Реферат: Ю. М. Лопаткін фізичний образ світу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ КРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Ю.М. Лопаткін


ФІЗИЧНИЙ ОБРАЗ СВІТУ


Навчальний посібник


Рекомендовано вченою радою

Сумського державного університету


Суми

Сумський державний університет

2011


УДК 50 (075.8)

ББК 87.2Я73

Л77


Рецензенти:

С.І.Денисов − доктор фізико-математичних наук, професор Сумського державного університету;

С.П.Рощупкін − доктор фізико-математичних наук, завідувач лабораторії сильних полів Інституту прикладної фізики НАН України


^ Рекомендовано до друку вченою радою

Сумського державного університету

(протокол № 9 від 10 лютого 2011 р. )


Лопаткін Ю.М.

Л 77 Фізичний образ світу: навч. посібник /Ю.М. Лопаткін. − Суми: Сумський державний університет, 2011. − 195 с.

ISBN 978-966-657-359-2

Посібник подає матеріал, який відповідає програмі курсу "Фізичний образ світу", для студентів гуманітарних спеціальностей університету.

У посібнику викладені ключові положення сучасного природознавства у формі, доступній для студентів. Математичний апарат не використовується.

Ця книга може бути корисною для тих, хто хотів би розібратися в сучасній природознавчій картині Світу.


УДК 50 (075.8)

ББК 87.2Я73

© Лопаткін Ю.М., 2011

ISBN 978-966-657-359-2 © Сумський державний університет, 2011
Зміст
Зміст 5

Передмова 7

Вступ 10

Мета курсу 10

Збагачення уявлень 10

Освіченість 15

Контрольні запитання 16

Розділ 1 Покращання інструментарію 17

1.1 Науковий підхід до пізнання 17

1.2 Поняття методу і методології. Методи пізнання. Класифікація методів наукового пізнання 22

1.2.1 Загальнонаукові методи емпіричного пізнання 26

1.2.2 Загальнонаукові методи теоретичного пізнання 34

1.2.3 Загальнонаукові методи, вживані на емпіричному і теоретичному рівнях пізнання 37

Контрольні запитання 39

Розділ 2 Про проблему "двох культур" і можливість її вирішення 41

2.1 Чарльз Сноу про проблему "двох культур" 41

2.2 Природничо-наукова та гуманітарна культури 44

2.3 Humanities and Science 45

2.4 Природничо-наукова освіта гуманітаріїв: на шляху до єдиної культури 46

2.5 Півкулі мозку. Функції 52

2.5.1 Радіантне мислення 53

Контрольні запитання 54

Розділ 3 Пізнавання світу 56

3.1 Мистецтво та наука 56

3.2 Парадигма. Зміна парадигм і наукові революції 57

3.3 Наукові революції в історії природознавства: основні віхи 61

3.4 Науково-технічна революція, її природничо-наукова складова та історичні етапи 64

Контрольні запитання 67

Розділ 4 Основні уявлення мегасвіту 68

4.1 Структурні рівні організації матерії. Масштаби простору, часу, енергії 68

4.2 Стародавні системи світу 73

4.3 Сучасна система світу 76

4.3.1 Народження та розвиток 77

4.3.2 Структура Всесвіту 84

4.3.3 Простір і час 89

4.3.4 "Темна матерія", "темна енергія" 95

Контрольні запитання 97

Розділ 5 Основні уявлення мікросвіту 99

5.1 Поле і бозон Хіггса 99

5.2 Фізичний вакуум 100

5.3 Елементарні частинки 101

5.4 Атоми 105

5.4.1 Попередні моделі атомів 105

5.4.2 Сучасна модель 105

5.5 Взаємодії між частинками 107

5.5.1 Фізична природа хімічного зв’язку між атомами у молекулах 107

5.5.2 Фундаментальні взаємодії та їхні переносники 108

5.6 Закони збереження у мікросвіті 113

5.7 Корпускулярно-хвильовий дуалізм 115

5.8 Світ імовірності 120

5.8.1 Хвильова функція 120

Контрольні запитання 122

Розділ 6 Деякі уявлення макросвіту 124

6.1 Поняття про стохастичні закони 124

6.2 Критичні стани. Флуктуації. Біфуркації. Атрактор 125

6.3 Ентропія, замкнені та відкриті системи 127

6.4 Самоорганізація 130

6.4.1 Інформаційна самоорганізація 135

6.5 Антропний принцип 138

6.5.1 Слабкий принцип 141

6.5.2 Сильний принцип 145

6.5.3 Гіпотеза Геї 146

Контрольні запитання 162

Післямова 164

Список рекомендованої літератури 166

Список використаної літератури 167

Зразки тем рефератів 169

Рекомендації до написання рефератів 170

Зразки тестів до семестрового контролю 184

Додаток 190

Ще раз про наукову журналістику 190

Контрольні запитання 198
Передмова
Метою цього посібника є надання допомоги студентам гуманітарних спеціальностей вищих навчальних закладів, зокрема спеціальності "Журналістика", з вивчення курсу "Фізичний образ світу".

