додати матеріал


Науковий метод пізнання

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Реферат
з природознавства
на тему:
Науковий метод пізнання
2009

Введення
Протягом усієї своєї історії людина спостерігав природу і намагався осягнути її. Але за кілька останніх століть наш »знання про природу стали у багато разів глибше і ширше, ніж за всі попередні тисячоліття. Причиною цього був розвиток наукового методу, що дозволив зробити багато достовірних і корисних узагальнень.

Придбання знань
Формальна логіка вивчає можливості встановлення істинності чи хибності суджень, незалежно від тих конкретних об'єктів, до яких ці судження відносяться. Логіка формує необхідні умови отримання правильних висновків, з тим щоб уникнути неправильних висновків. Однак формальної логіки недостатньо для придбання нових фактичних знань у тій чи іншій конкретній області. Якими ж способами ми набуваємо знань?
Наші уявлення в більшості випадків бувають засновані на ухваленні існуючих поглядів або на наших власних не викликають сумнівів припущеннях. Більшість з нас час від часу стикаються з необхідністю відстоювати свої погляди і переконання або змінювати їх. При цьому ми вдаємося до різних методів. Будь-який метод являє собою певну процедуру, яка застосовується для розв'язання певної групи проблем - в даному випадку для відстоювання певних переконань. На думку американського філософа М. Коена, найчастіше використовуються наступні чотири методи.
1. Упередженість. Цей метод зумовлений звичкою або інерцією. Ми захищаємо певний стан просто тому, що ми вже давно у нього вірили. Саме до цього методу найчастіше вдаються у питаннях, що стосуються ставлення до різних країн, рас, мов, спортивним командам і т. п. Очевидно, що таким способом навряд чи можна придбати нові знання. Тим не менш дуже багато суперечки між людьми, в тому числі і »найжаркіші, стосуються тверджень, обстоюваних цим методом.
2. Посилання на авторитети. Посилання на високі авторитети - інший спосіб, до якого вдаються люди для захисту своїх поглядів. Ці авторитети бувають різні в залежності від переконань даної особи і від обговорюваного предмета: люди цитують Маркса, конституцію, Че Гевару, Червону книжечку Мао, Біблію, Коран, Емі Вандербільт, Вінса Ломбарді і т.п. вважаючи це достатнім доказом правильності своїх переконань у галузі політики, релігії, правил хорошого тону або спорту.
До авторитетам зазвичай вдаються у двох випадках. В одному випадку людина, яка сама не має в своєму розпорядженні прямими фактичними даними, може звернутися до якого-небудь джерела. Так ми чинимо, коли користуємося словником, шукаємо потрібну нам дату в підручнику історії або формулу якого-небудь з'єднання в підручнику хімії. Подібне звернення до авторитетів неминуче і виправдано, оскільки ні в кого немає достатньо часу, щоб досконально вивчити кожне питання, з яким йому доводиться стикатися. При цьому людина довіряє конкретним відомостями, почерпнутих з джерела, однак залишає за собою право не погодитися з думкою його автора.
В іншому випадку посилаються на авторитет, який сам себе наділив або був наділений іншими якоїсь непогрішимістю. Особливо часто така ситуація виникає у зв'язку з політичними, соціальними чи релігійними проблемами. Сам же «авторитет» оголошується глашатаєм істини в останній інстанції, що забезпечує йому право на не підлягають сумніву судження. Індивідуум, що піддає сумніву ці судження, оголошується еріті-ком або відступником.
Хоча метод посилання на авторитети має на меті досягнення одностайності та стабільності в поглядах, мета ця недосяжна, тому що «авторитети» зазвичай розходяться в думках, а число «єретиків» завжди буває досить значним.
3. Інтуїція. Деякі оцінки так міцно вкорінюються в суспільстві, а деякі явища так сприймаються нашими органами чуття, що представляються «самоочевидними». Земля плоска, а Сонце обертається навколо неї, цвіль самозарождается в гниючих продуктах, професора завжди праві - всі ці концепції протягом довгого часу приймалися як «самоочевидні». Згодом виявилося, однак, що багато «самоочевидні» істини помилкові: Земля має форму кулі, Сонце не обертається навколо Землі і буває, що навіть професори помиляються. Іншими словами, наші органи почуттів не можна вважати непогрішними, і якщо будь-яке судження не викликає сумнівів лише на тій підставі, що воно представляється «самоочевидним», то це ще не гарантує його істинності.
