всі явища даного класу змушує використовувати неповну індукцію, кінцеві висновки якої не мають однозначного характеру.

Дедукція- спосіб міркування чи спосіб руху знання від загального до часткового, тобто. процес логічного переходу від загальних посилок до висновків про окремі випадки. Дедуктивний методможе давати суворе, достовірне знання за умови істинності загальних посилок та дотримання правил логічного висновку.

Аналогія- прийом пізнання, у якому наявність подібності ознак нетотожних об'єктів, дозволяє припустити їх подібність та інших ознаках. Так, виявлені щодо світла явища інтерференції і дифракції дозволили дійти невтішного висновку про його хвильової природі, оскільки раніше самі властивості були зафіксовані у звуку, хвильовий характер якого вже точно встановлено. Аналогія – незамінний засіб наочності, образотворчості мислення. Але ще Аристотель попереджав, що «аналогія не є доказом»! Вона може давати лише ймовірне знання.

Абстрагування- прийом мислення, що полягає у відволіканні від несуттєвих, незначущі для суб'єкта пізнання властивостей та відносин досліджуваного об'єкта з одночасним виділенням тих його властивостей, які видаються важливими та суттєвими в контексті дослідження.

Ідеалізація- процес уявного створення понять про ідеалізовані об'єкти, які в реальному світінемає, але мають прообраз. Приклади: ідеальний газ, чорне тіло.

2. Загальнонаукові методи- Моделювання, спостереження, експеримент.

Вихідним методом наукового пізнання вважається спостереження, тобто. навмисне та цілеспрямоване вивчення об'єктів, що спирається на чуттєві здібності людини – відчуття та сприйняття. У ході спостереження можливе отримання інформації лише про зовнішні, поверхневі сторони, якості та ознаки об'єктів, що вивчаються.

Підсумком наукових спостережень є опис досліджуваного об'єкта, фіксований як текстів, малюнків, схем, графіків, діаграм тощо. З розвитком науки спостереження стає все більш складним та опосередкованим шляхом використання різноманітних технічних пристроїв, приладів, вимірювальних інструментів.

Ще одним найважливішим методомприродничо пізнання є експеримент. Експеримент - спосіб активного, цілеспрямованого дослідження об'єктів у контрольованих та керованих умовах. Експеримент включає процедури спостереження та вимірювання, проте не зводиться до них. Адже експериментатор має можливість підбирати необхідні умови спостереження, комбінувати і варіювати їх, домагаючись «чистоти» прояву властивостей, що вивчаються, а також втручатися в «природний» перебіг досліджуваних процесів і навіть штучно їх відтворювати.

Головним завданням експерименту, зазвичай, є передбачення теорії. Подібні експерименти називають дослідницькими. Інший тип експерименту - перевірочний- Призначений для підтвердження тих чи інших теоретичних припущень.

Моделювання - метод заміщення об'єкта, що вивчається, подібним йому по ряду цікавлять дослідника властивостей і характеристик. Дані, отримані щодо моделі, потім з деякими поправками переносяться на реальний об'єкт. Моделювання застосовується переважно тоді, коли пряме вивчення об'єкта або неможливе (очевидно, що феномен «ядерної зими» внаслідок масованого застосування ядерної зброїкрім як на моделі краще не випробовувати), або пов'язане з непомірними зусиллями та витратами. Наслідки великих втручань у природні процеси (поворот річок, наприклад) доцільно спочатку вивчити на гідродинамічних моделях, а потім експериментувати вже з реальними природними об'єктами.

Моделювання – метод фактично універсальний. Він може використовуватися в системах різних рівнів. Зазвичай виділяють такі типи моделювання, як предметне, математичне, логічне, фізичне, хімічне та інше. Найширше поширення в сучасних умовахотримало комп'ютерне моделювання.

3. До онкретно-наукові методиє системи сформульованих принципів конкретних наукових теорій. Н: психоаналітичний метод у психології, метод морфофізіологічних індикаторів у біології тощо.

Методє сукупність правил, прийомів пізнавальної та практичної діяльності, зумовлених природою та закономірностями досліджуваного об'єкта.

Сучасна системаметодів пізнання відрізняється високою складністю та диференційованістю. Найбільш проста класифікація методів пізнання передбачає їхнє поділ на загальні, загальнонаукові, конкретно-наукові.

