Gamtos mokslų tyrimų metodai ir technikos

Metodologijos samprata ir metodas

Šiuolaikiniu supratimu metodologija yra struktūros, loginės organizacijos, veiklos metodų ir priemonių tyrimas. Visų pirma, gamtos mokslų metodologija yra gamtos mokslo žinių konstravimo principų, formų ir metodų doktrina.

Metodas – tai technikų arba operacijų, praktinės ar teorinės veiklos visuma.

Metodas yra neatsiejamai susijęs su teorija: bet kokia objektyvių žinių sistema gali tapti metodu. Nenutraukiamas metodo ir teorijos ryšys išreiškiamas metodologiniu gamtos mokslų dėsnių vaidmeniu. Pavyzdžiui, gamtos mokslų išsaugojimo dėsniai sudaro metodologinį principą, reikalaujantį griežtai laikytis atitinkamų teorinių operacijų; Aukštesnio nervinio aktyvumo refleksinė teorija yra vienas iš gyvūnų ir žmonių elgesio tyrimo metodų.

Apibūdindamas teisingo metodo vaidmenį mokslo žiniose, F. Baconas palygino jį su lempa, apšviečiančia kelią keliautojui tamsoje. Negalite tikėtis sėkmės studijuodami bet kurią problemą, eidami neteisingu keliu.

Pats metodas ne visiškai lemia gamtos mokslinio tikrovės tyrimo sėkmės: svarbu ne tik geras metodas, bet ir jo taikymo įgūdžiai.

Įvairūs gamtos mokslų šakų metodai: fizika, chemija, biologija ir kt. yra ypatingi bendrojo dialektinio pažinimo metodo atžvilgiu. Kiekviena gamtos mokslų šaka, turėdama savo studijų dalyką ir savo teorinius principus, taiko savo specialius metodus, kylančius iš vienokio ar kitokio savo objekto esmės supratimo. Specialūs metodai, naudojami, pavyzdžiui, archeologijoje ar geografijoje, dažniausiai neperžengia šių mokslų ribų, tuo pačiu fiziniai ir cheminiai metodai taikomi ne tik fizikoje ir chemijoje, bet ir astronomijoje, biologijoje, archeologijoje. Bet kurios mokslo šakos metodo taikymas kitose jos šakose vykdomas dėl to, kad jų objektai paklūsta šio mokslo dėsniams. Pavyzdžiui, fiziniai ir cheminiai metodai biologijoje naudojami remiantis tuo, kad biologinių tyrimų objektai vienaip ar kitaip apima fizikines ir chemines medžiagų judėjimo formas.

Palyginimas, analizė ir sintezė

Net senovės mąstytojai ginčijosi: palyginimas yra žinių motina. Žmonės tai taikliai išreiškė patarlėje: „Jei nepažinsi sielvarto, nepažinsi ir džiaugsmo“. Nežinai, kas yra gerai, nežinant, kas bloga, negali suprasti mažo be didelio ir tt Viskas išmokstama lyginant.

Norėdami sužinoti, kas yra objektas, pirmiausia turite išsiaiškinti, kuo jis panašus į kitus objektus ir kuo nuo jų skiriasi. Pavyzdžiui, norint nustatyti kūno masę, reikia palyginti ją su kito kūno mase, paimta kaip etaloninis, t.y., kaip pavyzdinis matas. Šis palyginimo procesas atliekamas sveriant ant svarstyklių.

Palyginimas yra panašumų ir skirtumų tarp objektų nustatymas. Palyginimas yra daugelio gamtos mokslų matavimų, kurie yra neatsiejama bet kurio eksperimento dalis, pagrindas.

Lygindamas objektus vienas su kitu, žmogus įgyja galimybę teisingai juos pažinti ir taip teisingai naršyti jį supantį pasaulį bei kryptingai jį paveikti. Lyginimas, būdamas būtinas pažinimo metodas, vaidina svarbų vaidmenį žmogaus praktinėje veikloje ir gamtos moksliniuose tyrimuose, kai lyginami tikrai vienarūšiai ir savo esme panašūs objektai. Lyginti, kaip sakoma, svarus su aršinais nėra prasmės.

Lyginimas, kaip labai bendras pažinimo metodas, įvairiose gamtos mokslų šakose dažnai pasirodo kaip lyginamasis metodas.

Gamtos mokslo žinių procesas vykdomas taip, kad pirmiausia stebime bendrą tiriamo objekto vaizdą, kuriame detalės lieka šešėlyje. Su tokiu stebėjimu neįmanoma žinoti vidinės objekto struktūros. Norėdami jį ištirti, turime išardyti tiriamus objektus. Analizė yra psichinis arba realus objekto suskaidymas į jo sudedamąsias dalis. Būdama būtinas pažinimo metodas, analizė taip pat yra vienas iš pažinimo proceso elementų.