4. Науковий метод або рефлективне дослідження. Всі три описаних вище методу претендують на абсолютні і остаточні відповіді на будь-які питання. Проте всі вони можуть привести до неправильних висновків, оскільки людині властиво помилятися і проявляти необ'єктивність. Крім того, жоден з цих методів не містить в собі способу виявлення та виправлення помилок. Науковий метод не дає остаточних відповідей, але він краще за всіх інших методів поєднується зі спостереженням і експериментом.
В основі наукового методу лежать спостереження в природі, побудова гіпотез, що пояснюють ці спостереження, і експериментальна перевірка висновків, що випливають із зроблених гіпотез. Нові спостереження постійно порівнюються з попередніми спостереженнями та існуючими теоріями. Це дозволяє виявляти помилки і модифікувати теорії в міру появи нової інформації. Внаслідок цього наукові уявлення про навколишній світ не бувають остаточними і всеохоплюючими. Така невизначеність не виключає наукового прогресу, а скоріше має на увазі його неминучість, оскільки при цьому неправильні концепції, яких, з огляду схильність людини помилок, уникнути не можна, постійно усуваються і уточнюються. Наукові висновки, подібно висновками, які робляться на основі здорового глузду, являють собою думки, але думки, засновані на спостереженнях, а не довільні висловлювання. Розглянемо тепер коротенько, що таке науковий метод.

Структура наукового методу
Між філософами і логіками немає повної згоди щодо структури наукового методу. Вчені, навіть найбільш процвітаючі, взагалі приділяють мало уваги цьому питанню і зазвичай можуть висловити лише дуже туманні й неточні думки щодо логічних основ своєї роботи. Нижче дана загальна схема наукового методу, намальована широкими мазками.
Вихідна причина будь-якого наукового дослідження - це усвідомлення недостатності наявних знань для задовільного пояснення того чи іншого спостережуваного в природі явища. Чому, наприклад, нащадки, хоча вони і схожі на своїх батьків, не бувають повністю ідентичні одному або іншому батькові або не носять строго проміжний характер? Цю першу стадію вчені називають «постановкою проблеми». Проблем, які можна вивчати, існує незліченна безліч. Деякі з них тривіальні, інші - ні. Деякі ніяк не впливають на розвиток науки або на благополуччя людей, інші ж мають величезне значення для людини. При виборі проблеми Для дослідження вчений має вирішити, яке значення вона може мати як для розвитку науки, так і для людства.
Іноді здається, що дана проблема несуттєва для практики, однак в остаточному підсумку вона виявляється надзвичайно важливою. Прикладом служить зроблене Рентгеном спостереження, що деякі типи випромінювання не відхиляються магнітним полем, що призвело до відкриття що носять його ім'я променів з усіма проістекшімі звідси наслідками.


Рис. 1. Одна з можливих схем наукового методу
Після того як що підлягає дослідженню проблема обрана, «на повинна бути ясно і точно сформульована. Учений має дуже чітко викласти, в чому саме полягає ця проблема.
Наступний етап наукового дослідження - збір всіх фактів,-що відносяться до досліджуваної проблеми. Під фактами маються на увазі результати спостережень і вимірів, зразки або екземпляри, колишні вистави тощо; все це дослідник черпає з книг, з розмов з колегами, проте головне джерело фактів - власне вивчення природи. На цій стадії вся-складність реального світу спрощується і зводиться до тих його рис, які мають відношення до досліджуваної проблеми і можуть бути охоплені ученим.
Після того, як проблема сформульована і всі наявні дані зібрані, учений намагається знайти пояснення, тобто запропонувати таке рішення досліджуваної проблеми, яке не суперечить «фактами», зібраних ним самим і іншими дослідниками. Це пов'язано зі створенням однієї або кількох гіпотез або моделей і з їх перевіркою, для того щоб з'ясувати, яка з них ближче всього до істини.