1. Загальні методихарактеризують прийоми та методи дослідження всіх рівнях наукового пізнання. До них належать методи аналізу, синтезу, індукції, дедукції, порівняння, ідеалізації тощо. Ці методи настільки універсальні, що працюють навіть на рівні повсякденного свідомості.

Аналізє процедуру уявного (чи реального) розчленування, розкладання об'єкта на складові елементи з метою виявлення їх системних властивостей та відносин.

Синтез- операція з'єднання виділених в аналізі елементів об'єкта, що вивчається, в єдине ціле.

Індукція- спосіб міркування чи метод отримання знання, у якому загальний висновок робиться з урахуванням узагальнення приватних посилок. Індукція може бути повною та неповною. Повна індукція можлива тоді, коли посилки охоплюють усі явища тієї чи іншої класу. Однак такі випадки трапляються рідко. Неможливість врахувати всі явища даного класу змушує використовувати неповну індукцію, кінцеві висновки якої не мають однозначного характеру.

Дедукція- спосіб міркування чи спосіб руху знання від загального до часткового, тобто. процес логічного переходу від загальних посилок до висновків про окремі випадки. Дедуктивний метод може давати суворе, достовірне знання за умови істинності загальних посилок та дотримання правил логічного висновку.

Аналогія- прийом пізнання, у якому наявність подібності ознак нетотожних об'єктів, дозволяє припустити їх подібність та інших ознаках. Так, виявлені щодо світла явища інтерференції і дифракції дозволили дійти невтішного висновку про його хвильової природі, оскільки раніше самі властивості були зафіксовані у звуку, хвильовий характер якого вже точно встановлено. Аналогія – незамінний засіб наочності, образотворчості мислення. Але ще Аристотель попереджав, що «аналогія не є доказом»! Вона може давати лише ймовірне знання.

Абстрагування- прийом мислення, що полягає у відволіканні від несуттєвих, незначущі для суб'єкта пізнання властивостей та відносин досліджуваного об'єкта з одночасним виділенням тих його властивостей, які видаються важливими та суттєвими в контексті дослідження.

Ідеалізація- процес уявного створення понять про ідеалізовані об'єкти, які в реальному світі не існують, але мають прообраз. Приклади: ідеальний газ, чорне тіло.

2. Загальнонаукові методи- Моделювання, спостереження, експеримент.

Вихідним методом наукового пізнання вважається спостереження, тобто. навмисне та цілеспрямоване вивчення об'єктів, що спирається на чуттєві здібності людини – відчуття та сприйняття. У ході спостереження можливе отримання інформації лише про зовнішні, поверхневі сторони, якості та ознаки об'єктів, що вивчаються.

Підсумком наукових спостережень є опис досліджуваного об'єкта, фіксований як текстів, малюнків, схем, графіків, діаграм тощо. З розвитком науки спостереження стає все більш складним та опосередкованим шляхом використання різноманітних технічних пристроїв, приладів, вимірювальних інструментів.

Ще одним найважливішим методом природничо пізнання є експеримент. Експеримент - спосіб активного, цілеспрямованого дослідження об'єктів у контрольованих та керованих умовах. Експеримент включає процедури спостереження та вимірювання, проте не зводиться до них. Адже експериментатор має можливість підбирати необхідні умови спостереження, комбінувати і варіювати їх, домагаючись «чистоти» прояву властивостей, що вивчаються, а також втручатися в «природний» перебіг досліджуваних процесів і навіть штучно їх відтворювати.

Головним завданням експерименту, зазвичай, є передбачення теорії. Подібні експерименти називають дослідницькими. Інший тип експерименту - перевірочний- Призначений для підтвердження тих чи інших теоретичних припущень.

Моделювання- метод заміщення об'єкта, що вивчається, подібним йому по ряду цікавлять дослідника властивостей і характеристик. Дані, отримані щодо моделі, потім з деякими поправками переносяться на реальний об'єкт. Моделювання застосовується в основному тоді, коли пряме вивчення об'єкта або неможливе (очевидно, що феномен «ядерної зими» в результаті масованого застосування ядерної зброї крім як на моделі краще не випробовувати), або пов'язане з надмірними зусиллями та витратами. Наслідки великих втручань у природні процеси (поворот річок, наприклад) доцільно спочатку вивчити на гідродинамічних моделях, а потім експериментувати вже з реальними природними об'єктами.