Neįmanoma pažinti daikto esmės tik suskaidžius jį į elementus, iš kurių jis susideda: chemikas, pasak Hegelio, įdeda į savo repliką mėsą, paveda ją įvairioms operacijoms ir tada sako: Aš sužinojau, kad jis susideda iš deguonies, anglies, vandenilio ir tt ir tt Bet šie dalykai nebevalgo mėsos. Kiekviena gamtos mokslų šaka turi tarsi savo objekto padalijimo ribą, už kurios stebimas kitas savybių ir modelių pasaulis.

Kai detalės pakankamai ištirtos per analizę, prasideda kitas pažinimo etapas – sintezė – sujungimas į vientisą analizės išskaidytų elementų visumą.

Analizė daugiausia fiksuoja tai, kas yra specifinė, kas išskiria dalis viena nuo kitos. Sintezė atskleidžia tą bendrumą, kuris sujungia dalis į vientisą visumą.

Asmuo suskaido objektą į jo sudedamąsias dalis, kad pirmiausia atrastų pačias dalis, išsiaiškintų, iš ko susideda visuma, o paskui mano, kad jis susideda iš dalių, kurių kiekviena jau buvo išnagrinėta atskirai. Analizė ir sintezė yra viena su kita dialektinėje vienybėje: kiekviename judesyje mūsų mąstymas yra tiek analitinis, tiek sintetinis.

Analizė ir sintezė kyla iš praktinės žmogaus veiklos, jo kūryboje. Žmogus išmoko mintyse analizuoti ir sintetinti tik praktinio daiktų pjaustymo, pjaustymo, šlifavimo, sujungimo, komponavimo pagrindu gaminant įrankius, drabužius, būstą ir pan. Tik palaipsniui suvokdamas, kas atsitinka su daiktu, atliekant praktinius veiksmus su tai žmogus išmoko mintyse analizuoti ir sintetinti. Analizė ir sintezė yra pagrindiniai mąstymo metodai: atskyrimo ir susiejimo, naikinimo ir kūrimo, skilimo ir sujungimo procesai: kūnai atstumia ir traukia; cheminiai elementai liečiasi ir yra atskiriami; gyvame organizme nuolat vyksta asimiliacijos ir disimiliacijos procesai; gamyboje kažkas išardoma, kad būtų sukurtas visuomenei reikalingas darbo produktas.

Abstrakcija, idealizavimas ir apibendrinimas

Kiekvienas tiriamas objektas pasižymi daugybe savybių ir yra susietas daugybe gijų su kitais objektais. Gamtos mokslų žinių procese iškyla poreikis sutelkti dėmesį į vieną tiriamo objekto aspektą ar savybę ir atitraukti dėmesį nuo daugelio kitų jo savybių ar savybių.

Abstrakcija yra psichinė abstrakcinio objekto izoliacija nuo jo ryšių su kitais objektais, tam tikra objekto savybė, abstrakcija nuo kitų jo savybių, bet koks santykis tarp objektų abstrakcijoje nuo pačių objektų. Iš pradžių abstrakcija buvo išreikšta kai kurių objektų atranka rankomis, akimis ir įrankiais bei abstrakcija nuo kitų. Tai liudija paties žodžio „abstraktus“ kilmė - iš lotyniško veiksmažodžio „tagere“ (tempti) ir priešdėlio „ab“ (į šoną). O rusiškas žodis „abstraktus“ kilęs iš veiksmažodžio „voloch“ (tempti).

Abstrakcija yra būtina sąlyga bet kokiam mokslui ir apskritai žmogaus žinioms atsirasti ir vystytis. Klausimas, kas objektyvioje tikrovėje išryškinama abstrahuojančiu mąstymo darbu, o nuo ko mąstymas atitraukiamas, kiekvienu konkrečiu atveju sprendžiamas tiesiogiai priklausomai nuo tiriamo objekto pobūdžio ir tyrėjui keliamų užduočių. Pavyzdžiui, matematikoje daugelis problemų išsprendžiamos naudojant lygtis, neatsižvelgiant į konkrečius už jų slypinčius dalykus. Skaičiams nesvarbu, kas už jų slypi: žmonės ar gyvūnai, augalai ar mineralai. Tai yra didžiulė matematikos galia, o kartu ir jos apribojimai.