Гіпотеза створюється в результаті індуктивного мислення 1: на підставі ряду окремих приватних «фактів» вчений пропонує загальне пояснення, тобто пояснення, що виходить за межі наявних фактів і зберігає значущість для таких ситуацій та об'єктів, які ще не вдавалося спостерігати або досліджувати. Філософи несамовито сперечаються про те, чи можна логічно виправдати індуктивний метод, і які його раціональні основи. Тим часом використання індуктивного методу при побудові нових гіпотез, мабуть, веде до нових успіхів у науці.
Згідно класичним уявленням, при проведенні наукових досліджень створення гіпотез слід за збором фактичних даних. Насправді ж обидва ці процеси зазвичай йдуть рука об руку.
Гіпотеза повинна не лише давати пояснення явищ природи, але і робити деякі передбачення - передбачення, які можна перевірити. Наприклад, говорити, що нащадок схожий на своїх батьків тому, що він пов'язаний з ними родинними узами, - це ще не означає дати справжнє пояснення, хоча таке твердження безумовно справедливо. Якщо ж, однак, сказати, що нащадок схожий на своїх батьків тому, що вони передали йому деяке число генів певного типу та у відповідності з певними правилами, то це буде достовірним науковим поясненням, оскільки існування генів, факт їх передачі та правила, за якими відбувається ця передача, можуть бути перевірені за допомогою експериментів і спостереження.
Перевірка тієї чи іншої гіпотези нерідко приймає форму заздалегідь спланованого лабораторного експерименту. Такі експерименти служать звичайним способом перевірки гіпотез у фізиці, хімії і здебільшого в біології, однак вони не є обов'язковими, а в деяких галузях науки, наприклад у геології, лабораторна перевірка неможлива. При перевірці гіпотез в області еволюції та популяційної генетики лабораторний експеримент нерідко замінюється спостереженнями в природі. Іншими способами перевірки служать експерименти на дослідних ділянках, зміни природного середовища, створення реальних фізичних моделей, що імітують природну ситуацію, створення математичних моделей за допомогою ЕОМ. Ще один дуже важливий спосіб перевірки правильності гіпотез полягає в порівнянні рівноцінних або майже рівноцінних ситуацій: структури, органи або процеси порівнюються в різних ситуаціях, у різних органів і в організмів, взятих в різних місцях, якщо є підстави припускати, що вони піддавалися дії подібних факторів , наприклад однакових тисків відбору. Виявлені при цьому схожість і відмінності дозволяють отримати уявлення про те, як протікають якісь загальні процеси. Цей «порівняльний метод» грає дуже важливу роль в еволюційних дослідженнях.
Як саме проводиться перевірка правильності даної гіпотези, не має вирішального значення. Найголовніше, щоб пояснення, дане досліджуваної проблеми, піддавалося перевірці через передбачення, відповідні висунутої гіпотези. Ці передбачення являють собою звичайно загальні висновки, логічно випливають із запропонованої гіпотези, а будь-яка гіпотеза повинна бути сформульована таким чином, щоб з неї слідували передбачення або загальні положення, які можна перевірити. Наприклад, у свій час було прийнято пояснювати багато виняткові властивості живих організмів існуванням якогось «життєвого пориву» або «життєвої сили». Оскільки ця життєва сила вважалася нематеріальної, ніякого способу перевірити припущення про її існування не було. Тому постулирование «життєвого пориву» було псевдооб'ясненіем, яке врешті-решт відкинули і замінили цілком матеріалістичними поглядами.
Якщо передбачення, виведені з даної гіпотези, виправдовуються, такий результат приймається за тимчасове доказ справедливості цієї гіпотези. Відповідь на поставлене запитання отримана, і дослідник може перейти до вивчення в такому ж порядку будь-якого нового питання.