Моделювання – метод фактично універсальний. Він може використовуватися в системах різних рівнів. Зазвичай виділяють такі типи моделювання, як предметне, математичне, логічне, фізичне, хімічне та інше. Найширше поширення у сучасних умовах набуло комп'ютерне моделювання.

3. До онкретно-наукові методиє системи сформульованих принципів конкретних наукових теорій. Н: психоаналітичний метод у психології, метод морфофізіологічних індикаторів у біології тощо.

Методи природознавства та його класифікація.

З появою потреби отримання знань виникла потреба у аналізі та оцінці різних методів – тобто. у методології.

Конкретні наукові методи відбивають тактику дослідження, а загальнонаукові – стратегію.

Метод пізнання – спосіб організації засобів, прийомів теоретичної та практичної діяльності.

Метод є основним теоретичним інструментом отримання та впорядкування наукового знання.

Види методів природознавства:

– загальні (стосуються будь-якої науки) – єдність логічного та історичного, сходження від абстрактного до конкретного;

- особливі (стосуються тільки однієї сторони об'єкта, що вивчається) - аналіз, синтез, порівняння, індукція, дедукція та ін;

– приватні, які діють лише у певній галузі знань.

Методи природознавства:

спостереження – початкове джерело інформації, цілеспрямований процессприйняття предметів чи явищ, використовується там, де не можна поставити прямий експеримент, наприклад у космології (приватні випадки спостереження – порівняння та вимір);

аналіз – заснований на уявному чи реальному розчленуванні предмета на частини, коли від цільного опису об'єкта переходять до його будови, складу, ознак і властивостей;

синтез – заснований на поєднанні різних елементів предмета в єдине ціле та узагальнення виділених та вивчених особливостей об'єкта;

індукція – полягає у формулюванні логічного висновку на основі узагальнень даних експерименту та спостережень; логічні міркування йдуть від приватного до загального, забезпечуючи краще осмислення та перехід на більш загальний рівеньрозгляду проблеми;

дедукція – метод пізнання, що полягає у переході від деяких загальних положень до приватних результатів;

гіпотеза – припущення, що висувається для вирішення невизначеної ситуації, вона покликана пояснити чи систематизувати деякі факти, які стосуються даної галузі знання чи перебувають поза її межами, але у своїй не суперечити вже існуючим. Гіпотеза має бути підтверджена або спростована;

метод порівнянь – застосовується при кількісному зіставленні досліджуваних властивостей, параметрів об'єктів чи явищ;

експеримент – дослідне визначення параметрів досліджуваних об'єктів чи предметів;

моделювання - створення моделі цікавого дослідника предмета або об'єкта і проведення над ним експерименту, спостереження та подальше накладення отриманих результатів на об'єкт, що вивчається.

Загальні методи пізнання стосуються будь-якої дисципліни та дають змогу поєднати всі етапи процесу пізнання. Ці методи використовуються в будь-якій галузі дослідження і дозволяють виявляти зв'язки та ознаки досліджуваних об'єктів. В історії науки дослідники до таких методів відносять метафізичний та діалектичний методи. Приватні методи наукового пізнання – це методи, що застосовуються лише окремій галузі науки. Різні методи природознавства (фізики, хімії, біології, екології тощо) є приватними по відношенню до загального діалектичного методу пізнання. Іноді приватні методи можна використовувати поза тими галузей природознавства, у яких виникли. Наприклад, фізичні та хімічні методи використовуються в астрономії, біології, екології. Часто дослідники застосовують комплекс взаємопов'язаних приватних методів вивчення одного предмета. Наприклад, екологія одночасно користується методами фізики, математики, хімії, біології. Приватні способи пізнання пов'язані з особливими способами. Особливі методи досліджують певні ознаки об'єкта, що вивчається. Вони можуть виявлятися на емпіричному та на теоретичному рівнях пізнання та бути універсальними.