Журналіст − людина, яка займається журналістикою як своїм основним родом занять, що сприяє інформаційному наповненню ЗМІ шляхом збору, осмислення і викладу для аудиторії інформації про людей, значущі факти, події, явища.

Наукова журналістика − особлива галузь журналістики. Повідомлення в газетах і науково-популярних журналах про зорепади і сонячні затемнення, про запуски космічних кораблів і адронного колайдера − це її парафія. На жаль, у наш час ця ніша залишається незаповненою, і це трансформується в загальнодержавну проблему.

Ефективний діалог у суспільстві про проблеми науково-технічного розвитку життєво важливий для України, оскільки є визначальним для подолання безлічі проблем і викликів, які постали перед суспільством у ХХІ столітті, для поліпшення здоров'я й добробуту населення, підвищення конкурентоспроможності України на світовому ринку.

Науковий журналіст − це журналіст, який висвітлює наукову тематику. Для наукового журналіста мати освіту в будь-якій галузі досліджень бажано, але зовсім не обов'язково. Для цієї професії достатньо базової літературної або журналістської освіти, що в цілому розглядається як перевага, тому що вони вміють писати.

Науковий журналіст − в першу чергу журналіст, тобто професіонал, який регулярно створює матеріали про науку в ЗМІ (будь-які ЗМІ: друковані, електронні, інтернет-ЗМІ). Сьогодні він висвітлює затемнення Сонця, а завтра бере інтерв'ю у палеонтолога. Науковий журналіст універсальний.

Але щоб оприлюднювати події навколишньої дійсності, щоб правильно відображати результати наукових досліджень у ЗМІ, журналіст повинен не тільки мати відповідну професійну підготовку, а й знати про них більше тих, для кого він пише статтю, тобто займатися самоосвітою, причому безупинно, інакше за наукою не поспіти. Читати науково-популярну літературу, особливо з гострих проблем науки (генетика, біоінженерія, космос та ін). Це дає володіння темою і термінологією. Корисно час від часу поринути в атмосферу дослідної лабораторії, потримати в руках гіроскоп, залізти в барокамеру, подзвеніти пробірками, погладити морського їжака, подивитися крізь мікроскоп на амебу. Потрібно частіше спілкуватися з ученими, розпитувати їх про роботу, відвідувати наукові конференції, семінари, публічні лекції. Журналіст, який хоча б іноді пише про наукові проблеми, повинен стежити за останніми дослідженнями, безперервно підвищувати свою освіту в цій галузі і мати певну ерудицію.

З метою розширення кругозору майбутнім журналістам читаються відповідні курси, подібні до поданого.


Навчальний матеріал курсу розподілено на шість розділів, у яких подається огляд основних питань, ідей природничих наук.

У першому розділі − матеріал про науковий підхід до тлумачення явищ і процесів та методи, які при цьому використовуються.

У другому розділі порушується проблема двох культур, обговорюється важливість її вирішення, а також історичний екскурс у розвиток фізичної картини світу.

Третій розділ висвітлює довгий шлях науки до сучасних уявлень про світ.

З четвертого по шостий розділ присвячено сучасним уявленням мега-, мікро- та макросвіту, у тому числі суто планеті Земля.
Вступ
Багато речей нам незрозумілі не тому, що наші поняття слабкі, а тому, що ці речі не входять у коло наших понять.

^ Мета курсу
Основна мета курсу "Фізичний образ світу" − дати слухачам загальне уявлення про наукову картину навколишнього світу на основі сучасних наукових досягнень, розвинути допитливість студентів, поглибити їх здібності до критичного осмислення інформації, що надхоить (особливо пара- і псевдонаукових фактів).

Важливо навчити студентів природничо-наукового підходу, щоб вони могли використовувати отриманий досвід в окремих галузях гуманітарних наук.