Описана тут картина відповідає класичним уявленням про застосування наукового методу. При цьому передбачається, що: 1) вченому зовсім неупереджений, 2) для кожного випадку відомі всі пов'язані з нього дані, 3) експерименти або спостереження, призначені для перевірки гіпотези, завжди дають однозначні результати. Насправді всі ці припущення майже ніколи не реалізуються. У дійсності гіпотези будуються людьми більш-менш упередженими, грунтуються зазвичай на неповному знанні природи, а наведені в якості доказів їх справедливості спостереження та експерименти не можна вважати дають однозначну відповідь на поставлені питання. Такі умови призводять до того, що вченому-автору доводиться захищати свою гіпотезу за допомогою наведених вище «ненаукових» способів. Вчений, особливо якщо він користується широкою популярністю, для захисту своєї гіпотези може призвати на допомогу свій авторитет. Хороший приклад цього можна знайти в ранній історії генетики. Опублікувавши свою роботу з генетики гороху, Мендель послав один примірник статті німецькому ботаніку Карлу Негелі, який на той час вважався найбільшим авторитетом у питаннях спадковості. Він був професором ботаніки в досить поважному Берлінському університеті. Негелі поставився до роботи Менделя скептично, не оцінивши всієї простоти і витонченості його експериментів. У своєму листі Менделю він вказав, що повірить в його відкриття лише в тому випадку, якщо Мендель зуміє повторити свої експерименти на Нечуйвітер, на якій Негелі працював у той час, і отримає аналогічні результати. Мендель спробував зробити це, але результати © здавалися негативними. Ні Негелі, ні Мендель не знали, що у Нечуйвітер насіння утворюються безстатевим шляхом. Таким чином, Негелі, скориставшись своїм авторитетом, поставив Менделя в умови, в яких його ідеї виявилися абсолютно дискредитовані і не могли бути прийняті. Хоча те, що Негелі наполягав на необхідності перевірки теорій Менделя, було абсолютно закономірним, справедливість його вимоги про проведення Менделем експериментів саме на Нечуйвітер вельми сумнівна.
Ще одна проблема полягає в тому, що теорії, запропоновані для вирішення одного питання, не незалежні від теорій, запропонованих для вирішення різних інших питань, навпаки, все 8ті теорії становлять окремі частини загального уявлення про навколишній світ. Тому теорії насправді об'єднуються в якісь сукупності і зазвичай, розглядаючи будь-яку нову проблему, дослідник намагається запропонувати пояснення, яка узгоджується з іншими прийнятими теоріями. Іншими словами, висунута теорія звичайно являє собою «субтеорію», що вписується в рамки однієї з вже прийнятих теорій, а не щось абсолютно нове. Так, наприклад, в даний час будь-яка нееволюційним теорія, запропонована для пояснення будови будь-якого організму, була б визнана неприйнятною, навіть якщо б вона відповідала фактам і витримувала перевірку. Тільки тоді, коли вся будівля з субтеорій, що складають основну теорію, стає занадто громіздким і складним, сумніву піддається сама основна теорія. При цьому в науковому світі зазвичай виникає розкол. Як правило, багато вчених старшого покоління відмовляються приймати нові загальні гіпотези, тоді як інші, особливо молоді вчені, захоплено схвалюють нові концепції. Ця різниця у поглядах призводить до бурхливих дискусій. Одне з таких сутичок у XVI ст. було викликано переходом від системи Птолемея до системи Коперника. Іншим прикладом служить перехід від ньютонівської до релятивістської космології, що стався на початку XX ст. Прикладом з області біології служить перехід в 1860-х рр.. від креаціоністських до еволюційних поглядів на світ. У наші дні велике зміна відбулася в геології: на зміну колишньому уявленню про те, що розташування континентів один щодо одного було завжди однаковим, прийшла теорія «дрейфу континентів».
В ідеальному випадку науковий метод являє собою надзвичайно ефективну процедуру для отримання інформації щодо навколишньої природи. Проте він зовсім не обов'язково вільний від помилок і навіть може бути використаний для обгрунтування помилкових уявлень про природу. Більшість вчених намагаються використовувати науковий метод у його найбільш суворої або ідеальній формі, але багато хто, а може бути і все, в тій чи іншій мірі приречені на невдачу з причин, викладених вище. У більш глибокому розумінні ці невдачі зумовлені тим, що вчені живуть в певній культурному середовищі і не можуть повністю вийти за рамки системи поглядів, прийнятих в тому суспільстві, до якого вони належать. Їхнє мислення і їхній підхід до своєї роботи формуються під впливом цієї системи поглядів н цінностей.
