ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Методы эмпирического исследования

1 234

1. Наблюдение – целенаправленное пассивное изучение предметов; лежит в основе всех других эмпирических методов познания, будучи наиболее элементарным из них. В ходе наблюдения мы получаем качественные данные о внешних сторонах объекта, его существенных свойствах и отношениях. Наблюдение может быть непосредственным и опосредованным различными техническими устройствами (косвенным) (пример – камера Вильсона). В акте наблюдения можно выделить: 1) объект наблюдения; 2) субъект; 3) средства; 4) условия наблюдения; 5) систему знания, исходя из которой задают цель наблюдения и интерпретируют его результаты. Основные требования к научному наблюдению: однозначность замысла, интерсубъективность, возможность контроля путем повторного наблюдения либо с помощью других методов (эксперимента).

2. Измерение – совокупность действий, выполняемых при помощи определенных средств с целью представления свойств реальных объектов в виде числовой величины[11]. Методы эмпирического исследования никогда не реализуются "вслепую", а всегда "теоретически нагружены", направляются определенными концептуальными идеями[12]. В настоящее время количественные понятия часто вводятся на основе теории как теоретические понятия (отображающие свойства идеализированных объектов). Когда мы строим теорию относительно некоторой области явлений, то объектом теории является непосредственно не сама реальная область, а абстрактная, упрощенная модель этой области явлений – идеализированный (абстрактный) объект. В этом случае количественные понятия относятся прежде всего к идеализированному объекту теории, и лишь поскольку последний отображает реальный объект теории, постольку количественные понятия с определенной степенью точности применимы для характеристики реальных предметов.

Результат измерения выражается с помощью "основного уравнения измерения": Q = qU, где Q – степень измеряемого свойства, q – числовое значение, U – единица измерения. Это уравнение позволяет формализовать правила измерения: 1. Правило эквивалентности. Если физические значения величин равны, то должны быть равны и их числовые выражения: если Q₁ = Q₂, то q₁U = q₂U. Если Q₁ > Q₂, то q₁U > q₂U. Если Q₁ < Q₂, то q₁U < q₂U. Б. Правило аддитивности. Сумма двух физических значений величины должно быть равно сумме числовых ее значений: qU_(Q₁_,Q₂₎ = q₁U + q₂U. Физические величины, "соединение" которых подчиняется указанному правилу, называются "аддитивными" (вес, длина, объем в классической физике). Величины, не подчиняющиеся указанному правилу, называются "неаддитивными" (например, если "соединить" два тела с температурой 20 Сº и 50 Сº, то температура этой пары тел ≠ 70 Сº. Т.о., эмпирическая природа свойств объекта накладывает ограничения на операции, производимые с соответствующими количественными величинами. 3. Правило единицы измерения. Единица измерения отражает легко воспроизводимый естественный процесс, связанный с измеряемой величиной. Например, шкала измерения температуры задается исходя из изменения объема воды от точки замерзания до точки кипения. В данном случае диапазон делится на 100 единиц измерения – градусов Цельсия. Единицы измерения выбираются произвольно, однако на их выбор накладываются определенные ограничения – процесс, избранный в качестве единицы измерения, должен сохранять неизменной свою периодичность. Поскольку реальные тела и процессы подвержены изменениям под влиянием окружающих условий, в качестве эталонов выбирают как можно более устойчивые к внешним воздействиям тела и процессы.

3. Эксперимент – активное и целенаправленное вмешательство в протекание изучаемого процесса или его воспроизведение в контролируемых искусственно созданных условиях. В его ходе изучаемый объект изолируется от влияния побочных обстоятельств. Основные особенности: а) активное отношение к объекту вплоть до его изменения; б) контроль за поведением объекта; в) многократная воспроизводимость; г) возможность обнаружения свойств, которые не наблюдаются в естественных условиях. В эксперименте можно выделить следующие элементы: 1) цель; 2) объект; 3) условия; 4) средства эксперимента; 5) способ воздействия на объект. Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации экспериментов. Так, в зависимости от цели выделяют исследовательский (поисковый), проверочный (контрольный), воспроизводящий эксперимент. В зависимости от объекта различают физический, химический, биологический эксперимент.

Эксперимент проводится в 4 этапа. 1. Формулировка проблемы ("Существует ли в действительности световое давление и если да, то какова его величина?") и выбор способов эмпирической интерпретации теоретических величин. 2. Выбор условий и используемых приборов (определяется эмпирической интерпретацией теоретических величин). 3. Воздействие на объект, наблюдение его поведения и измерение контролируемых величин. 4. Обработка полученных данных, их теоретическое осмысление и включение в существующую систему знаний. Как видно из сказанного, эксперимент всегда тесно связан с теорией. Первоначально вопрос формулируется в теоретических терминах, обозначающих абстрактные, идеализированные объекты. Чтобы эксперимент мог ответить на вопрос теории, этот вопрос нужно переформулировать в эмпирических терминах, значениями которых являются эмпирические объекты. Например, гипотеза о существовании светового давления[13] оперировала такими идеальными понятиями, как "абсолютно черное тело", "идеальное зеркало", "интенсивность света" и т.п., обозначающими идеальные объекты, не поддающиеся измерению. Только после того, как П.Н. Лебедев придал этим понятиям определенный эмпирический смысл, ему удалось построить прибор для обнаружения и измерения светового давления. С другой стороны, недостаточная теоретическая подготовка эксперимента Лебедева по проверке гипотезы Сазерленда привела, как теперь ясно, к ложноотрицательным результатам.

Роль теории в разработке эксперимента особенно отчетливо проявляется при проведении мысленного эксперимента – системы мыслительных процедур, проводимых над идеализированными объектами. В таком эксперименте третий этап – реальное воздействие на реальный объект – отсутствует. Такого рода эксперимент целиком находится внутри теории, и его отличие от обычного теоретического рассуждения заключается лишь в том, что он опирается на наглядные образы и представления. Всякий эксперимент при его обдумывании и планировании выступает как мысленный эксперимент.

Классический эксперимент основан на понимании детермининзма как однозначной причинно-следственной связи, и подразумевает изучение влияния одного класса переменных (независимых) на другой класс переменных (зависимых). Независимая переменная – это некое условие, которое экспериментатор систематически изменяет, чтобы оценить его влияние на другую переменную. Ожидается, что зависимая переменная изменится в ответ на изменения независимой переменной. В этом случае предполагается, что, зная начальное состояние системы, можно предвидеть поведение этой системы в будущем; можно выделить изучаемое явление, упорядочить все мешающие факторы либо пренебречь ими (например, исключить субъект из результатов познания). Классическая схема эксперимента является однофакторной, жестко детерминированной, и применима для изучения "хорошо организованных" систем, в которых можно выделить явления, зависящие от небольшого числа переменных.

Развитие вероятностно-статистических представлений приводит к пониманию детерминизма как ограничения неопределенности в поведении системы. Это понимание позволяет перейти к изучению т.н. диффузных или "плохо организованных" систем, в которых нельзя четко выделить отдельные явления и разграничить действие отдельных факторов (независимых переменных). Программа эксперимента в этом случае подразумевает предельное разнообразие факторов и их статистический учет. Вероятностно-детерминированный эксперимент учитывает многие факторы сложной (диффузной) системы и воспроизводит одно- и многозначные отношения.

В случае, когда прямое экспериментальное исследование самого объекта невозможно из финансовых, технических или этических соображений, существует два выхода: 1) создание новых приборов установок; 2) модельный эксперимент, в котором исследованию подвергается не объект, а его модель.

4. Моделирование –метод исследования объектов путем воспроизведения их характеристик на другом объекте – материальной или мысленной модели[14]. Идеальные модели делятся на 4 основные группы: 1) наглядно-образные (атомная модель Резерфорда, схемы); 2) знаковые (выраженные химическими символами химические модели – H₂O, CH₄); 3) математические (математические формулы и уравнения, графики); 4) теоретические (система аксиом эвклидовой геометрии). Замещая оригинал, модель сама становится объектом исследования; и в то же время, создавая условия для исследования объекта познания, является средством исследования. Ее важнейшими особенностями является сходство (физическое подобие, аналогия или изоморфизм) с оригиналом в строго зафиксированных и обоснованных отношениях. Вследствие этого данные, полученные в модельном эксперименте, могут быть экстраполированы на объект. С введением модели операционная структура эксперимента существенно усложняется; кроме этого, необходимо обосновать подобие между моделью и объектом, возможность экстраполяции полученных данных.

Следует учитывать, что эмпирическое подтверждение некоторых концепций еще не дает права считать их научными. Например, учение Птолемея подтверждается наблюдением. Паровая машина была создана на основе ложной теории теплорода. Астрология, алхимия и хиромантия опираются на громадный эмпирический материал. Для получения объективного знания следует использовать еще и адекватные теоретические и общелогические примемы.

1 234