^ Збагачення уявлень Загальне уявлення про сучасний світ. Природознавство і релігійне відчуття
Наука відповідає на питання «Як?», «Яким чином?». Як улаштований світ? Яким чином іде еволюція живого?

Але є питання «Навіщо?», «Чому?», на які природнича наука не може дати відповіді. Відповідь намагається дати філософія і релігія. Навіщо існує Людина? Чому діє закон всесвітнього тяжіння? Між раціональним і релігійним мисленням немає суперечності (багато учених займалися і богословськими проблемами).

Раціональний підхід – породжений практикою людини,

релігійні відчуття − пов'язані з духовним світом людини.


Нижче мова йтиме, як правило, про природничі науки (ті, що на Заході називають Science).

^ Науковий і художній опис світу
XX століття принесло нові трактування співвідношення складових картини світу − мистецтва, науки, міфології та філософії.

Відмітною рисою цього періоду виявляється зближення художнього, наукового і філософського пізнання світу.

Філософія формує не просто знання про світ, а знання людських сенсів, значень і цінностей. Оскільки сьогодні посткласична філософія виходить з того, що буття не статичне, не стабільне, а знаходиться в постійному становленні, і визнає, що у всесвіту немає початкових сенсів, то необхідно визнати (як одну з онтологічних підстав такого всесвіту), сенсотворення ("смыслопорождение").

Неповнота нашого знання про світ, можливо, зможе компенсуватися різноманіттям додаткових мов опису, одним із яких є художній.

Художній (поетичний) світогляд можна мислити як якусь парадигму1, яка є однією зі складових картин світу, а часом саме типи поетичного світогляду готують шлях метафізиці2 і науці, будучи посередниками між ними і суспільством.

Таким чином, нове знання може виникнути спочатку в руслі мистецтва, а потім воно, уловлене й підхоплене метафізикою, і так само іншими різноманітними формами культури, зокрема окремими науками, будучи засвоєним і пропагованим ними, стає надбанням усього суспільства.

Близькість художнього освоєння світу до наукового понад усе виявилася після того, як була визнана роль антропологічного чинника.

Взаємозв'язок наукового, художнього і філософського світогляду, їх залежність один від одного, взаємне зближення і взаємовплив − симптом нашого часу. У даний період ставиться завдання відродження і збагачення методології гуманітарного знання як для подальшого розвитку філософської науки, так і для розширення методологічних прийомів природничих наук.

^ Про красу науки
Ось що писав великий французький математик Анрі Пуанкаре в книзі "Наука і метод": "Якщо б природа не була прекрасна, вона не була б варта того, щоб її знати, життя не було б варте того, щоб його переживати. Я тут мовлю, звичайно, не про ту красу, яка впадає в очі ... Я маю на увазі ту більш глибоку красу, яка відкривається в гармонії частин, яка осягається тільки розумом. Це вона створює ґрунт, створює каркас для гри видимих фарб, що пестять наші почуття, і без цієї підтримки краса швидкоплинних вражень була б недосконалою як усе невиразне і минуще. Навпаки, краса інтелектуальна дає задоволення сама по собі".

Краса, про яку говорить Пуанкаре, − це не тільки відображення гармонії матеріального світу, це і краса логічних побудов. Логічна краса настільки ж об'єктивна, як і краса фізичних законів. Ми часто відчуваємо витонченість теорії і в тому випадку, коли пророкування її не підтвердилися експериментом. Під витонченістю розуміється дотепність аргументації, встановлення несподіваних зв'язків, багатство і значущість висновків при мінімальному числі правдоподібних припущень. Словом, те, що відображає красу законів розуму.

За словником Ларусс, гарне − це те, що "радує око або розум". Краса науки, як і мистецтва, визначається відчуттям пропорційності та взаємозв'язку частин, що утворюють ціле, і відображає гармонію навколишнього світу.

Зовсім іншого роду краса логічних побудов у фізиці. У математиці правильність інтуїтивної здогадки перевіряється логічно; у фізиці ж, що вивчає світ речей, верховний суддя − експеримент. Не обов'язково щоразу звертатися до нього для перевірки теорії, найчастіше теорія спростовується або підтверджується при ретельному аналізі зроблених раніше експериментів або співвідношень, що випливають із них. Теоретичні побудови у фізиці потребують постійного узгодження з тим, що ми вже знаємо про навколишній світ. Фізична теорія − не логічний наслідок із прийнятих аксіом, а будинок, побудований на правдоподібних припущеннях, які потрібно перевірити. Здавалося б, будинок зводиться на хитких підставах, але слабкі ланки постійно замінюються більш міцними, і будівля робиться все міцнішою.