Спостереження є цілеспрямований процес сприйняття предметів дійсності, чуттєве відображення об'єктів і явищ, в ході якого людина отримує первинну інформацію про навколишній світ. Тому дослідження найчастіше починається зі спостереження, і лише потім дослідники переходять до інших методів. Спостереження не пов'язані з якоюсь теорією, але мета спостереження завжди пов'язана з певною проблемною ситуацією. Спостереження передбачає наявність певного плану дослідження, припущення, що піддається аналізу та перевірці. Спостереження використовують там, де не можна поставити прямий експеримент (у вулканології, космології). Результати спостереження фіксуються в описі, що відмічає ті ознаки та властивості об'єкта, що вивчається, які є предметом вивчення. Опис має бути максимально повним, точним та об'єктивним. Саме описи результатів спостереження становлять емпіричний базис науки, з їхньої основі створюються емпіричні узагальнення, систематизація і класифікація.

Вимір - це визначення кількісних значень (характеристик) сторін, що вивчаються, або властивостей об'єкта за допомогою спеціальних технічних пристроїв. Велику роль дослідженні грають одиниці виміру, з якими порівнюються отримані дані.

Експеримент – складніший метод емпіричного пізнанняпроти спостереженням. Він являє собою цілеспрямований і строго контрольований вплив дослідника на об'єкт, що цікавить, або явище для вивчення його різних сторін, зв'язків і відносин. У результаті експериментального дослідження вчений втручається у природний перебіг процесів, перетворює об'єкт дослідження. Специфіка експерименту полягає також у тому, що він дозволяє побачити об'єкт чи процес у чистому вигляді. Це відбувається за рахунок максимального виключення впливу сторонніх факторів.

Абстрагування - уявне відволікання від усіх властивостей, зв'язків і відносин об'єкта, що вивчається, які вважають несуттєвими. Такими є моделі точки, прямої лінії, кола, площини. Результат процесу абстрагування називається абстракцією. Реальні об'єкти в якихось завданнях можуть бути замінені цими абстракціями (Землю при русі навколо Сонця можна вважати матеріальною точкою, але не можна під час руху по її поверхні).

Ідеалізація представляє операцію уявного виділення якогось одного важливого для даної теорії властивості або відношення, уявного конструювання об'єкта, наділеного цією властивістю (стосунком). В результаті ідеальний об'єкт має тільки цю властивість (відносини). Наука виділяє насправді загальні закономірності, які є суттєвими і повторюються в різних предметах, тому доводиться йти на відволікання від реальних об'єктів. Так утворюються такі поняття, як «атом», «безліч», «абсолютно чорне тіло», «ідеальний газ», «суцільне середовище». Отримані в такий спосіб ідеальні об'єкти насправді немає, оскільки у природі може бути предметів і явищ, мають лише одне властивість чи якість. При застосуванні теорії необхідно знову зіставити отримані та використані ідеальні та абстрактні моделі з реальністю. Тому важливим є вибір абстракцій відповідно до їх адекватності даної теорії та подальше виключення їх.

Серед особливих універсальних методів досліджень виділяють аналіз, синтез, порівняння, класифікацію, аналогію, моделювання.

Аналіз – одна з початкових стадій дослідження, коли від цільного опису об'єкта переходять до його будову, складу, ознак і властивостей. Аналіз – метод наукового пізнання, основу якого лежить процедура уявного чи реального поділу об'єкта на складові його частини та його окреме вивчення. Неможливо пізнати сутність об'єкта, лише виділяючи у ньому елементи, у тому числі він складається. Коли шляхом аналізу зокрема об'єкта досліджуваного вивчені, він доповнюється синтезом.

Синтез – метод наукового пізнання, основу якого лежить об'єднання виділених аналізом елементів. Синтез виступає не як метод конструювання цілого, а як метод уявлення цілого у формі єдиних знань, отриманих за допомогою аналізу. Він показує місце та роль кожного елемента в системі, їх зв'язок з іншими складовими частинами. Аналіз фіксує переважно те специфічне, що відрізняє частини друг від друга, синтез – узагальнює аналітично виділені та вивчені особливості об'єкта. Аналіз та синтез беруть свій початок у практичній діяльності людини. Людина навчилася подумки аналізувати і синтезувати лише з основі практичного поділу, поступово осмислюючи те, що відбувається з об'єктом і під час практичних дій із нею. Аналіз та синтез є компонентами аналітико-синтетичного методу пізнання.