Складові частини, які повинна містити будь-яка гіпотеза
Учений не тільки відкриває, але і створює, а тому уяву йому так само необхідно, як покликання і наполеглива робота. Разом з тим наукова робота пов'язана з великими обмеженнями, ніж мистецтво, і гіпотези або моделі повинні відповідати певним правилам.
Перш за все гіпотеза повинна бути сформульована таким чином, щоб з неї можна було вивести піддаються перевірці висновків, що дозволило б вирішувати, чи пояснює дана гіпотеза факти чи ні. Вчені та філософи вели запеклі суперечки про те, яким має бути походження концепції чи гіпотези. Деякі філософи, так звані емпірики, вважають, що всі концепції або гіпотези в науці мають виникати на основі проведених раніше досліджень конкретних об'єктів або подій і їх взаємовідносин. Однак такий крайній емпіризм не міг би пояснити виникнення багатьох концепцій, наприклад концепцій гена або природного відбору, оскільки ні Мендель, ні Дарвін з цими поняттями ніколи не зустрічалися. В даний час філософи й логіки погоджуються з тим, що гіпотеза може мати будь-який з цілого ряду альтернативних джерел: інтуїція, метод проб і помилок, минулий досвід, випадок або уява. Головне, щоб вона була плідною могла бути підтверджена. Часто сама гіпотеза не може бути перевірена, але піддаються перевірці випливають з неї слідства. Слід завжди пам'ятати, що гіпотеза, яку не можна перевірити, чи не має домислу.
Інший важливий аспект гіпотези - її логічна форма. Гіпотеза полягає в основному з тверджень трьох типів. По-перше, частку ряду тверджень, які вказують, у чому полягає явище, якому належить дати пояснення. Такі твердження називають Передумовами даної гіпотези. Наприклад, для класичних експериментів Менделя передумовами можуть бути твердження про існування сортів гороху з високим і низьким стеблом, з гладкими і зморшкуватими насінням, білими і крайовими квітками і т.п., які розмножуються в чистоті; можливість схрещування між будь-якими двома сортами без зниження плодючості ; приналежність всіх сортів до одного й того ж виду. Передумови - це опис деяких фактів, які реалізуються до підлягає поясненню явища або одночасно з ним. Передумови - це формалізована «проблема», що стоїть перед ученим. По-друге, це ряд формалізованих тверджень, які мають загальну або універсальну значущість, тобто закони природи, застосовні до даного явища. У розглянутому прикладі це закони Менделя. Передумови в сукупності з відповідним загальним законом пояснюють явище, про який йде мова, і в результаті ведуть до утвердження третього типу, або передбачення, яке Може бути підтверджено шляхом спостереження або експерименту. З тверджень цих трьох типів тільки другі, тобто формулювання загальних положень, розглядаються як власне гіпотеза. Але CJJB3 передумов і без піддаються перевірці пророкувань гіпотеза перетворюється в догматичне твердження, від якого мало користі.
При створенні гіпотез та їх перевірки слід брати до уваги всі конкуруючі з ними гіпотези. Процес елімінації полягає в тому, щоб встановити, чи здатні ці інші гіпотези пояснити всі наявні факти. У кінцевому підсумку з усіх альтернативних гіпотез залишається одна, оскільки лише вона узгоджується з усіма фактами. Існує, однак, якесь ускладнює Справа обставина. Вчений, перевіряючий альтернативні гіпотези, може робити вибір тільки серед відомих гіпотез. Але цілком можливо, що існує ще одна, поки несформульовані гіпотеза, яка так само добре відповідає всім наявним фактам, але більш проста й економічна і володіє більшою цінністю в якості всеосяжної теорії. А тому, оскільки ми не можемо бути впевнені в тому, що ми розглянули всі можливі альтернативи, слід говорити про ймовірну, а не безумовної справедливості даної гіпотези. Це обмеження стосується, по суті, будь-якого наукового знання: достовірність його лише ймовірна, але не беззастережна.