Є особлива принадність у цих пошуках у темряві, де провідник – "шосте чуття"! Але разом із тим ефективність "чаклунства" фізиків "залишає математика в стані німого подиву". Краса теорії має у фізиці майже визначальне значення, робить недостовірні міркування досить переконливими, щоб поставити експеримент для перевірки припущень. У всій повноті краса фізики відкривається за допомогою математики.

А чи можна порівнювати красу в науці й мистецтві? Адже у мистецтві будь-яке творіння індивідуальне і неповторне − образ Дон Жуана створювали багато митців, і серед них Мольєр, Байрон, Пушкін − кожен по-своєму. А в науці завдання полягає в тому, щоб знайти закон природи, який не залежить від індивідуальності вченого ...

Проте раціоналізм ученого закінчується на загальних принципах пізнання. Конкретна реалізація пошуків завжди індивідуальна. Істину можна встановлювати різними способами. Форма здійснення ідеї, як і в мистецтві, відображає багатство духовного світу творця. За способом підходу до завдання, за характером використовуваних методів, за типом дотепності можна і в науці пізнати автора роботи. Коли великий вчений вирішує нехай навіть мале завдання, створені ним методи продовжують жити і розвиватися на завданнях більш значних.

Як проявляється краса в науці? Візьмемо, наприклад, фізику. Вся її історія − це пошуки симетрії та єдності світу, тобто пошуки тієї внутрішньої Краси, про яку щойно йшла мова.

Виявлення фізичних закономірностей становить основне завдання фізичної науки. Фізичні закони, як правило, виражаються у вигляді короткого словесного твердження або компактної математичної формули. "Фізичний закон повинен володіти математичною красою" (П. А. М. Дірак).
Освіченість
"Освіта - це те, що у вас залишиться, коли ви

забудете все, чого навчалися" (Б. Ф. Скіннер)

Освіта − цілеспрямований процес виховання і навчання в інтересах людини, суспільства, держави, що супроводжується констатацією досягнення громадянином, який навчається, встановлених державою освітніх рівнів. Рівень загальної та спеціальної освіти обумовлюється вимогами виробництва, станом науки, техніки і культури, а також суспільними відносинами. Освіта − це також процес, за допомогою якого суспільство через школи, коледжі, університети та інші інститути цілеспрямовано передає свою культурну спадщину − накопичене знання, цінності й навички − від одного покоління іншому.
^ Фізичний образ світу серед навчальних курсів
Вища професійна освіта − верхній рівень професійної освіти − містить у собі сукупність систематизованих знань і практичних навичок, які дозволяють вирішувати теоретичні та практичні завдання з професійного профілю.

Кожній професії властивий свій набір специфічних знань. Але є серед них такі, які розширюють кругозір і дозволяють підвищити ефективність діяльності фахівця. Наприклад, для майбутніх журналістів це і основи Інтернет-технологій, і мовні курси, і виборче право тощо.

Не останнє місце серед них займає "Фізичний образ світу".

І взагалі природничо-наукова картина світу − це система уявлень про природу, що складаються в результаті синтезу природничо-наукових знань. За допомогою цього поняття формується бачення предмета конкретної науки, у нашому випадку – фізики, яке складається на відповідному етапі її історії і змінюється при переході від одного етапу до іншого. Можна сказати, що це уявлення про природу, якою її бачить природничник, зокрема фізик, уявлення, які повинні підвищувати загальний рівень освіченості людини та взагалі сприяти формуванню її світогляду.
^ Контрольні запитання
Які мета і призначення навчального курсу "Фізичний образ світу"?

Як співвідносяться природознавство і релігійне відчуття?

Відношення природознавства до релігії і філософії.

У чому відмінність і у чому подібність наукового та художнього опису світу?

Чи можна говорити про красу науки? І якщо так, то в чому вона полягає?

Є багато прикладів "ляпсусів", які допускаються ЗМІ при висвітленні новин у галузі географії, фізики, астрономії та в інших областях природознавства. Чим вони пояснюються?

Які навчальні курси Ви б запропонували для розширення кругозору гуманітарія, зокрема в галузі природознавства?
^ Розділ 1 Покращання інструментарію 1.1 Науковий підхід до пізнання
Цей підхід складається з наукового експерименту (НЕ) і наукової теорії (НТ).