Порівняння – спосіб наукового пізнання, що дозволяє встановити подібність і відмінність досліджуваних об'єктів. Порівняння лежить в основі багатьох природничих вимірювань, що становлять невід'ємну частину будь-яких експериментів. Порівнюючи об'єкти між собою, людина отримує можливість правильно пізнавати їх і цим правильно орієнтуватися в навколишньому світі, цілеспрямовано впливати на нього. Порівняння має значення, коли порівнюються дійсно однорідні та близькі за своєю сутністю об'єкти. Метод порівняння виділяє відмінності досліджуваних об'єктів та становить основу будь-яких вимірів, тобто основу експериментальних досліджень.

Класифікація - метод наукового пізнання, який об'єднує в один клас об'єкти, максимально подібні один до одного в суттєвих ознаках. Класифікація дозволяє звести накопичений різноманітний матеріал до порівняно невеликій кількості класів, типів і форм і виявити вихідні одиниці аналізу, виявити стійкі ознаки та відносини. Як правило, класифікації виражаються у вигляді текстів природними мовами, схем і таблиць.

Аналогія – спосіб пізнання, у якому відбувається перенесення знання, отриманого під час розгляду будь-якого об'єкта, на інший, менш вивчений, але схожий з першим за якимись істотними властивостями. Метод аналогії ґрунтується на подібності предметів за рядом будь-яких ознак, причому подібність встановлюється в результаті порівняння предметів між собою. Отже, основу методу аналогії лежить метод порівняння.

Метод аналогії тісно пов'язаний з методом моделювання, який є вивчення яких-небудь об'єктів за допомогою моделей з подальшим перенесенням отриманих даних на оригінал. В основі цього методу лежить суттєва схожість об'єкта-оригіналу та його моделі. У сучасних дослідженняхвикористовують різні видимоделювання: предметне, уявне, символічне, комп'ютерне.

Методи та прийоми природно- наукових досліджень

Поняття методології та методу

У сучасному розумінні методологія – вчення про структуру, логічну організацію, методи та засоби діяльності. Зокрема, методологія природознавства – це вчення про принципи побудови, форми та способи природничо-наукового пізнання.

Метод – це сукупність прийомів, чи операцій, практичної чи теоретичної діяльності.

Метод нерозривно пов'язані з теорією: будь-яка система об'єктивного знання може стати методом. Нерозривний зв'язок методу та теорії виявляється у методологічній ролі природничо-наукових законів. Наприклад, закони збереження у природознавстві становлять методологічний принцип, що вимагає неухильного дотримання за відповідних теоретичних операцій; рефлекторна теорія вищої нервової діяльностіслужить одним із методів дослідження поведінки тварин та людини.

Характеризуючи роль правильного методу науковому пізнанні, Ф. Бекон порівнював його зі світильником, що висвітлює мандрівникові дорогу в темряві. Не можна розраховувати на успіх у вивченні будь-якого питання, йдучи хибним шляхом.

Метод сам собою не зумовлює повністю успіху у природничо-науковому дослідженні дійсності: важливий як хороший метод, а й майстерність його застосування.

Різні методи галузей природознавства: фізики, хімії, біології тощо є приватними по відношенню до загального діалектичного методу пізнання. Кожна галузь природознавства, маючи свій предмет вивчення та свої теоретичні принципи, застосовує свої спеціальні методи, які з того чи іншого розуміння сутності її об'єкта. Спеціальні методи, що застосовуються, наприклад, в археології або географії, зазвичай не виходять за межі даних наук, У той же час фізичні та хімічні методи застосовуються не тільки у фізиці та хімії, але і в астрономії, біології, археології. Застосування методу будь-якої галузі науки інших її галузях здійснюється через те, що й об'єкти підпорядковуються законам цієї науки. Наприклад, фізичні та хімічні методи застосовуються в біології на тій підставі, що об'єкти біологічного дослідження включають в себе в тому чи іншому вигляді фізичні та хімічні форми руху матерії.

Порівняння, аналіз та синтез

Ще давні мислителі стверджували: порівняння – мати пізнання. Народ влучно висловив це у прислів'ї: «Не впізнавши горя, не впізнаєш і радості». Не можна дізнатися, що таке добре, не знаючи поганого, не можна зрозуміти малого без великого тощо. Усе пізнається в порівнянні.

Щоб дізнатися, що являє собою той чи інший предмет, необхідно насамперед з'ясувати, у чому він подібний до інших предметів і чим відрізняється від них. Наприклад, визначення маси будь-якого тіла необхідно порівняти її з масою іншого тіла, прийнятого за зразок, т. е. зразок заходи. Такий процес порівняння здійснюється шляхом зважування на терезах.