Є ще й інші ускладнення. Іноді я не можу вибрати таку гіпотезу, яка пояснювала б всі факти, які стосуються цієї проблеми, але є дві або декілька гіпотез, що дозволяють пояснити багато, хоча і не всі ці факти. У такому випадку ні одна з гіпотез не може бути беззастережно прийнята. Якщо такі гіпотези не можна об'єднати в одну, оскільки Вони містять суперечать один одному затвердження, то вчені опиняються в скрутному становищі. Можлива також проблема протилежного характеру. Існує дві або навіть кілька гіпотез, що пояснюють усі наявні факти, але немає способу, що дозволяє зробити між ними вибір. У таких випадках слід, як правило, вибирати логічно найпростішу гіпотезу. Ми вибираємо ту гіпотезу, яка пояснює факти найпростіше, тобто із залученням найменшого числа нових понять і довільних припущень. Це правило називають «бритвою Оккама» на честь Вільяма Оккама - англійського філософа-схоласт початку XIV ст. Сформульований Оккамом принцип говорить: «Сутності не слід множити понад необхідність».
Ще один важливий компонент моделі - це її дедуктивне розвиток. Під цим ми маємо на увазі, що гіпотеза повинна допускати подальшу розробку, з тим, щоб можна було виявити всі її наслідки. Багато гіпотези формулюються словесно, проте до розробки гіпотез все більше і більше залучається математика. Гарним прикладом з області популяційної біології служить теорія збільшення чисельності популяції і її регулювання. Оскільки математика - наука дедуктивна, вона служить ідеальним знаряддям для дедуктивної розробки нової гіпотези, зрозуміло, за умови що складові цю гіпотезу концепції можна виразити кількісно. Однак математика - це лише засіб, а не мета. Гіпотеза, сформульована в математичних термінах, по суті своїй не більш точна, ніж та, яка виражена словами. Правда, коли гіпотези сформульовані математично, в них легше виявити невідповідності, а також вивести з них передбачення, які раніше не приходили в голову. У цьому полягає сила математики. Але в популяційній біології часто доводиться мати справу зі складними і не до кінця зрозумілими фактами. Для математичної розробки гіпотез, що відносяться до цих фактів, нерідко доводиться робити спрощують допущення, які можуть виявитися нереалістичними. Коротше кажучи, хоча математика може бути дуже корисна для формулювання і розробки гіпотез, вона ніяк не замінює уяву і біологічну прозорливість.
Останній етап у створенні і розвитку моделі або гіпотези - це її перевірка за допомогою спостережень і експериментів, з тим щоб з'ясувати, чи збігаються передбачення з дійсністю. Експерименти повинні бути універсальними і добре відтворюваними. Експерименти, які не вдається повторити, або такі, які можна відтворювати лише в одній лабораторії, в одній країні, однією особою або однією групою осіб, неприйнятні. Перевірочні експерименти повинні проводитися паралельно з контрольними; інакше кажучи, в них повинні враховуватися всі відповідні змінні фактори. Оскільки змінні фактори легше контролювати в штучних умовах, створюваних експериментатором, лабораторні експерименти з цієї точки зору краще спостережень у природі. Разом з тим штучно відтворити природу неможливо, а тому контрольовані умови, в яких проводяться лабораторні експерименти, можуть виявитися настільки далекими від природних, що перевірка гіпотези буде знецінена. Це особливо справедливо по відношенню до еволюційних гіпотез.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат | 47.8кб. | скачати

Схожі роботи:
Науковий метод пізнання світу
Науковий метод пізнання Антропний принцип
Аналіз історичних шляхів розвитку методології Науковий метод пізнання
Форми і методи наукового пізнання Системний підхід як метод пізнання світу
Розуміє метод філософії як метод пізнання іншого
Природна і гуманітарна культура Науковий метод
Моделювання як метод наукового пізнання
Моделювання як метод наукового пізнання 2
Моделювання як метод наукового пізнання
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru