КОНЦЕПЦІЯ сучасного природознавства

1. Структура, методи та основні теоретичні моделі розвитку наукового знання.

Структура, методи та основні теоретичні моделі розвитку наукового знання.

1.Основні компоненти структури наукового пізнання. Рівні природничо-наукового пізнання
2.Основні теоретичні моделі розвитку науки.
3.Едінство інтегративний-диференціальних тенденцій розвитку науки.
4.Особенности сучасних методів наукового пізнання. Застосування наукових методів у природознавстві.

1.Основні компоненти структури наукового пізнання. Рівні природничо-наукового пізнання

Однією з цілей теорії науки є встановлення структури наукового мислення, наукового пошуку. Наукове пізнання включає в себе безліч компонентів. Кожен з яких пов'язаний з одним з двох рівнів емпіричним або теоретичним.

Основними елементами наукового знання є:

1. факти твердо встановлені і підтверджені в ході спостережень експериментів і перевірок, будучи зафіксовані прийнятими в науці способами але перетворюються в науковий факт. Вони складають емпіричний базис науки, тут дослідник має справу безпосередньо з природними і соціальними об'єктами, застосовуються методи спостереження опису, вимірювання, експерименту;
2. закономірності, узагальнюючі групи фактів - істотні, необхідні, стійкі і повторювані зв'язку явищ, виявляються шляхом абстрагування, виведення в узагальненому вигляді ознак є загальним для багатьох речей одного класу, але не як проста однаковість, а як сутнісна зв'язок багатьох предметів, що перетворює їх в аспекти єдиної системи. Для цього потрібні поняття, які створюються заново або запозичуються з суміжних галузей знання. В науках які прийнято називати описовими, н-р в геології емпіричні узагальнення дослідження завершують, теорія в цих науках є емпіричне узагальнення, побудоване на надзвичайно великому матеріалі
3. теорії представляють собою системи закономірностей і описують якийсь фрагмент реальності в теорії відбувається перебудова емпіричного матеріалу на основі деяких вихідних принципів, на теоретичному рівні об'єктом дослідження є ідеалізовані об'єкти (теоретичні абстракції, математичні моделі і т. д., тому застосовуються аксіоматичний метод, системний і структурно -функціональний аналіз, математичне моделювання; Теорія розглядається як вища форма організації наукового знання, що дає цілісне ін дставленіе про істотні зв'язки і відносини в будь-якої реальності. Так як розробка теорії пов'язана, як правило, з введенням понять, які фіксують безпосередньо не спостерігаються боку об'єктивної реальності, перевірка істинності теорії не може бути безпосередньо здійснена прямим наглядом або експериментом. Це призводить до того що виникає питання про те право даної конкретної теорії вважатися науковою, як довести що вона не є чистою спекуляцією Перевірка гіпотези будується на дещо інших принципах, В історії н Аукі було запропоновано два принципи дозволяють провести межу між науковими теоріями і тим, що наукою не є. 1. принцип верифікації будь-яке поняття або судження має науковий сенс якщо воно може бути зведене до емпірично перевіряється формі, або вона сама не може мати такої форми, то емпіричне підтвердження повинні мати її слідства, одна принцип верифікації застосуємо обмежено, в деяких областях сучасної науки його використовувати нельзя.2. Американський філософ К. Поппер запропонував інший принцип - принцип фальсифікації, в його основі лежить той факт, що пряме підтвердження теорії часто утруднено неможливістю врахувати всі окремі випадки її дії, а для спростування теорії достатньо всього одного випадку з нею не збігається, тому якщо теорія сформульована так, що ситуація в якій вона буде спростована може існувати, то така теорія є науковою. Теорія незаперечна в принципі не може бути наукової
4. наукові картини світу, які малюють узагальнені образи реальності в цілому, в теорії допускають взаємне узгодження зведені в якесь системне єдність.

Таким чином ми можемо виділити два взаємопов'язаних але самостійних рівня наукового дослідження: емпіричний і теоретичний. Вони розрізняються по предмету (Подруге випадку він може мати властивості, яких немає у емпіричного об'єкта), засобам, методи і результати (емпіричне дослідження завершується виведенням емпіричного узагальнення, теоретичне має на меті висування гіпотези і створення теорії). Але незважаючи на методологічну цінність виділення емпіричного і теоретичного рівнів дослідження, розділити їх в цілісному процесі пізнання неможливо. Неможливо так само говорити про те що якийсь із них є найважливішим провідним для дослідження. Ще на зорі розвитку сучасної науки Ф. Бекон і Р. Декарт сформулювали дві різноспрямованих програми розвитку науки: емпіричну, засновану на принципі індукції (такий спосіб міркування при якому загальний висновок робиться на основі приватних посилок) і раціоналістичну побудовану на дедукції (виведення всієї системи знання з деяких загальних положень, який носять самоочевидною характер). Обидві ці методологічні програми в даний час вважаються неадекватними вимогам наукового дослідження. Емпіризм має той недолік, що індукція не може привести до універсальних суджень, оскільки в більшості ситуацій принципово неможливо охопити все різноманіття окремих випадків, раціоналізм виявився безпорадний при вивченні тих областей реальності, для яких нічого самоочевидного не існує. У наш час стандартна модель будови наукового знання починається з встановлення шляхом спостереження і експерименту різних фактів, якщо серед них можна встановити якусь регулярність, то можна говорити про виявлення емпіричного закону, первинного емпіричного узагальнення, якщо відшукуються факти, які не вбудовуються в виявлену регулярність, то вчений використовуючи свій творчий інтелект, уміння подумки перебудувати відому реальність так що б усунути протиріччя. Емпірично виявити цю нову схеми неможливо, її необхідно створити умоглядно у вигляді гіпотези, якщо ця гіпотеза знімає протиріччя або дозволяє передбачити отримання нових даних, означає що вона знайшла підкріплення і перетворилася в теорію. Такий метод прийнято називати гипотетико -дедуктівним.

2.Основні теоретичні моделі розвитку науки.

Розвиток науки визначається зовнішніми і внутрішніми факторами. До перших належить вплив держави, економічекіх, культурних, національних чинників і ціннісних установок вчених. Другі визначаються внутрішньою логікою розвитку науки. Розвиток наукового знання відрізняється своебразной нерівністю, химерним переплетенням повільного накопичення даних і різка зміна пов'язаними з впровадженням радикально нових ідей викликає обвальне зміна всієї природничо-наукової картини світу. Внутренняяя логіка має свої особливості на кожному з рівнів дослідження, емпіричного рівня присущь кумулятивний характер, оскільки навіть негативний результат спостереження або експерименту вносить свій внесок в накопичення знань. Теоретичний рівень має більш стрибкоподібний характер, так як кожна нова теорія являє собою якісне перетворення звий системи знання, як правило нова теорія не заперечує попередню повністю, а включає її в якості приватного випадку. Питання про зміну наукових концепцій є одним з найбільш цікавих в сучасній методології науки. У першій половині XX століття основною структурною одиницею розвитку науки вважалася теорія, і питання про її зміну ставилося в залежність від її підтвердження або спростування. Головною методологічною проблемою вважалося зведення теоретичного рівня дослідження до емпіричного, що в кінці-кінців виявилося неможливим.

У 60-е Величезний вплив на уявлення про логіку і динаміку розвитку науки справила американського історика і філософа Томаса Куна. Він ввів в методоллогію науки пріннціпіально нове поняття «парадигма» (від грец. Зразок). Парадигма фіксує певний спосіб організації знання, що припускає набір приписів задають бачення світу, і таким чином впливає на визначення напрямків дослідження, в парадигмі містяться так само загально прийняті зразки вирішення конкретних проблем, парадигма це не теорія (хоча як правило її ядро ​​становить фундаментальна теорія), вона не виконує пояснювальній функції, парадигма це спосіб поставити систему відліку, попередня передумова побудови і обгрунтування різних теорій. Це місце теоретичну освіту, що закріплює дух і стиль наукових досліджень. Кун визначав парадигму як «визнані всіма наукові досягнення, які протягом певного часу дають модель постановки проблем і їх вирішення наукової спільноти». Парадигма прийнята науковим співтовариством може на довгі роки визначити коло проблем, що привертають увагу вчених, є офіційним підтвердженням, справжньої науковості одержуваних ними даних. В рамках дії однієї парадигми збільшення знань здійснюється за схемою «нормальної науки», зміна парадигми супроводжується «науковою революцією». В ході «наукової революції вибір нової парадигми не є однозначно детермінованою, ен носить лінійного характеру, вибір парадигми з числа можливих здійснюється в значній випадково під впливом зовсім сторонніх чинників, тому майже миттєвий акт зміни парадигми не може бути витлумачені строго раціонально, Кун навіть схильний порівнювати це явище з виникненням нової релігії, як якесь просвітлення і осяяння, ірраціональний акт віри.

Дане положення було піддано критиці американським філософом угорського походження І. Лакатосом, який запропонував в якості основної одиниці розвитку наукового знання не нормальну науку, засновану на тій чи іншій парадигмі, «науково-дослідницьку програму».

Структура науково-дослідницької програми:

1. «Жорстке ядро», що включає неспростовні для прихильників програми вихідні положення.
2. область «негативної евристики» - це своєрідний захисний пояс ядра програми, що складається з допоміжних гіпотез і припущень, що знімають суперечності з фактами не узгоджуються з ядром програми (наприклад, розбіжність між розрахунковим становищем і реальною ситуацією пояснюється неточністю вимірювання, присутністю невстановлених факторів, що обурюють, але фундаментальні положення сумніву не піддаються.
3. «Позитивна евристика» - правила вказують як вибирати шляхи дослідження і як по ним слідувати тобто, це ряд положень на підставі яких можна змінювати і переглядати ті варіанти дослідницької програми які опинилися під загрозою спростування, в результаті дослідницька програма постає не як ізольована торію як серія модифікованих теорій в основі яких лежать загальні вихідні принципи.

Завдяки цьому вчені працюють всередині якоїсь дослідницької програми можуть довгий час обходити суперечать програмі факти, вони можуть очікувати що дані, що не укладаються в програму в даний момент, вдасться пояснити з часом, це надає науці стабільність. Однак рано чи пізно позитивна евристика себе вичерпує, витіснення однієї програми іншою представляє собою наукову революцію, вибір між двома програмами здійснюється раціонально, на основі того що одна з них визнається прогресуючою, а інша регресує, програму визнається прогресуючою якщо її теоретичний зростання перевищує її емпіричний, тобто якщо вона успішно пророкує нові факти, програма регресує тоді коли її теоретичний ріс відстає від емпіричного, тобто вона тільки запізніло пояснив т випадкові відкриття або факти, що відкриваються конкуруючої програмою. Таким чином, джерелом розвитку науки виступає конкуренція дослідницьких програм.

3.Едінство інтегративний-диференціальних тенденцій розвитку науки.

Важливою закономірністю процесів розвитку науки прийнято вважати єдність процесів диффренциации і інтеграції наукового знання.

В даний час налічується не менше 15 тис. Різних наукових дисциплін. Таке ускладнення структури наукового знання має кілька причин, по-перше, в основі всієї сучасної науки лежить аналітичний підхід до дійсності, тобто основний прийом пізнання це розчленування досліджуваного явища на найпростіші складові. Цей методологічний прийом орієнтував дослідників на детальну деталізацію досліджуваної дійсності. По-друге за останні 300 років різко зросла кількість об'єктів доступних для наукового вивчення, існування універсальних геніїв, які могли охопити все різноманіття наукового знання стало зараз фізично неможливим, людина здатна пізнати лише незначну частину того що відомо людству. Процес формування окремих наукових дисциплін відбувався за рахунок відмежування предмета кожної з них від предметів інших наук. Стрижнем того чи іншого предмета дослідження є об'єктивні закони дійсності.

Подібна спеціалізація корисна і неминуча. Диференціація наукового знання дозволяє більш глибоко вивчити, окремі аспекти реальності. Вона полегшує працю вчених, впливає на саму структуру наукової спільноти. Даний процес триває і донині, генетика відносно молода наука, але в ній вже намітилося ціле сімейство дисциплін: еволюційна, популяционная, молекулярна. Продовжують дробитися і старіші науки, наприклад, в хімії з'явилися квантова хімія, радіаційна хімія і т. Д. Але в той же час диференціація наукового знання несе в собі і небезпеку, розкладання єдиної наукової картини світу. Відбрунькувавшись від системи протознанія, дисципліни виявлялися в ізоляції один від одного, елементи науки (окремі наукові дисципліни) ставали самодостатніми в своїй автономності, природні зв'язки між ними порушувалися, структурні взаємодії зникали. Це було характерно не тільки для відносин між великими галузями знання, а й всередині галузевих рамок окремих наук. В результаті наука з цілісної системи знання все більше перетворювалася в суммативная. Взаємне розмежування наук, диференціація ізоляціоністського типу була провідною тенденцією в сфері науки в плоть до XIX століття, це призвело до того, що не дивлячись на великі успіхи досягнуті наукою на шляху прогресуючої спеціалізації, відбувалося зростання неузгодженості наукових дисциплін. Виникла криза єдності науки. Але вже в рамках класичного природознавства поступово утверджується ідея принципової єдності всіх явищ природи, а отже і відображають їх наукових дисциплін, тому почали виникати суміжні наукові дисципліни наприклад, фізична хімія, біохімія. Межі проведені між сформованими науковими дисциплінами стають все більш умовними, фундаментальні науки так глибоко проникли один в одного, що виникає проблема формування єдиної науки про природу, тобто інтеграції наукового знання.