Порівняння є встановлення подібності та відмінності об'єктів. Порівняння лежить в основі багатьох природничо-наукових вимірів, що становлять невід'ємну частину будь-яких експериментів.

Порівнюючи об'єкти між собою, людина отримує можливість правильно пізнавати їх і цим правильно орієнтуватися в навколишньому світі, цілеспрямовано впливати на нього. Будучи необхідним прийомом пізнання, порівняння відіграє важливу роль у практичній діяльності людини і в природничо-науковому дослідженні, коли порівнюються справді однорідні та близькі за своєю сутністю об'єкти. Немає сенсу порівнювати, як то кажуть, фунти з аршинами.

Порівняння як загальний прийом пізнання часто виступає у різних галузях природознавства як порівняльний метод.

Процес природничо-наукового пізнання відбувається так, що ми спочатку спостерігаємо загальну картину об'єкта, що вивчається, при якій зокрема залишаються в тіні. За такого спостереження не можна пізнати внутрішню структуру об'єкта. Для її вивчення ми повинні розчленувати об'єкти, що вивчаються. Аналіз є уявне чи реальне розкладання об'єкта на складові його частини. Будучи необхідним прийомом пізнання, аналіз також і один з елементів процесу пізнання.

Неможливо пізнати сутність об'єкта, тільки розкладаючи його на елементи, з яких він складається: хімік, за словами Гегеля, поміщає м'ясо у свою реторту, піддає його різноманітним операціям і потім каже: я знайшов, що він складається з кисню, вуглецю, водню і т.д. д. Але ці речі вже не їсти м'ясо. У кожній галузі природознавства є ніби свою межу членування об'єкта, за яким спостерігається інший світ властивостей та закономірностей.

Коли шляхом аналізу зокрема досить вивчені, настає наступна стадія пізнання – синтез – об'єднання на єдине ціле розчленованих аналізом елементів.

Аналіз фіксує переважно те специфічне, що відрізняє частини друг від друга. Синтез розкриває те загальне, що пов'язує частини у єдине ціле.

Людина розкладає об'єкт на складові для того, щоб спочатку виявити самі частини, дізнатися, з чого складається ціле, а потім розглянути його як частину, кожна з яких вже обстежена окремо. Аналіз і синтез перебувають у діалектичній єдності між собою: у кожному своєму русі наше мислення так само аналітично, як і синтетично.

Аналіз та синтез беруть свій початок у практичній діяльності людини, у його праці. Людина навчилася подумки аналізувати і синтезувати лише на основі практичного розчленування, розрубування, розмелювання, з'єднання, складання предметів при виготовленні знарядь праці, одягу, житла тощо. Лише поступово осмислюючи те, що відбувається з об'єктом при виконанні практичних дій з ним навчався подумки аналізувати та синтезувати. Аналіз та синтез – основні прийоми мислення: процеси роз'єднання та з'єднання, руйнування та творення, розкладання та з'єднання: тіла відштовхуються та притягуються; хімічні елементивступають у зв'язок та роз'єднуються; у живому організмі безперервно здійснюються процеси асиміляції та дисиміляції; у виробництві відбувається розчленування чогось творення продукту праці, необхідного суспільству.

Абстрагування, ідеалізація та узагальнення

Кожен об'єкт, що вивчається, характеризується безліччю властивостей і пов'язаний безліччю ниток з іншими об'єктами. У процесі природничо-наукового пізнання виникає необхідність сконцентрувати увагу на одній будь-якій стороні або властивості об'єкта, що вивчається, і відволіктися від ряду інших його якостей або властивостей.

Абстрагування – уявне виділення будь-якого предмета, у відволіканні з його зв'язків коїться з іншими предметами, будь-якого властивості предмета у відволіканні з інших його властивостей, будь-якого відношення предметів у відволіканні самих предметів. Спочатку абстрагування виражалося у виділенні руками, поглядом, знаряддями праці одних предметів і відволіканні з інших. Про це свідчить і походження самого слова «абстрактний» – від латинського дієслова «tagere» (тягнути) та приставки «ab» (убік). Та й російське слово«абстрактний» походить від дієслова «волоч» (тягнути).

Абстрагування складає необхідна умовавиникнення та розвитку будь-якої науки та людського пізнання взагалі. Питання про те, що в об'єктивній дійсності виділяється абстрагуючою роботою мислення і від чого мислення відволікається, у кожному конкретному випадку вирішується у прямій залежності від природи об'єкта, що вивчається, і тих завдань, які ставляться перед дослідником. Наприклад, в математиці багато завдань вирішуються за допомогою рівнянь без розгляду конкретних речей, що стоять за ними. Числам немає діла до того, що стоїть за ними: люди чи тварини, рослини чи мінерали. У цьому полягає велика сила математики, а водночас і її обмеженість.

Для механіки, що вивчає переміщення тіл у просторі, байдужі до фізико-кінетичних властивостей тіл, крім маси. І. Кеплеру були неважливі червоний колір Марса чи температура Сонця задля встановлення законів звернення планет. Коли Луї де Бройль шукав зв'язок між властивостями електрона як частинки та як хвилі, він мав право не цікавитися жодними іншими характеристиками цієї частки.

Абстрагування – це рух думки углиб предмета, виділення його істотних елементів. Наприклад, щоб ця властивість об'єкта розглядалася як хімічна, необхідно відволікання, абстракція. Справді, до хімічним властивостямречовини не відноситься зміна його форми, тому хімік досліджує мідь, відволікаючись від того, що саме з неї виготовлено.

У живій тканині логічного мисленняабстракції дозволяють відтворити глибшу та точну картину світу, ніж це можна зробити за допомогою сприйняттів.

Важливим прийомом природничо-наукового пізнання світу є ідеалізація як специфічний вид абстрагування. Ідеалізація – це розумова освіта абстрактних об'єктів, які не існують і нездійсненні насправді, але для яких є прообрази в реальному світі. Ідеалізація – це процес утворення понять, реальні прототипияких можуть бути зазначені лише з тим чи іншим ступенем наближення. Приклади ідеалізованих понять: "точка", тобто об'єкт, який не має ні довжини, ні висоти, ні ширини; «пряма лінія», «коло», «точковий електричний заряд», «Ідеальний газ», «абсолютно чорне тіло» та ін.

Введення в природничо-науковий процес дослідження ідеалізованих об'єктів дозволяє здійснити побудову абстрактних схем реальних процесів, необхідні більш глибокого проникнення в закономірності їх протікання.

Важливим завданням природничо-наукового пізнання є узагальнення - процес уявного переходу від одиничного до загального, від менш загального до загального.

Наприклад, уявний перехід від поняття «трикутник» до поняття «багатокутник», від поняття «механічна форма руху матерії» до поняття «форма руху матерії», від судження «цей метал електропровідний» до судження «всі метали електропровідні», від судження «механічна форма енергії перетворюється на теплову» до судження «всяка форма енергії перетворюється на іншу форму енергії» тощо.

Думковий перехід від більш загального до менш загального є обмеженням. Процеси узагальнення та обмеження нерозривно пов'язані між собою. Без узагальнення немає теорії. Теорія створюється до застосування її практично до вирішення конкретних завдань. Наприклад, для вимірювання об'єктів, створення технічних споруд завжди необхідний перехід від більш загального до менш загального та одиничного, тобто завжди необхідний процес обмеження.

Абстрактне та конкретне

Процес природничо-наукового пізнання здійснюється двома взаємопов'язаними шляхами: шляхом сходження від конкретного, даного у сприйнятті та уявленні, до абстракцій та шляхом сходження від абстрактного до конкретного. На першому шляху наочне уявлення «випаровується» до ступеня абстракції, на другому шляху думка рухається знову до конкретного знання, але вже багатої сукупності численних визначень. Під абстрактним розуміється одностороннє, неповне відображення об'єкта у свідомості. Конкретне ж знання є відображення реального взаємозв'язку елементів об'єкта в системі цілого, розгляд його з усіх боків, у розвитку, з усіма властивими протиріччями.

Конкретне – результат наукового дослідження, відображення об'єктивної дійсності у системі понять і категорій, теоретично осмислене єдність різноманітного об'єкті дослідження. Методом теоретичного пізнання об'єкта як цілого є сходження від абстрактного до конкретного.

Аналогія

У природі самого розуміння фактів лежить аналогія, що пов'язує нитки невідомого з відомим. Нове легше осмислюється та розуміється через образи та поняття старого, відомого. Аналогією називається імовірний, правдоподібний висновок про подібність двох предметів у будь-якій ознакі на підставі встановленої їх подібності в інших ознаках. Висновок виявляється тим більш правдоподібним, чим більше подібних ознак у предметів, що порівнюються, і чим ці ознаки істотніші. Незважаючи на те, що аналогії дають лише можливі висновки, вони відіграють величезну роль у пізнанні, оскільки ведуть до утворення гіпотез – наукових припущень і припущень, які в ході наступного етапу досліджень та доказів можуть перетворитися на наукові теорії. Аналогія про те, що нам відомо, допомагає зрозуміти те, що невідомо. Аналогія із простим допомагає зрозуміти складніше. Так, за аналогією зі штучним відбором найкращих порід свійських тварин Ч. Дарвін відкрив закон природного відборуу тварині та рослинному світі. Аналогія з перебігом рідини у трубці зіграла важливу роль у появі теорії електричного струму. Аналогії з механізмом дії м'язів, мозку, органів чуття тварин і людини підштовхнули до винаходу багатьох технічних споруд: екскаваторів, роботів, логічних машин тощо.

Аналогія як метод найчастіше застосовується теоретично подоби, де засновано моделювання.

Моделювання

У сучасній науціі техніці все більшого поширення набуває метод моделювання, сутність якого полягає у відтворенні властивостей об'єкта пізнання на спеціально влаштованому його аналогу – моделі. Якщо модель має з оригіналом однакову фізичну природу, ми маємо справу з фізичним моделюванням. Модель може будуватися за принципом математичного моделювання, якщо вона має іншу природу, але її функціонування описується системою рівнянь, тотожною тій, що описує оригінал, що вивчається.

Моделювання широко застосовується тому, що воно дозволяє досліджувати процеси, характерні для оригіналу, без самого оригіналу і в умовах, що не потребують його наявності. Це часто буває необхідно через незручність дослідження самого об'єкта та інших міркувань: дорожнечі, недоступності, труднощі доставки, неоглядності тощо.

Цінність моделі полягає в тому, що її значно легше виготовити, з нею легше здійснити експерименти, ніж із оригіналом тощо.

У Останнім часомактивно розробляються електронні моделюючі пристрої, у яких за допомогою електронних процесів відтворюється за заданою програмою реальний процес. Принцип моделювання становить основу кібернетики. Моделювання застосовується у розрахунках траєкторій балістичних ракет, вивчення режиму роботи машин і підприємств, у розподілі матеріальних ресурсів тощо.

Індукція та дедукція

Як метод природничо-наукового дослідження індукцію можна визначити як процес виведення загального становищаіз спостереження низки приватних поодиноких фактів.

Зазвичай розрізняють два основні види індукції: повну та неповну. Повна індукція – висновок будь-якої спільної думки про всі об'єкти деякої множини на підставі розгляду кожного об'єкта даної множини. Сфера застосування такої індукції обмежена об'єктами, кількість яких є звичайною. Насправді частіше застосовується форма індукції, яка передбачає висновок про всі об'єкти множини виходячи з пізнання лише частини об'єктів. Такі висновки неповної індукції часто мають імовірнісний характер. Неповна індукція, що ґрунтується на експериментальних дослідженнях і включає теоретичне обґрунтування, здатна давати достовірний висновок. Вона називається науковою індукцією. За словами відомого французького фізика Луї де Бройля, індукція, оскільки вона прагне розсунути вже існуючі межі думки, є справжнім джерелом справді наукового прогресу. Великі відкриття, стрибки наукової думки вперед створюються, зрештою, індукцією – ризикованим, але важливим творчим методом.

Дедукція – це процес аналітичного міркування від загального до приватного або менш загального. Початком (посилками) дедукції є аксіоми, постулати чи навіть гіпотези, мають характер загальних тверджень, а кінцем – наслідки з посилок, теорем. Якщо посилки дедукції є істинними, то істинними є і її наслідки. Дедукція – основний засіб підтвердження. Застосування дедукції дозволяє вивести з очевидних істин знання, які вже не можуть з безпосередньою ясністю осягати наш розум, проте видаються в силу самого способу їх отримання цілком обґрунтованими і тим самим достовірними. Дедукція, що проводиться за суворими правилами, не може призводити до помилок.