Наука как процесс познания. Динамические и статистические закономерности в природе

Наука как процесс познания. Динамические и статистические закономерности в природе

20

Вопрос 1. Наука как процесс познания. Особенности научного познания.

Содержание:

Вопрос 1. Наука как процесс познания

1.1. Наука как процесс познания

1.2. Характерные черты науки

1.3. Методы научного познания

Вопрос 2. Динамические и статистические закономерности в природе

Используемая литература

Наука как процесс познания.

Наука - это сфера человеческой деятельности, представ-ляющая собой рациональный способ познания мира, в кото-рой вырабатываются и теоретически систематизируются зна-ния о действительности, основанные на эмпирической про-верке и математическом доказательстве.

Как многофункциональное явление наука представляет со-бой:

1) отрасль культуры;

2) способ познания мира;

3) опреде-ленную систему организованности (академии, университеты, вузы, институты, лаборатории, научные общества и издания).

Фундаментальными считаются естественные, гуманитар-ные и математические науки, а прикладными являются тех-нические, медицинские, сельскохозяйственные, социологи-ческие и другие науки.

Задачей фундаментальных наук является познание зако-нов, управляющих взаимодействием базисных структур при-роды. Фундаментальные научные исследования определяют перспективы развития науки.

Непосредственной целью прикладных наук является при-менение результатов фундаментальных наук для решения не только познавательных, но и социально-практических проблем Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., Концепции современного естествознания: Учебник. - 2-е изд. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К'»,2005. - 692 с. - стр.19-20. Так, современный этап научно-технического про-гресса связан с развитием авангардных исследований при-кладных наук: микроэлектроники, робототехники, информатики, биотехнологии, генетики и др. Эти направления, со-храняя свою прикладную направленность, приобретают фундаментальный характер.

Результатами научных исследований являются теории, за-коны, модели, гипотезы, эмпирические обобщения. Все эти понятия, каждое из которых имеет свое определенное значе-ние, можно объединить одним словом "концепции". Понятие "концепция" (определенный способ трактовки какого-либо пред-мета, явления, процесса) происходит от латинского conceptio - понимание, система. Концепция, во-первых, - это система взглядов, то или иное понимание явлений, процессов. Во-вто-рых, - это единый определяющий замысел, ведущая мысль какого-либо произведения, научного труда и т. д.

1.2. Характерные черты науки.

Не всякие знания могут быть научными. В человеческом сознании содержатся такие знания, которые не входят в систему науки и которые проявляются на уровне обыденного сознания.

Чтобы знания стали научными, они должны обладать, по крайней мере, следующими специфическими признаками (чер-тами): системностью, достоверностью, критичностью, общезна-чимостью, преемственностью, прогнозированностью, детерми-нированностью, фрагментарностью, чувственностью, незавер-шенностью, рациональностью, внеморальностью, абсолютностью и относительностью, обезличенностью, универсальностью.

Рассмотрим некоторые из этих признаков:

Системность. Знания должны носить системный характер на основе определенных теоретических положений и прин-ципов. К числу важнейших задач системности относятся Гусейханов М.К., Раджабов О.Р.,,указ. соч., стр.20-21:

1) разработка средств представления исследуемых объектов как систем;

2) построение обобщенных моделей системы;

3) исследование структуры теорий систем и различных систем-ных концепций и разработок. В системном исследовании ана-лизируемый объект рассматривается как определенное мно-жество элементов, взаимосвязь которых обуславливает це-лостное свойство этого множества.

Достоверность. Знания должны быть достоверными, про-веренными на практике, проходящими проверку по оп-ределенным правилам, а потому убедительными.

Критичность. Возможность определить на основании кри-тического рассмотрения рациональных моделей, историко-культурологические и естественно-научные знания на ос-нове сопоставления различных типов научных теорий. При этом наука всегда готова поставить под сомнение и пересмот-реть свои даже самые основополагающие результаты.

Общезначимость. Все истинные знания рано или поздно становятся общепризнанными всеми учеными и способству-ют объединению всех людей. Следовательно, общезначимость является лишь одним из следствий истинности знания, а не критерием истины.

Преемственность. Объективная необходимая связь между новыми и "старыми" знаниями в процессе изучения окружающего мира, при этом новые знания дополняют и обогащают "старые". Правильное понимание процессов преемственности имеет особое значение для анализа закономерностей развития природы, общества, прогресса науки, техники, искусст-ва, для борьбы как с некритическим отношением к достиже-ниям прошлого, так и с нигилистским отрицанием его.

Прогнозированность. Знания должны содержать в себе возможность предвидения грядущих событий в определен-ной области действительности. В социальной сфере прогно-зирование составляет одну из научных основ социального управления (целеполагания, предвидения, программирования, управленческих решений) Гусейханов М.К., Раджабов О.Р.,,указ. соч., стр.21-22.

Детерминированность. Факты эмпирического характера должны быть не только описаны, но и причинно-объяснены и обусловлены, т. е. раскрыты причины изучаемых объектов действительности. В действительности же принцип детерми-низма как утверждение о существовании объективных закономерностей представляет собой только предпосылку науч-ного предвидения (но не тождественен ему). Принцип детер-минизма формулировался не только как утверждение о возможности предвидения, но и как общий принцип, обосно-вывающий практическую и познавательную деятельность, раскрывающий объективный характер последней.

Фрагментарность. Наука изучает мир не в целом, а через различные фрагменты реальности и сама делится на отдель-ные дисциплины.

Чувственность. Научные результаты требуют эмпиричес-кой проверки с использованием ощущения, восприятия, пред-ставления и воображения.

Незавершенность. Хотя научное знание безгранично ра-стет, оно все-таки не может достичь абсолютной истины.

Рациональность. Наука получает знания на основе рацио-нальных процедур и законов логики.

Внеморальность. Научные истины нейтральны и общечеловечны в морально-этическом плане.

Обезличенность. Ни индивидуальные особенности учено-го, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.

Универсальность. Наука сообщает знания, истинные для всего окружающего мира.

Специфика научного исследования определяется тем, что для науки характерны свои особые методы и структура ис-следований, язык, аппаратура Гусейханов М.К., Раджабов О.Р.,,указ. соч., стр.22-23.

1.3. Методы научного познания.

Метод - это совокупность действий, призванных помочь достижению желаемого результата. Первым на значение ме-тода в Новое время указал французский математик и философ Р. Де-карт в работе «Рассуждения о методе». Но еще ранее один из основа-телей эмпирической науки Ф. Бэкон сравнил метод познания с цир-кулем. Способности людей различны, и для того, чтобы всегда добиваться успеха, требуется инструмент, который уравнивал бы шансы и давал возможность каждому получить нужный результат. Таким инструментом и является научный метод.

А. Пуанкаре справедливо подчеркивал, что ученый должен уметь делать выбор фактов. «Метод - это, собственно, и есть выбор фактов; и прежде всего, следовательно, нужно озаботиться изобре-тением метода» А. Пуанкаре. Цит. соч.- С. 291.. Метод не только уравнивает способности людей, но также делает их деятельность единообразной, что является предпосылкой для получения единооб-разных результатов всеми исследователями.

Современная наука держится на определенной методологии - совокупности используемых методов и учении о методе - и обя-зана ей очень многим. В то же время каждая наука имеет не только свой особый предмет исследования, но и специфический метод, им-манентный предмету. Единство предмета и метода познания обосно-вал немецкий философ Гегель.

Следует четко представлять различия между методологиями естественнонаучного и гуманитарного познания, вытекающими из различия их предмета. В методологии естественных наук обычно не учитывают индивидуальность предмета, поскольку его становление произошло давно и находится вне внимания исследователя. Замечают только вечное круговращение Горелов А.А., Концепции современного естествознания. - М.,: Центр, 2001. - 208 с. Стр.37. В истории же наблюдают самое становление предмета в его индивидуальной полноте. Отсюда специ-фичность методологии исторического познания.

Вообще, методология социального познания отличается от методологии естественнонаучного познания из-за различий в самом пред-мете:

1) социальное познание дает саморазрушающийся результат («знание законов биржи разрушает эти законы», - говорил основатель кибернетики Н. Винер);

2) если в естественнонаучном познании все еди-ничные факторы равнозначны, то в социальном познании это не так. По-этому методология социального познания должна не только обобщать факты, но иметь дело с индивидуальными фактами большого значения. Именно из них проистекает и ими объясняется объективный процесс.

«В гуманитарно-научном методе заключается постоянное вза-имодействие переживания и понятия», -- утверждал В. Дильтей в статье «Сущность философии». Переживание столь важно в гумани-тарном познании именно потому, что сами понятия и общие законо-мерности исторического процесса производны от первоначального индивидуального переживания ситуации. Исходный пункт гумани-тарного исследования индивидуален (у каждого человека свое бы-тие), стало быть, метод тоже должен быть индивидуален, что не про-тиворечит, конечно, целесообразности частичного пользования в гуманитарном познании приемами, выработанными другими учеными (метод как циркуль, в понимании Ф. Бэкона). В современной науке намечается тенденция к сбли-жению естественнонаучной и гуманитарной методологии, но все же различия, и принципиальные, пока остаются.

Научный метод как таковой подразделяется на методы, ис-пользуемые на каждом уровне исследований. Выделяются таким об-разом эмпирические и теоретические методы. К первым относятся Горелов А.А., указ. соч., стр.38:

1) наблюдение - целенаправленное восприятие явлений объектив-ной действительности;

2) описание - фиксаций средствами естест-венного или искусственного языка сведений об объектах;

3) измере-ние - сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам;

4) эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явле-ния при повторении условий.

К научным методам теоретического уровня исследований сле-дует отнести:

1) формализацию - построение абстрактно-матема-тических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности;

2) аксиоматизацию - построение теорий на осно-ве аксиом - утверждений, доказательства истинности которых не требуется;

3) гипотетико-дедуктивный метод - создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах.

Другим способом деления будет разбивка на методы, применя-емые не только в науке, но и в других отраслях человеческой дея-тельности; методы, применяемые во всех областях науки; и методы, специфические для отдельных разделов науки. Так мы получаем всеобщие, общенаучные и конкретно-научные методы.

Среди всеобщих можно выделить такие методы, как:

анализ - расчленение целостного предмета на составные
части (стороны, признаки, свойства или отношения) с целью их все-стороннего изучения;

синтез - соединение ранее выделенных частей предмета в единое целое;

абстрагирование - отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений изучаемого явле-ния с одновременным выделением интересующих нас свойств и от-ношений; Горелов А.А., указ. соч., стр.38-39

обобщение - прием мышления, в результате которого уста-навливаются общие свойства и признаки объектов;

индукция - метод исследования и способ рассуждения, в
котором общий вывод строится на основе частных посылок;

дедукция - способ рассуждения, посредством которого из общих посылок с необходимостью следует заключение частного ха-рактера;

аналогия - прием познания, при котором на основе сходст-ва объектов в одних признаках заключают об их сходстве и в других признаках;

моделирование - изучение объекта (оригинала) путем со-здания и исследования его копии (модели), замещающей оригинал с
определенных сторон, интересующих исследователя;

классификация - разделение всех изучаемых предметов на отдельные группы в соответствии с каким-либо важным для ис-следователя признаком (особенно часто используется в описатель-ных науках - многих разделах биологии, геологии, географии, кри-сталлографии и т. п.) Горелов А.А., указ. соч., стр.39.

Большое значение в современной науке приобрели статистические методы, позволяющие определять средние значения, харак-теризующие всю совокупность изучаемых предметов. «Применяя статистический метод, мы не можем предсказать поведение отдель-ного индивидуума совокупности. Мы можем только предсказать ве-роятность того, что он будет вести себя некоторым определенным об-разом». Статистические законы можно применять только к большим совокупностям, но не к отдельным индивидуумам, образующим эти совокупности» А. Эйнштейн, Л. Инфельд. Эволюция физики.- М., 1965.-С231..

Наука обязана сделать все, что в, ее силах, для про-верки и рациональной интерпретации паранормальных явлений и внести таким образом свой вклад в информированность и образован-ность широких кругов населения, в «окультуривание» массового со-знания. Конечно, ученые не могут «выдворять» из сферы научного познания те или иные аномальные объекты Найдыш В.М., Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие. - М.: Гардарики, 2000. - 476 с. Стр.435

. В истории науки множе-ство примеров радикальных качественных сдвигов в способах позна-ния при попытках осмысления и объяснения именно аномальных явлений. Ученый всегда должен быть открыт новым нетрадицион-ным, нестандартным поворотам мысли и объектам познания. Но он обязан оставаться при этом на платформе рационально-доказатель-ного, обоснованного знания, научного (эмпирического и теоретичес-кого) исследования аномалий.

В мире еще много непознанного. Многие явления природы и самого человека, его биологической и духовный составляющих пока не получили убедительного научного объяснения и потому носят загадочный, таинственный характер. Так, не исследованы в доста-точной мере физические и оптические явления в атмосфере, законы макроэволюции, общественного развития, энергетика человеческо-го организма, возможности и пороги ощущений и восприятий, сфера эмоциональных переживаний личности, формы общения, коммуни-кации, глубинные архетипические структуры духовности и многое другое. Но наука не может сразу и немедленно решить все проблемы познания, немедленно объяснить все непонятное и загадочное. Наука - это не волшебный ключик, которым в одно мгновение можно раскрыть все тайны и загадки природы. Научное познание - это историческая деятельность, которая развивается по мере совершенствования не только целей, но и средств познания. Многие явления научно не объяснены и остаются загадочными не потому, что они в принципе непознаваемы, а потому, что пока не сформировались средства и методы, способы их познания.

Однако можно быть уверенным в одном - все, что не познано сегодня, рано или поздно будет исследовано и объяснено в будущем, когда для этого сложатся соответствующие средства, способы позна-ния. Основания этой уверенности - в истории естествознания, исто-рии цивилизации, которые убедительно демонстрируют мощь и торжество человеческого мышления, научно-рационалистического (а не мистико-иррационалистического) отношения к миру Найдыш В.М.,указ.соч.,стр.435-436..

Вопрос 2. Динамические и статистические закономерности в природе

(детерминизм процессов природы).

Детерминизм в современной науке определяется как учение о всеобщей, закономерной связи явлений и процесс окружающего мира. Наличие таких связей является доказательством материального единства мира и существования мире общих закономерностей. Очень часто детерминизм отождествляется с причинностью, но такой взгляд нельзя считать правильным хотя бы потому, что причинность выступает как одна из форм проявления детерминизма.

Законы, с которыми имеет дело классическая механика, имеют универсальный характер, т. е. они относятся ко без исключения изучаемым объектам природы. Отличительная особенность такого рода законов состоит в том, что предсказания, полученные на их основе, имеют достоверный и однозначный характер. Наиболее ярко они проявились после того, как на основе закона всемирного тяготения, изложенного И. Ньютоном в 1671 г. в "Математических началах натуральной философии", и законов механики возникла небесная механика. На основе законов небесной механики были вычислены отклонения в движении Урана, вызванные возмущаю-щим влиянием неизвестной тогда планеты. Определив вели-чину возмущения, независимо друг от друга по законам ме-ханики положение неизвестной планеты рассчитали Д. Адамс и У. Леверье. Всего на угловом расстоянии в 1° от рассчитанного ими положения И. Галле обнаружил планету Нептун. Открытие Нептуна блестяще подтвердило справед-ливость законов небесной механики и наличие в природе од-нозначных причинных связей Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., Концепции современного естествознания: Учебник. - 2-е изд. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К'»,2005. - 692 с. - стр. 320-321. Это позволило французскому механику П. Лапласу сказать: дайте мне начальные условия и я, с помощью законов механики, предскажу дальнейшее развитие событий. Это вошло в историю как лапласовый, или механистический детерминизм, который допускает од-нозначные причинные связи в явлениях природы.

Наряду с ними в науке с середины XIX в. стали все шире применяться законы другого типа. Их предсказания не явля-ются однозначными, а только вероятностными. Вероятност-ными они называются потому, что заключения, основанные на них, не следуют логически из имеющейся информации, а потому не являются достоверными и однозначными. Инфор-мация при этом носит статистический характер, законы, вы-ражающие эти процессы, называются статистическими за-конами, и этот термин получил в науке большое распространение.

В классической науке статистические законы не призна-вали подлинными законами, так как ученые в прошлом пред-полагали, что за ними должны стоять такие же универсаль-ные законы, как закон всемирного тяготения Ньютона, который считался образцом детерминистического закона, поскольку он обеспечивает точные и достоверные предска-зания приливов и отливов, солнечных и лунных затмений и других явлений природы. Статистические же законы при-знавались в качестве удобных вспомогательных средств исследования, дающих возможность представить в компактной и удобной форме всю имеющуюся информацию о каком-либо предмете исследования. Подлинными законами считались именно детерминистические законы, обеспечивающие точ-ные и достоверные предсказания. Эта терминология сохра-нилась до настоящего времени, когда статистические, или вероятностные, законы квалифицируются как индетерминистические, с чем вряд ли можно согласиться.

Отношение к статистическим законам принципиально изменилось после открытия законов квантовой механики, предсказания которых имеют существенно вероятностный характер.

Таким образом, исторически детерминизм выступает в двух следующих формах Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., указ. соч., стр.321-322.:

1) лапласовый, или механистический, детерминизм, в ос-нове которого лежат универсальные законы классической физики;

2) вероятностный детерминизм, опирающийся на статис-тические законы и законы квантовой физики.

В динамических теориях явления природы подчиняются однозначным (динамическим) закономерностям, а статистические теории основаны на объяснении процессов вероятностными (статистическими) закономерностями. К динамическим теориям относятся классическая механика (создана в XVII-XVIII вв.), механика сплошных сред, т. е. гидродинамика (XVIII в.), теория упругости (начало XIX в.), классическая термодинамика (XIX в.), электродинамика (XIX в.), специальная и общая теория относительности (начало ХХ в). К статистическим теориям относятся статистическая механика (вто-рая половина XIX в.), микроскопическая электродинамика -(начало ХХ в.), квантовая механика (первая треть ХХ в.) -Таким образом, XIX столетие получается столетием динамических теорий; ХХ столетие - столетием статистичес-ких теорий. Значит, динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тог-да как на следующем этапе главную роль стали играть ста-тистические теории.

В современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Признание самостоятельности статистических, или вероятностных, законов, ото-бражающих существование случайных событий в мире, до-полняет прежнюю картину строго детерминистического мира. В результате в новой современной картине мира необходи-мость и случайность выступают как взаимосвязанные и до-полняющие друг друга аспекты объяснения окружающего мира.

Рассматривая проблему соотношения между динамичес-кими и статистическими закономерностями, современная на-ука исходит из концепции примата статистических законо-мерностей Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., указ. соч.,стр.322-323. Не только динамические, но и статистические законы выражают объективные причинно-следственные связи. Более того, именно статистические закономерности явля-ются фундаментальными, более глубокими по сравнению с динамическими закономерностями, они ярче выражают ука-занные связи.

Современную концепцию детерминизма можно сформу-лировать следующим образом: динамические законы пред-ставляют собой первый, низший этап в процессе познания окружающего мира; статистические же законы более совершенно отображают объективные связи в природе: они являются следующим, более высоким этапом познания.

В качестве примера динамических законов можно назвать закон Ома, выражающий зависимость сопротивления от его состава, площади поперечного сечения и длины. Этот закон охватывает множество различных проводников и действует в каждом отдельном проводнике, входящем в это множество. Статистический характер имеет, например, взаимосвязь изменений давления газа и его объема при постоянной темпе-ратуре, выявленная Бойлем и Мариоттом. Данная закономер-ность имеет место лишь в массе хаотически перемещающих-ся молекул, составляющих тот или иной объем газа.

Статисти-ческими являются законы квантовой механики, касающиеся движения микрочастиц; они не в состоянии определить дви-жение каждой отдельной частицы, но определяют движе-ние группы, того или иного множества.

В отличие от динамических законов, статистические за-коны не позволяют точно предсказать наступление или ненаступление того или иного конкретного явления, направ-ление и характер изменения тех или иных его характеристик. На основе статистических закономерностей можно определить лишь степень вероятности возникновения или изменения соответствующего явления. Динамические теории не противостоят статистическим, а включаются в рамки пос-ледних как предельный случай. Это хорошо видно на приме-ре классической механики; которую можно рассматривать как предельный случай квантовой механики Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., указ. соч.,стр.323-324.

Таким образом, согласно современной научной концеп-ции, можно говорить о всеобщности, универсальности веро-ятностного подхода. Это означает, в частности, что деление фундаментальных теорий на динамические и статистичес-кие является, строго говоря, условным. Фактически все фундаментальные теории должны рассматриваться как ста-тистические. Например, классическую механику с полным основанием следует считать статистической теорией, так как лежащий в ее основе принцип наименьшего действия имеет вероятностную природу, потому что, согласно принципу минимума энергии, состояние с наименьшей энергией оказыва-ется наиболее вероятным.

Методологические вопросы современной физики органи-чески связаны с вопросами материалистической диалектики. Развитие современной физики основано на диалектике необходимого и случайного, сохранения и изменения, единич-ного и общего и т. д. Современная физика пришла к выводу о фундаментальности вероятностных закономерностей. Наука рассматривает два основных типа причинно-следственных связей и соответственно два типа закономерностей - дина-мические и статистические. Изучение истории возникновения фундаментальных физических теорий позволяет сделать вывод, что динамические теории соответствовали первому этапу в процессе познания природы человеком, тогда как на следующем этапе главную роль стали играть статистические теории. Наиболее ярко сочетание этих концепций детерми-низма в познании природных явлений проявилось при изуче-нии термодинамических процессов и явлений Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., указ. соч.,стр.324-325.

Используемая литература:

1. Горелов А.А., Концепции современного естествознания. - М.,: Центр, 2001. - 208 с.

2. Гусейханов М.К., Раджабов О.Р., Концепции современного естествознания: Учебник. - 2-е изд. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К'»,2005. - 692 с.

3. Найдыш В.М., Концепции современного естествознания: Учеб. Пособие. - М.: Гардарики, 2000. - 476 с.