Термін інтеграція (від лат. Відновлення, заповнення), як правило використовується для позначення об'єднання якихось частин в єдине ціле, при цьому мається на увазі так само подолання дезінтегруючих чинників ведуть до роз'єднаності системи, до надмірного росту самостійності елементів або частин, що має підвищити ступінь впорядкованості та організованості системи. Зараз цей термін вже утвердився як загальнонаукового поняття: деякі дослідники навіть пропонують розглядати його як філософську категорію. В основі вирішення проблеми інтеграції наукового знання лежить філософський принцип єдності світу. Оскільки світ єдиний його адекватне відображення має представляти єдність; системний цілісний характер природи обумовлює цілісність природничо-наукового знання, в природі немає абсолютних розмежувальних ліній. А є тільки відносно самостійні форми руху матерії, що переходять один в одного і складові ланки єдиного ланцюга руху і розвитку, з цього науки вивчають їх можуть володіти не абсолютною, а лише відносною самостійністю.

1. в организации ДОСЛІДЖЕНЬ на стику наук. Результатом є «прікордонні» науки, но така інтеграція можлива только между суміжнімі дісціплінамі
2. в розробці міждісціплінарніх наукових методів, Які могут застосовуватіся в різніх науках (спектральний аналіз, хроматографія, комп'ютерний експеримент, ще більш широку інтеграцію дозволяє Здійснювати! застосування математичного методу)
3. в поиска об'єднавчіх теорій и Принципів, до якіх можна Було б звесті нескінченну Різноманітність явіщ природи (єдина теорія поля, глобальний еволюційній синтез в біології, фізики хімії и т.д.)
4. розробка теорій виконують загально функції в природознавстві. В результаті возникаю синтезують дисципліни об'єднують ряд далеко віддалених один від одного наук. (Кібернетика, синергетика).
5. зміні самого принципу виділення наукових дисциплін. З'явився новий тип проблемних наук, вони здебільшого стають комплексними, що привертають для вирішення однієї проблеми відразу кілька дисциплін (онкологія та ін.).

В даний час можна простежити в науці одночасно і процеси диференціації та процеси інтеграції, але останні судячи з усього пересилюють, інтеграція стала провідною закономірністю розвитку наукового прогресу. До теперішнього часу в науці діє безліч інтегруючих чинників, які дозволяють стверджувати, що вона стала цілісним системним утворенням, в цьому відношенні наука вийшла з кризи, і проблема полягає тепер у досягненні ще більшої організованості і впорядкованості. В сучасних умовах диференціація наук вже не призводить до подальшого роз'єднання, а навпаки до їх взаємного цементування. Однак роз'єднання ще далеко не подолані, а на окремих ділянках воно навіть посилюється. При цьому слід враховувати що інтеграція і диференціація взаємовиключні, а взаємодоповнюючі процеси.

4.Особенности сучасних методів наукового пізнання. Застосування наукових методів у природознавстві.

Структура наукового пізнання, про яку ми говорили вище, являє собою спосіб наукового пізнання чи науковий метод. Метод це сукупність дій, покликаних допомогти досягненню бажаного результату. Сучасна наука ґрунтується на певній методології - тобто сукупності використовуваних методів і навчань про метод. Система методів наукового дослідження включає в себе, по-перше, методи застосовуються не тільки в науці, а й в інших галузях знання, по-друге, методи застосовуються в усіх галузях науки і. По-третє, методи специфічні для окремих певних розділів науки, окремих наукових дисциплін.

Серед загальних методів, характерних для всіх сфер людського пізнання можна виділити такі методи як:

1. аналіз - розчленування цілісного предмета на складові частини (сторони ознаки відносини) з метою їх більш глибокого вивчення.
2. синтез - з'єднання раніше виділених частин предмета в єдине ціле.
3. абстрагування - відволікання від ряду несуттєвих для даного дослідження властивостей і відносин з одночасним виділенням цікавлять нас властивостей і відносин.
4. узагальнення - прийом мислення - в результаті дослідження, в результаті якого загальні властивості і ознаки цілого класу об'єктів.
5. індукція.
6. дедукція.
7. аналогія - прийом пізнання при якому на основі подібності об'єктів за одними ознаками робиться висновок про їх схожість з іншим.
8. моделювання - вивчення об'єкта (оригіналу) шляхом створення та дослідження його копії (моделі), що відтворює оригінал з певної точки зору, що цікавить дослідника.
9. класифікація - поділ усіх предметів, що вивчаються на окремі групи відповідно до будь-яким важливим для дослідника ознакою (особливе значення має в описових науках6 геології, географії, деяких розділах біології).

Науковий метод як такий розділяється на методи використовуються на кожному рівні дослідження. Таким чином, виділяються емпіричні та теоретичні методи.

Емпіричні методи:

1. спостереження - цілеспрямоване сприйняття явищ об'єктивної дійсності.
2. опис - фіксація засобами природної або штучної мови відомостей про об'єкти.
3. вимір - порівняння об'єктів з яких-небудь подібним властивостями або сторонам.
4. експеримент - спостереження в спеціально створюваних і контрольованих умовах, він дозволяє відновити хід явища при повторенні умов.

Наукові методи теоретичного рівня дослідження:

1. формалізація - побудова абстрактно-математичних моделей, що розкривають сутність досліджуваних процесів дійсності.
2. аксіоматизації - побудова теорій на основі аксіом (тверджень докази істинності яких не потрібні).
3. гипотетико-дедуктивний метод - створення систем дедуктивно пов'язаних між собою гіпотез, з яких виводяться твердження про емпіричних фактах.

В кінці XVII-XVIII століттях спочатку фізика в дослідженнях І. Ньютона, потім хімія в особі Лавуазьє встали на шлях кількісного дослідження, потім те саме сталося і в інших природничо-наукових дисциплінах. Застосування математики, настільки ж характерно для сучасного природознавства як застосування експериментальних методів, логічна стрункість, строго дедуктивний характер побудов, общеобязательность висновків математики, робили її прекрасною опорою для природознавства. Гідність математизації єство знання надзвичайно різноманітні. По-перше, у багатьох випадках математика відіграє роль універсальної мови природознавства, прекрасно підходить для лаконічною і точної фіксації різних положень. По-друге, математика може служити джерелом моделей, алгоритмічних схиму, для зв'язків, відносин і процесів, що складають предмет природознавства. Зрозуміло будь-яка математична модель це свого роду спрощення, але спрощення в даному випадку не тотожне огрублению, це скоріше виявлення сутнісних особливостей об'єкта. Оскільки в математичних формулах і рівняннях відтворені деякі загальні зв'язки і відносини, реального світу, вони можуть повторюватися в різних його областях. На цьому побудований метод природно наукового дослідження, який називають математичною гіпотезою, в ній не створюють математичний опис природних об'єктів, а намагаються готової математичної моделі підібрати відповідність в природі. Часто вихідна математична формула запозичується з суміжної і навіть не суміжній галузі знання, в неї підставляються значення, іншої природи, а потім перевіряють, збіг розрахованого і реального поведінки об'єкта. Зрозуміло, можливість застосування цього методу обмежена тими дисциплінами, які вже накопичили, досить багатий математичний арсенал. В цілому значення математики в сучасному природознавстві неможливо переоцінити, зараз жодна теоретична інтерпретація не рахується повністю завішеної, якщо не вдається створити математичну модель досліджуваного явища. Однак не слід думати, що все природознавство може бути зведене до математики, побудова формальних систем, моделей, алгоритмічних схем, це тільки метод, одна зі сторін наукового пошуку. Розвивається наука насамперед як змістовне, неформалізовані, неалгорітмізіроанное знання.

Велике значення в сучасній науці придбали статистичні методи, що дозволяють визначати середні значення характеризують всю сукупність досліджуваних явищ або предметів. Застосування статистичного методу не дозволяє вченим передбачати поведінку окремого індивіда в сукупності, можна лише стверджувати, що він буде вести скбя певним чином з певною ймовірністю. Статистичні закони застосовуються тільки до великих совокупностям.