Є дуже багато теорій і можна провести дуже багато експериментів. Проте далеко не всі з них будуть науковими саме тому, що вони не відповідають критеріям наукового підходу.


Науковий експеримент

Науковий експеримент є основою наукового підходу до пізнання. Ніяка теорія не може вважатися науковою, якщо вона не спирається на науковий експеримент або на інші наукові теорії.

Що ж відрізняє науковий експеримент від ненаукового?

По-перше, повторюваність. Тобто скільки б разів не повторювали експеримент без зміни його початкових даних і умов проведення, він повинен давати аналогічні результати.

По-друге, відтворюваність. Хто завгодно повинен мати можливість повторити даний експеримент, і при цьому ті самі початкові дані й абсолютно ідентичні дії повинні привести до точно таких результатів.

Якщо хоча б одна із цих властивостей наукового експерименту не виконується, то потрібно говорити про те, що експеримент некоректний і не враховує якісь чинники.

Крім того, науковий експеримент ставиться цілком певним чином, оскільки має на меті отримання наукових фактів.

Науковий факт виводиться як прямий безпосередній результат наукового експерименту в результаті обробки отриманих у ньому даних.

Є безліч інших фактів, наприклад історичних, і для того, щоб використовувати їх у науковому методі пізнання, необхідно додатково упевнитися в їх науковості.

Далеко не будь-який, навіть очевидний з першого погляду факт можна вважати науковим, якщо його не можна перевірити науковим експериментом.

У звичайній мові слово «факт» має на увазі, що це факт – науковий.

Таким чином, якщо ви не хочете отримати неправильну або просто ненаукову теорію, то в першу чергу потрібно перевірити ті факти, які лежать в її основі.


Наукова теорія

Наукова теорія (НТ) має дуже велике значення для наукового методу пізнання реальності. Результати будь-якого наукового експерименту (НЕ) набувають якоїсь значущості тільки після того, як вони будуть оброблені теоретично.

Як не будь-який експеримент є науковим, так і не будь-яка теорія може відображати наукову точку зору. Вже говорилося про те, що наукова теорія повинна спиратися на НЕ.

Які ж іще риси характерні для НТ?

– Будь-яка НТ діє у своїй області визначення (ОВ). НТ повинна включати всі НЕ, що проводилися для тієї ОВ, в якій вона діє (або в складних випадках найбільша їх кількість, хоча в цьому випадку НТ все одно вважатиметься спірною).

– Простота. Цей принцип не може бути виражений логічними визначеннями, оскільки є суб'єктивним поняттям, але більшість учених зараз приймають цей принцип як один із критеріїв науковості. Сформульований навіть принцип бритви Оккама, який виражає принцип простоти.

– Цілісність. Крім усього цього, НТ може мати висновки, які, якщо це можливо, теж повинні бути підтверджені НЕ. Якщо НЕ не може підтвердити наслідок якоїсь теорії, це означає, що і вся теорія потребує доопрацювання.

– Логічність. НТ повинна бути внутрішньо несуперечлива і логічна.

Таким чином, ми бачимо, що саме НЕ є критерієм істинності НТ, а отже, сама НТ є всього лише допоміжним інструментом в науковому методі пізнання Реальності.

З іншого боку, сам по собі НЕ нічого не може дати для науки. Для науки мають цінність тільки наукові факти, які видобуваються з НЕ за допомогою НТ.

Більше того, рівень розвитку сучасної науки вимагає, щоб усі НЕ були заздалегідь змодельовані теоретично. Є цілий напрям у науці з математичного моделювання фізичних експериментів.

Тому в сучасній науці НТ і НЕ зв'язані настільки тісно, що деякі люди (у тому числі й вчені) вже забули про те, що з них є визначальним для наукового методу пізнання Реальності.


^ Точні та природничі науки

До точних наук належить математика, від початку і до кінця вигадана людиною і базується на повністю абстрактних поняттях. Що таке число 1? У природі його немає. Є предмети, до яких належить це поняття, наприклад, одна цеглина або один стілець. Що спільного між цеглою і стільцем, до чого тут число 1? Зовсім ні до чого. Числа придумані людиною для полегшення пізнання об'єктивної реальності й не існують ніде, крім його розуму. Іншими словами числа не існують у матеріальному світі об'єктивної реальності. Дуже поширена помилка полягає в тому, що математика об'єктивна для матеріального світу, що вона якимось чином існує в цьому самому матеріальному світі. Це не так. Чисел немає в природі, вони не є властивістю матеріальних тіл. Числа і вся математика в цілому служить інструментом, вигаданим людиною для пізнання матеріального світу об'єктивної реальності.

Математика − дуже сильний інструмент. У ній існують десятки напрямків, кожен з яких має просто безцінне значення для пізнання Реальності.

Природничі науки займаються тим, що намагаються пізнати матеріальний світ (МС), застосовуючи для цього математичний апарат. Причому роблять це просто чудово, оскільки, наприклад, цей текст набирається на потужному комп'ютері, який без науки просто не міг би існувати. Однак усе не так просто, як здається на перший погляд. Якби математика так добре описувала весь МС, як при простому перерахунку пальців на руках, тоді б у природничих науках просто не було б потреби. Застосування математичного інструменту пов'язане з великими труднощами кореляції результатів обчислень і наукових експериментів. Для цього вводяться різні коефіцієнти, застосовуються чисельні методи й імовірнісні методи. Існує великий розділ прикладної математики. Загалом сама по собі математика не може точно описати реальний матеріальний світ навіть кількісно, тільки в межах похибок. А про опис суті об'єктів і явищ не може бути й мови.


Наукові знання є сукупністю наукових теорій, загальноприйнятих у даний момент розвитку науки. Всі наукові знання логічні, всі положення в них можна довести. Це призводить до поширеної помилки про те, що наукові знання абсолютні, або, що ще набагато гірше, об'єктивні, тобто що вони існують у Реальності незалежно від свідомості людини.

Вище ми з'ясували, що для будь-якої наукової теорії існує її область визначення, в якій працює ця теорія, а отже і всі наукові знання теж обмежені й значною мірою суб'єктивні, тому що залежать від загального рівня розвитку свідомості людини в даний історичний момент.

Головна характерна особливість наукових знань у тому, що їх можна строго довести. В геометрії це теореми і їх доведення, в математиці це формули і їх висновок. У природничих науках докази спираються на математичний апарат та наукові факти, отримані з наукових експериментів.


А ось буття самої людини для наукового способу пізнання Реальності має другорядне значення. Наукові знання отримують усі люди під час навчання в середній школі. Звичайно, суб'єктивний фактор присутній, але тільки для процесу розвитку науки. Наприклад, деякі люди дуже важко засвоюють навіть шкільний матеріал, а інші рухають науку далеко вперед так, що для розуміння їхніх теорій іншими людьми іноді не вистачає рівня знань. У самих же наукових знаннях немає нічого того, що залежить від суб'єкта.

Єдине, що потрібно від людини в науковому підході до пізнання реальності, це гарне логічне мислення, що дозволяє осмислювати потік вербальної інформації, з допомогою якої може бути передане будь-яке наукове знання. Більше того, основні наукові знання не вимагають від мислення нічого, крім формальної логіки. Можна мати достатній багаж наукових знань, не маючи жодного уявлення про складні види логік, таких як fuzzy logic, теорії невизначених множин, фрактали та інші складні напрямки в математиці. Навіть теорія ймовірності та математична статистика ґрунтуються саме на формальній логіці, не кажучи вже про більш прості речі, що дозволяють чудово жити, вважаючи себе грамотним і науково підкованим.

Однак невігластво є більш широкою категорією, яка вказує не на кількість знань, а на ставлення людини до знань (і старим, і новим), так що червоний диплом про вищу освіту не може бути доказом відсутності невігластва у його власника.

Величезна перевага НП (науковий підхід) полягає саме в тому, що він спирається на логіку, і що всі наукові теорії можна довести, тобто переконати будь-яку адекватну людину в правильності того чи іншого становища. Звичайно, можна стати в позу і заперечувати будь-які докази, проте довго така людина в науці не протягне (якщо вона взагалі якимось дивом туди потрапить), зате відразу перейде в інші сфери пізнання, де його ненаукові (або навіть помилкові) теорії відразу ж стануть різного роду езотеричними вченнями саме внаслідок того, що в інших областях визначення немає такого поняття, як «доказ». Опора на логіку призвела до можливості передачі наукових знань звичайним вербальним шляхом, до можливості роботи тисяч людей в одному напрямку, до прориву в пізнанні матеріального світу і до науково-технічного прогресу. Всіх нас із самого початку нашого життя навчають різних наук, розвиваючи в першу чергу логічне мислення. Тобто на даному етапі розвитку людства вже не тільки людина розвиває науковий підхід, але й сам науковий підхід формує розвиток людини.

^ 1.2 Поняття методу і методології. Методи пізнання. Класифікація методів наукового пізнання
Роль природознавства в загальнокультурному контексті визначається в першу чергу і методами вивчення природи.

Поняття метод (від грецького слова "методос" − шлях до чого-небудь) означає сукупність прийомів і операцій практичного й теоретичного освоєння дійсності.

Метод озброює людину системою принципів, вимог, правил, керуючись якими він може досягти наміченої мети. Володіння методом означає для людини знання того, яким чином, в якій послідовності здійснювати ті або інші дії для вирішення тих або інших завдань, і уміння застосовувати ці знання на практиці.

Існує ціла галузь знань, яка спеціально займається вивченням методів і яку прийнято називати методологією.

Методологія дослівно означає "вчення про методи" (адже походить цей термін від двох грецьких слів: "методос" − метод і "логос" − учення).

Вивчаючи закономірності людської пізнавальної діяльності, методологія виробляє на цій основі методи її здійснення.

Найважливішим завданням методології є вивчення походження, сутності, ефективності та інших характеристик методів пізнання.

Методи наукового пізнання прийнято поділяти за ступенем їх спільності, тобто за широтою застосування в процесі наукового дослідження.

Загальних методів у історії пізнання відомо два: діалектичний і метафізичний. Це загальнофілософські методи.

Метафізичний метод із середини XIX століття почав усе більше і більше витіснятися з природознавства діалектичним методом.

Другу групу методів пізнання становлять загальнонаукові методи, які використовуються в найрізноманітніших галузях науки, тобто мають дуже широкий, міждисциплінарний спектр застосування. Класифікація загальнонаукових методів тісно пов'язана з поняттям рівнів наукового пізнання.

Розрізняють два рівні наукового пізнання: емпіричний і теоретичний. Одні загальнонаукові методи застосовуються тільки на емпіричному рівні (спостереження, експеримент, вимірювання), інші − тільки на теоретичному (ідеалізація, формалізація), а деякі (наприклад, моделювання) − як на емпіричному, так і на теоретичному рівні.

Емпіричний рівень наукового пізнання характеризується безпосереднім дослідженням реально існуючих, почуттєво сприйманих об'єктів.

На цьому рівні здійснюється процес накопичення інформації про досліджувані об'єкти, явища шляхом проведення спостережень, виконання різноманітних вимірювань, постановки експериментів. Тут проводиться також первинна систематизація отримуваних фактичних даних у вигляді таблиць, схем, графіків і т. п. Крім того, вже на другому рівні наукового пізнання − як наслідок узагальнення наукових фактів − можливе формулювання деяких емпіричних закономірностей.

Теоретичний рівень наукового дослідження здійснюється на раціональному (логічному) ступені пізнання.

На цьому рівні відбувається розкриття найбільш глибоких, істотних сторін, зв'язків, закономірностей, властивих об'єктам і явищам, що вивчаються.

Теоретичний рівень − вищий ступінь у науковому пізнанні. Результатами теоретичного пізнання стають гіпотези, теорії, закони.

Виділяючи в науковому дослідженні зазначені два різні рівні, не можна, проте, їх відривати один від одного і протиставляти. Адже емпіричний і теоретичний рівні пізнанні взаємозв'язані між собою. Емпіричний рівень виступає як основа, фундамент теоретичного.

Гіпотези і теорії формуються в процесі теоретичного осмислення наукових фактів, статистичних даних, що отримуються на емпіричному рівні.

До того ж теоретичне мислення неминуче спирається на почуттєво-наочні образи (зокрема схеми, графіки і т. п.), з якими має справу емпіричний рівень дослідження.

У свою чергу, емпіричний рівень наукового пізнання не може існувати без досягнень теоретичного рівня. Емпіричне дослідження зазвичай спирається на певну теоретичну конструкцію, яка визначає напрям цього дослідження, обумовлює і обґрунтовує вживані при цьому методи.

До третьої групи методів наукового пізнання належать методи, використовувані тільки в рамках досліджень якоїсь конкретної науки або якогось конкретного явища.

Такі методи називають частинно-науковими.

Кожна приватна наука (біологія, хімія, геологія і т. д.) має свої специфічні методи дослідження. При цьому частинно-наукові методи, як правило, містять у різних поєднаннях ті або інші загальнонаукові методи пізнання.

У частинно-наукових методах можуть бути наявні спостереження, вимірювання, індуктивні або дедуктивні висновки тощо. Характер їх поєднання і використання знаходиться в залежності від умов дослідження, природи об'єктів, що вивчаються.

Таким чином, частинно-наукові методи не відірвані від загальнонаукових. Вони тісно пов'язані з ними, містять специфічне застосування загальнонаукових пізнавальних прийомів для вивчення конкретної галузі об'єктивного світу.


^ 1.2.1 Загальнонаукові методи емпіричного пізнання
Наукове спостереження

Спостереження є почуттєвим віддзеркаленням предметів і явищ зовнішнього світу. Це − початковий метод емпіричного пізнання, що дозволяє отримати деяку первинну інформацію про об'єкти навколишньої дійсності.

Наукове спостереження (на відміну від буденних, повсякденних спостережень) характеризується рядом особливостей:

− цілеспрямованістю (спостереження повинне проводитися для вирішення поставленого завдання дослідження, а увага спостерігача фіксуватися тільки на явищах, пов'язаних із цим завданням);

− планомірністю (спостереження повинне проводитися строго за планом, складеному, виходячи із завдання дослідження);

− активністю (дослідник повинен активно шукати, виділяти потрібні йому моменти в спостережуваному явищі, застосовуючи для цього свої знання і досвід, використовуючи різні технічні засоби спостереження).

Наукові спостереження завжди супроводжуються описом об'єкта пізнання.

Останнє необхідне для фіксації тих властивостей, сторін об'єкта, що вивчається, які складають предмет дослідження.

Описи результатів спостережень утворюють емпіричний базис науки, спираючись на який дослідники створюють емпіричні узагальнення, порівнюють об'єкти, що вивчаються, за тими чи іншими параметрами, проводять класифікацію їх за якимись властивостями, характеристиками, з'ясовують послідовність етапів їх становлення і розвитку.

За способом проведення спостереження можуть бути безпосередніми й опосередкованими.

Узагалі будь-які наукові спостереження, хоча вони спираються в першу чергу на роботу органів чуття, вимагають у той же час і теоретичного мислення. Дослідник, спираючись на свої знання, досвід, повинен усвідомити почуттєві сприйняття і висловити їх (описати) або в поняттях звичайної мови, або − більш строго і стисло − в певних наукових термінах, у графіках, таблицях, рисунках і т.п.


Експеримент

Експеримент − складніший метод емпіричного пізнання порівнянно із спостереженням.

Він припускає активну, цілеспрямовану і строго контрольовану дію дослідника на об'єкт, що вивчається, для виявлення і вивчення тих або інших його сторін, властивостей, зв'язків.

При цьому експериментатор може перетворювати досліджуваний об'єкт, створювати штучні умови його вивчення, втручатися в природний перебіг процесів.

Експеримент включає інші методи емпіричного дослідження (спостереження, вимірювання). В той же час він володіє рядом важливих, властивих тільки йому особливостей.

По-перше, експеримент дозволяє вивчати об'єкт в "очищеному" вигляді, тобто усувати будь-якого роду побічні чинники, нашарування, що утрудняють процес дослідження.

По-друге, в ході експерименту об'єкт може бути поставлений в деякі штучні, зокрема, екстремальні умови, які недосяжні в земних лабораторіях.

По-третє, вивчаючи який-небудь процес, експериментатор може втручатися в нього, активно впливати на його перебіг.

Як відзначав академік І. П. Павлов, "спостереження збирає те, що йому пропонує природа, дослід же бере у природи те, що хоче".

По-четверте, важливою перевагою багатьох експериментів є їх відтворюваність.

Це означає, що умови експерименту, а відтак і спостереження, що проводяться при цьому, вимірювання можуть бути повторені стільки разів, скільки це необхідно для отримання достовірних результатів.

Підготовка і проведення експерименту вимагають дотримання низки умов.

Так, науковий експеримент:

− ніколи не ставиться навмання, він припускає наявність чітко сформульованої мети дослідження;

− не робиться "усліпу", він завжди базується на якихось початкових теоретичних положеннях;

− не проводиться безпланово, хаотично, заздалегідь дослідник намічає шляхи його проведення;

− вимагає певного рівня розвитку технічних засобів пізнання, необхідного для його реалізації;

− повинен проводитися людьми, що мають достатньо високу кваліфікацію.

Тільки сукупність усіх цих умов визначає успіх в експериментальних дослідженнях.

Залежно від характеру проблем, що вирішуються в ході експериментів, останні зазвичай підро