Mechanikai, tiriančiai kūnų judėjimą erdvėje, fizinės ir kinetinės kūnų savybės, išskyrus masę, yra abejingos. I. Kepleriui nerūpėjo nei rausva Marso spalva, nei Saulės temperatūra, kad nustatytų planetų sukimosi dėsnius. Kai Louis de Broglie ieškojo ryšio tarp elektrono kaip dalelės ir kaip bangos savybių, jis turėjo teisę nesidomėti jokiomis kitomis šios dalelės savybėmis.

Abstrakcija – tai minties judėjimas gilyn į temą, išryškinant esminius jo elementus. Pavyzdžiui, tam, kad tam tikra objekto savybė būtų laikoma chemine, būtinas išsiblaškymas, abstrakcija. Tiesą sakant, cheminės medžiagos savybės neapima jos formos pakeitimo, todėl chemikas tiria varį, atitraukdamas dėmesį nuo to, kas iš jo pagaminta.

Gyvame loginio mąstymo audinyje abstrakcijos leidžia atkurti gilesnį ir tikslesnį pasaulio vaizdą, nei galima padaryti suvokimo pagalba.

Svarbus gamtos mokslo pasaulio pažinimo metodas yra idealizavimas kaip specifinė abstrakcijos rūšis. Idealizavimas – tai abstrakčių objektų, kurie neegzistuoja ir nėra realizuojami tikrovėje, bet kurių prototipai yra realiame pasaulyje, formavimas. Idealizavimas yra sąvokų formavimo procesas, kurio tikruosius prototipus galima nurodyti tik skirtingais aproksimacijos laipsniais. Idealizuojamų sąvokų pavyzdžiai: „taškas“, t.y. objektas, neturintis nei ilgio, nei aukščio, nei pločio; „tiesi linija“, „apskritimas“, „taškinis elektros krūvis“, „idealios dujos“, „absoliutus juodas kūnas“ ir kt.

Įvadas į natūralų mokslinį idealizuotų objektų tyrimo procesą leidžia sudaryti abstrakčias realių procesų diagramas, reikalingas gilesniam įsiskverbimui į jų atsiradimo modelius.

Svarbus gamtos mokslų žinių uždavinys yra apibendrinimas – psichikos perėjimo nuo individualaus prie bendro, nuo mažiau bendro prie bendresnio, procesas.

Pavyzdžiui, mentalinis perėjimas nuo „trikampio“ sąvokos prie „daugiakampio“, nuo „mechaninės materijos judėjimo formos“ sąvokos prie „medžiagos judėjimo formos“ sąvokos, nuo sprendimo „tai metalas yra laidus elektrai“ į nuosprendį „visi metalai yra laidūs elektrai“, nuo sprendimo „mechaninė energijos forma virsta šiluma“ iki sprendimo „kiekviena energijos forma virsta kita energijos forma“ ir kt.

Psichinis perėjimas nuo bendresnio prie mažiau bendro yra ribojimo procesas. Apibendrinimo ir ribojimo procesai yra neatsiejamai susiję. Be apibendrinimo nėra teorijos. Teorija sukurta tam, kad būtų galima pritaikyti praktikoje sprendžiant konkrečias problemas. Pavyzdžiui, norint išmatuoti objektus ir sukurti technines struktūras, visada būtinas perėjimas nuo bendresnio prie mažiau bendro ir individualaus, t.y., visada būtinas ribojimo procesas.

Abstraktus ir konkretus

Gamtos mokslo pažinimo procesas vykdomas dviem tarpusavyje susijusiais būdais: kylant nuo konkretaus, duoto suvokime ir reprezentacijoje, iki abstrakcijų ir kylant nuo abstraktaus prie konkretaus. Pirmuoju keliu vizualinis vaizdavimas „išgaruoja“ iki abstrakcijos lygio, antrajame kelyje mintis vėl pereina prie konkrečių žinių, bet prie gausaus daugybės apibrėžimų. Abstraktus suprantamas kaip vienpusis, neišsamus objekto atspindys sąmonėje. Konkrečios žinios yra tikrojo santykio tarp objekto elementų atspindys visumos sistemoje, svarstymas iš visų pusių, vystantis, su visais jam būdingais prieštaravimais.

Betonas yra mokslinių tyrimų rezultatas, objektyvios tikrovės atspindys sąvokų ir kategorijų sistemoje, teoriškai prasminga įvairovės vienybė tyrimo objekte. Objekto kaip visumos teorinio pažinimo metodas yra pakilimas nuo abstraktaus prie konkretaus.

Analogija

Pačioje faktų supratimo prigimtyje slypi analogija, jungianti nežinomybės gijas su žinomumu. Nauja lengviau suvokiama ir suprantama per seno, žinomo vaizdinius ir sąvokas. Analogija yra tikėtina, tikėtina išvada apie dviejų objektų panašumą pagal tam tikras charakteristikas, remiantis jų nustatytu panašumu kitomis savybėmis. Išvada yra tokia, kad kuo labiau tikėtina, tuo panašesnių bruožų turi lyginami objektai ir tuo šios savybės yra reikšmingesnės. Nepaisant to, kad analogijos pateikia tik tikėtinas išvadas, jos vaidina didžiulį vaidmenį žinioje, nes lemia hipotezių – mokslinių spėjimų ir prielaidų – formavimąsi, kurios tolesniame tyrimo ir įrodymų etape gali virsti mokslinėmis teorijomis. Analogija su tuo, ką žinome, padeda suprasti tai, kas nežinoma. Analogija su paprastu padeda suprasti sudėtingesnę. Taigi, pagal analogiją su dirbtine geriausių veislių naminių gyvūnų atranka, Charlesas Darwinas atrado natūralios atrankos dėsnį gyvūnų ir augalų pasaulyje. Analogija su skysčio srautu vamzdyje suvaidino svarbų vaidmenį elektros srovės teorijos atsiradime. Analogijos su gyvūnų ir žmonių raumenų, smegenų ir jutimo organų veikimo mechanizmu paskatino išrasti daugybę techninių struktūrų: ekskavatorių, robotų, loginių mašinų ir kt.

Analogija kaip metodas dažniausiai naudojama panašumo teorijoje, kuria grindžiamas modeliavimas.

Modeliavimas

Šiuolaikiniame moksle ir technikoje vis labiau plinta modeliavimo metodas, kurio esmė – atgaminti žinių objekto savybes ant specialiai sukurto jo analogo – modelio. Jei modelio fizinė prigimtis yra tokia pati kaip ir originalas, mes kalbame apie fizinį modeliavimą. Modelis gali būti sudarytas pagal matematinio modeliavimo principą, jei jis turi skirtingą pobūdį, tačiau jo veikimas apibūdinamas lygčių sistema, identiška tai, kuri apibūdina tiriamą originalą.

Modeliavimas yra plačiai naudojamas, nes leidžia tirti originalui būdingus procesus, kai paties originalo nėra ir tokiomis sąlygomis, kurios nereikalauja jo buvimo. To dažnai reikia dėl nepatogumų tiriant patį objektą ir dėl kitų priežasčių: didelės kainos, neprieinamumo, pristatymo sunkumų, platybės ir kt.

Modelio vertė slypi tame, kad jį daug lengviau pagaminti, lengviau atlikti eksperimentus nei su originalu ir pan.

Pastaruoju metu aktyviai kuriami elektroniniai imitaciniai prietaisai, kuriuose, naudojant elektroninius procesus, pagal tam tikrą programą atkuriamas realus procesas. Modeliavimo principas sudaro kibernetikos pagrindą. Modeliavimas naudojamas skaičiuojant balistinių raketų trajektorijas, tiriant mašinų ir ištisų įmonių darbo režimus, paskirstant materialinius išteklius ir kt.

Indukcija ir dedukcija

Kaip gamtos mokslų tyrimo metodas, indukcija gali būti apibrėžta kaip bendrosios pozicijos išvedimo iš tam tikrų atskirų faktų stebėjimo procesas.

Paprastai yra du pagrindiniai indukcijos tipai: visiška ir nepilna. Visiška indukcija yra bet kokio bendro sprendimo apie visus tam tikros aibės objektus išvada, pagrįsta kiekvieno tam tikros aibės objekto įvertinimu. Tokios indukcijos taikymo sritis apsiriboja objektais, kurių skaičius yra baigtinis. Praktikoje dažniau naudojama indukcijos forma, kuri apima išvadą apie visus aibės objektus, pagrįstą žiniomis tik apie objektų dalį. Tokios nepilnos indukcijos išvados dažnai yra tikimybinio pobūdžio. Nepilna indukcija, pagrįsta eksperimentiniais tyrimais ir apimanti teorinį pagrindimą, gali padaryti patikimą išvadą. Tai vadinama moksline indukcija. Anot garsaus prancūzų fiziko Louis de Broglie, indukcija, kadangi ji siekia perstumti jau egzistuojančias mąstymo ribas, yra tikrasis tikrosios mokslo pažangos šaltinis. Didžiuosius atradimus ir mokslinės minties šuolius į priekį galiausiai sukuria indukcija – rizikingas, bet svarbus kūrybinis metodas.

Dedukcija yra analitinio samprotavimo procesas nuo bendro iki konkretaus ar mažiau bendro. Dedukcijos pradžia (prielaidos) yra aksiomos, postulatai ar tiesiog hipotezės, turinčios bendrų teiginių pobūdį, o pabaiga – prielaidų, teoremų pasekmės. Jei dedukcijos prielaidos yra teisingos, tada jos pasekmės yra teisingos. Išskaičiavimas yra pagrindinė įrodinėjimo priemonė. Dedukcijos naudojimas leidžia iš akivaizdžių tiesų gauti žinių, kurių mūsų protas nebegali betarpiškai aiškiai suvokti, bet kurios dėl paties jos gavimo būdo atrodo visiškai pagrįstos ir dėl to patikimos. Išskaitymas, atliktas pagal griežtas taisykles, negali sukelti klaidų.

Gamtos mokslo metodai remiasi jo empirinės ir teorinės pusės vienove. Jie yra tarpusavyje susiję ir sąlygoja vienas kitą. Jų plyšimas arba pirmenybinis vieno vystymas kito sąskaita uždaro kelią į teisingą gamtos pažinimą – teorija tampa beprasmiška, patirtis tampa akla.

Gamtos mokslų metodus galima suskirstyti į šias grupes:

1. Bendrieji metodai, susiję su bet kuriuo dalyku, bet kokiu mokslu. Tai įvairios metodo formos, leidžiančios sujungti visus pažinimo proceso aspektus, visus jo etapus, pavyzdžiui, pakilimo nuo abstraktaus prie konkretaus metodą, loginio ir istorinio vienovę. Tai veikiau bendrieji filosofiniai pažinimo metodai.
2. Specialūs metodai taikomi tik vienai tiriamo dalyko pusei arba konkrečiam tyrimo metodui:

analizė, sintezė, indukcija, dedukcija. Specialūs metodai taip pat apima stebėjimą, matavimą, palyginimą ir eksperimentą.

Gamtos moksle ypatingiems mokslo metodams teikiama itin didelė reikšmė, todėl mūsų kurso rėmuose būtina išsamiau apsvarstyti jų esmę.

Stebėjimas – tai kryptingas, griežtas tikrovės objektų, kurių nereikėtų keisti, suvokimo procesas. Istoriškai stebėjimo metodas vystosi kaip neatsiejama darbo operacijos dalis, kuri apima darbo produkto atitikties suplanuotam modeliui nustatymą.

Stebėjimas kaip tikrovės supratimo metodas naudojamas ten, kur eksperimentas neįmanomas arba labai sunkus (astronomijoje, vulkanologijoje, hidrologijoje), arba ten, kur tiriamas natūralų objekto funkcionavimą ar elgseną (etologijoje, socialinėje psichologijoje ir kt.). ). Stebėjimas kaip metodas suponuoja tyrimo programos, suformuotos remiantis praeities įsitikinimais, nustatytais faktais ir priimtomis koncepcijomis, egzistavimą. Ypatingi stebėjimo metodo atvejai yra matavimas ir palyginimas.

Eksperimentas – tai pažinimo metodas, kuriuo tikrovės reiškiniai tiriami kontroliuojamomis ir kontroliuojamomis sąlygomis. Nuo stebėjimo jis skiriasi įsikišimu į tiriamą objektą, ty veikla, susijusia su juo. Atlikdamas eksperimentą tyrėjas neapsiriboja pasyviu reiškinių stebėjimu, o sąmoningai įsikiša į natūralią jų atsiradimo eigą, tiesiogiai darydamas įtaką tiriamam procesui arba keisdamas sąlygas, kuriomis šis procesas vyksta.

Eksperimento specifika taip pat slypi tame, kad normaliomis sąlygomis gamtoje vykstantys procesai yra itin sudėtingi ir sudėtingi ir negali būti visiškai kontroliuojami ir kontroliuojami. Todėl iškyla užduotis organizuoti tyrimą, kuriame būtų galima „gryna“ forma atsekti proceso eigą. Šiuo tikslu eksperimentas atskiria esminius veiksnius nuo nesvarbių ir taip žymiai supaprastina situaciją. Dėl to toks supaprastinimas prisideda prie gilesnio reiškinių supratimo ir sukuria galimybę kontroliuoti kelis veiksnius ir kiekius, kurie yra būtini tam tikram procesui.

Gamtos mokslų raida iškelia stebėjimo ir eksperimento griežtumo problemą. Faktas yra tas, kad jiems reikia specialių įrankių ir prietaisų, kurie pastaruoju metu tapo tokie sudėtingi, kad jie patys pradeda daryti įtaką stebėjimo ir eksperimento objektui, o tai, atsižvelgiant į sąlygas, neturėtų būti. Visų pirma tai taikoma mikropasaulio fizikos (kvantinės mechanikos, kvantinės elektrodinamikos ir kt.) tyrimams.

Analogija yra pažinimo metodas, kai nagrinėjant bet kurį objektą gautos žinios perduodamos kitam, mažiau tyrinėtam ir šiuo metu tiriamam. Analogijos metodas pagrįstas objektų panašumu pagal daugybę savybių, leidžiančių gauti visiškai patikimų žinių apie tiriamą dalyką.

Analogijos metodo naudojimas mokslinėse žiniose reikalauja tam tikro atsargumo. Čia nepaprastai svarbu aiškiai nustatyti sąlygas, kuriomis jis veikia efektyviausiai. Tačiau tais atvejais, kai įmanoma sukurti aiškiai suformuluotų taisyklių sistemą žinių perkėlimui iš modelio į prototipą, rezultatai ir išvados taikant analogijos metodą įgyja įrodomąją galią.

Modeliavimas yra mokslinių žinių metodas, pagrįstas bet kokių objektų tyrimu per jų modelius. Šio metodo atsiradimą lemia tai, kad kartais tiriamas objektas ar reiškinys pasirodo esąs neprieinamas tiesioginiam pažįstančio subjekto įsikišimui arba toks įsikišimas yra netinkamas dėl daugelio priežasčių. Modeliavimas apima tyrimo veiklos perkėlimą į kitą objektą, veikiantį kaip mus dominančio objekto ar reiškinio pakaitalas. Pakaitinis objektas vadinamas modeliu, o tyrimo objektas – originalu arba prototipu. Šiuo atveju modelis veikia kaip prototipo pakaitalas, leidžiantis įgyti tam tikrų žinių apie pastarąjį.

Taigi modeliavimo, kaip pažinimo metodo, esmė – tyrimo objektą pakeisti modeliu, o modeliu galima naudoti tiek natūralios, tiek dirbtinės kilmės objektus. Galimybė modeliuoti yra pagrįsta tuo, kad modelis tam tikru atžvilgiu atspindi tam tikrą prototipo aspektą. Modeliuojant labai svarbu turėti atitinkamą teoriją ar hipotezę, kuri griežtai nurodytų leistinų supaprastinimų ribas ir ribas.

Pagrindiniai gamtos mokslų elementai yra:

· tvirtai nustatyti faktai;
· modeliai, apibendrinantys faktų grupes;
· teorijos, kaip taisyklė, yra dėsnių sistemos, bendrai apibūdinančios tam tikrą tikrovės fragmentą;
· mokslinius pasaulio paveikslus, piešiančius apibendrintus visos tikrovės vaizdus, kuriuose visos teorijos, leidžiančios abipusį susitarimą, yra sujungtos į savotišką sisteminę vienybę.

Skirtumo tarp teorinio ir empirinio mokslo žinių lygių problema kyla dėl objektyvios tikrovės idealaus atkūrimo metodų ir požiūrių į sisteminių žinių kūrimo skirtumus. Iš čia seka kiti, jau išvestiniai, šių dviejų lygių skirtumai. Visų pirma empirinėms žinioms istoriškai ir logiškai buvo priskirta patirties duomenų rinkimo, kaupimo ir pirminio racionalaus apdorojimo funkcija. Pagrindinė jo užduotis – užfiksuoti faktus. Jų paaiškinimas ir aiškinimas yra teorijos reikalas.

Metodinės programos suvaidino svarbų istorinį vaidmenį. Pirma, jie paskatino daugybę konkrečių mokslinių tyrimų, antra, jie „sukėlė kibirkštį“ tam tikram mokslo žinių struktūros supratimui. Paaiškėjo, kad tai buvo tarsi „dviejų aukštų“. Ir nors teorijos užimtas „viršutinis aukštas“ tarsi pastatytas ant „apatinio“ (empirijos) ir be pastarojo turėtų byrėti, tarp jų kažkodėl nėra tiesioginių ir patogių laiptų. Iš apatinio aukšto į viršutinį galite patekti tik „šuoliu“ tiesiogine ir perkeltine prasme. Tuo pačiu, kad ir kokia svarbi būtų bazė (mūsų žiniomis apatinis empirinis aukštas), pastato likimą lemiantys sprendimai vis tiek priimami viršuje, teorijos srityje.

Šiais laikais standartinis mokslo žinių struktūros modelis atrodo maždaug taip. Žinios prasideda nuo įvairių faktų nustatymo stebint ar eksperimentuojant. Jei tarp šių faktų aptinkamas tam tikras dėsningumas ir pakartojamumas, tai iš esmės galima teigti, kad buvo rastas empirinis dėsnis, pirminis empirinis apibendrinimas. Ir viskas būtų gerai, bet, kaip taisyklė, anksčiau ar vėliau randami faktai, kurie netelpa į atrastą dėsningumą. Čia į pagalbą pasitelkiamas kūrybinis mokslininko intelektas, jo gebėjimas mintyse rekonstruoti žinomą tikrovę, kad iš bendros serijos iškrentantys faktai pagaliau tilptų į tam tikrą vieningą schemą ir nustotų prieštarauti rastam empiriniam modeliui.

Šios naujos schemos nebeįmanoma aptikti stebint, ji turi būti sugalvota, sukurta spekuliatyviai, iš pradžių pateikta teorinės hipotezės forma. Jeigu hipotezė pasiteisina ir pašalina rastą prieštaravimą tarp faktų, o dar geriau – leidžia numatyti naujų, nereikšmingų faktų gavimą, vadinasi, gimė nauja teorija, rastas teorinis dėsnis.

Pavyzdžiui, žinoma, kad Charleso Darwino evoliucijos teorijai ilgą laiką grėsė žlugimas dėl plačiai paplitusios XIX a. idėjos apie paveldimumą. Buvo manoma, kad paveldimų savybių perdavimas vyksta pagal „maišymo“ principą, t.y. tėvų savybės palikuonims perduodamos tam tikra tarpine forma. Jei kryžminkite, tarkime, augalus su baltais ir raudonais žiedais, tada gautas hibridas turėtų būti rausvais žiedais. Daugeliu atvejų tai tiesa. Tai empiriškai nustatytas apibendrinimas, pagrįstas daugeliu visiškai patikimų empirinių faktų.

Bet iš to, beje, išplaukė, kad visos paveldimos charakteristikos kertant turi būti suvidurkintos. Tai reiškia, kad bet koks požymis, net ir pats naudingiausias organizmui, atsirandantis dėl mutacijos (staigus paveldimų struktūrų pasikeitimas), laikui bėgant turi išnykti ir ištirpti populiacijoje. Ir tai savo ruožtu įrodė, kad natūrali atranka neturėtų veikti! Britų inžinierius F. Jenkinas tai įrodė griežtai matematiškai. Šis „Jenkino košmaras“ kankino Charleso Darwino gyvenimą nuo 1867 m., tačiau jis niekada nerado įtikinamo atsakymo. (Nors atsakymas jau buvo rastas. Darvinas apie tai tiesiog nežinojo.)

Faktas yra tas, kad iš tvarkingos empirinių faktų serijos, kuri piešia apskritai įtikinamą paveldimų savybių vidurkio vaizdą, ne mažiau aiškiai užfiksuoti kitos eilės empiriniai faktai buvo nuolat išmušti. Kryžminant augalus su raudonais ir baltais žiedais, nors ir nedažnai, hibridai su grynai baltais arba raudonais žiedais vis tiek pasirodys. Tačiau paveldėjus bruožus, to tiesiog negali atsitikti – sumaišius kavą su pienu, negausite juodo ar balto skysčio! Jei Charlesas Darwinas būtų atkreipęs dėmesį į šį prieštaravimą, jo šlovę tikrai būtų padidinusi genetikos kūrėjo šlovė. Bet jis nekreipė dėmesio. Kaip ir dauguma jo amžininkų, kurie manė, kad šis prieštaravimas yra nereikšmingas. Ir veltui.

Juk tokie „išsikišę“ faktai sugadino visą empirinės taisyklės dėl tarpinio bruožų paveldėjimo prigimties patikimumą. Kad šie faktai tilptų į bendrą vaizdą, prireikė kitos paveldėjimo mechanizmo schemos. Jis nebuvo atskleistas tiesioginiu indukciniu faktų apibendrinimu ir nebuvo suteiktas tiesioginiam stebėjimui. Ją reikėjo „pamatyti protu“, atspėti, įsivaizduoti ir atitinkamai suformuluoti teorinės hipotezės pavidalu.

Šią problemą, kaip žinoma, puikiai išsprendė G. Mendelis. Jo pateiktos hipotezės esmė gali būti išreikšta taip: paveldėjimas yra ne tarpinis, o diskretiškas. Paveldimi bruožai perduodami atskirais vienetais (šiandien juos vadiname genais). Todėl perduodant paveldimus veiksnius iš kartos į kartą, jie yra skaidomi, o ne maišomi. Ši nuostabiai paprasta schema, kuri vėliau išsivystė į nuoseklią teoriją, iš karto paaiškino visus empirinius faktus. Simbolių paveldėjimas vyksta padalijimo režimu, todėl gali atsirasti hibridų su „nemaišomais“ simboliais. O dažniausiai pastebimą „susimaišymą“ lemia tai, kad paprastai ne vienas, o daug genų yra atsakingi už bruožo, kuris „sutepa“ Mendelio skilimą, paveldėjimą. Natūralios atrankos principas buvo išsaugotas, „Jenkin košmaras“ išsisklaidė.

Taigi tradicinis mokslo žinių struktūros modelis numato judėjimą grandinėje: empirinių faktų nustatymas - pirminis empirinis apibendrinimas - faktų, nukrypstančių nuo taisyklės, aptikimas - teorinės hipotezės išradimas su nauja paaiškinimo schema - loginė išvada (dukcija) iš visų stebimų faktų hipotezės, kuri yra jos tiesos patikrinimas. Hipotezės patvirtinimas sudaro teorinį dėsnį. Šis mokslo žinių modelis vadinamas hipotetiniu-dedukciniu. Manoma, kad dauguma šiuolaikinių mokslo žinių yra sukonstruotos tokiu būdu.

Įvadas

Mokslas yra viena iš pagrindinių žmogaus žinių formų. Šiuo metu ji tampa vis reikšmingesnė ir esminė tikrovės dalis. Tačiau mokslas nebūtų produktyvus, jei jame nebūtų tokios išvystytos pažinimo metodų ir principų sistemos. Būtent teisingai parinktas metodas kartu su mokslininko talentu padeda suprasti įvairius reiškinius, išsiaiškinti jų esmę, atrasti dėsnius ir dėsningumus. Metodų yra labai daug, ir jų skaičius nuolat didėja. Šiuo metu yra apie 15 000 mokslų ir kiekvienas iš jų turi savo specifinius tyrimo metodus ir dalyką.

Šio darbo tikslas- apsvarstykite gamtos mokslų pažinimo metodus ir išsiaiškinkite, kas yra gamtos mokslinė tiesa. Siekdamas šio tikslo pabandysiu išsiaiškinti:

1) Kas yra metodas.

2) Kokie pažinimo metodai egzistuoja.

3) Kaip jie grupuojami ir klasifikuojami.

4) Kas yra tiesa.

5) Absoliučios ir santykinės tiesos bruožai.

Gamtos mokslų žinių metodai

Mokslo žinios – tai įvairių problemų, kylančių praktinės veiklos metu, sprendimas. Šiuo atveju iškylančios problemos sprendžiamos naudojant specialią techniką. Ši technikų sistema paprastai vadinama metodu. Metodas yra praktinių ir teorinių tikrovės pažinimo metodų ir operacijų rinkinys.

Kiekvienas mokslas taiko skirtingus metodus, kurie priklauso nuo sprendžiamų problemų pobūdžio. Tačiau mokslinių metodų išskirtinumas slypi tame, kad kiekviename tyrimo procese kinta metodų derinys ir jų struktūra. To dėka atsiranda specialios mokslo žinių formos (pusės), iš kurių svarbiausios yra empirinės ir teorinės.

Empirinė (eksperimentinė) pusė yra faktų ir informacijos rinkinys (faktų nustatymas, jų registravimas, kaupimas), taip pat jų aprašymas (faktų konstatavimas ir pirminis jų sisteminimas).

Teorinė pusė susiję su paaiškinimu, apibendrinimu, naujų teorijų kūrimu, hipotezių iškėlimu, naujų dėsnių atradimu, naujų faktų numatymu šių teorijų rėmuose. Jų pagalba kuriamas mokslinis pasaulio vaizdas ir taip vykdoma ideologinė mokslo funkcija.

Aukščiau aptartos pažinimo priemonės ir metodai kartu yra ir mokslo žinių raidos etapai. Taigi empirinis, eksperimentinis tyrimas suponuoja visą eksperimentinės ir stebėjimo įrangos (prietaisų, įskaitant skaičiavimo prietaisus, matavimo instaliacijas ir prietaisus) sistemą, kurios pagalba nustatomi nauji faktai. Teoriniai tyrimai apima mokslininkų darbą, kurio tikslas - paaiškinti faktus (prielaidas - hipotezių pagalba, patikrintas ir įrodytas - remiantis teorijomis ir mokslo dėsniais), formuoti duomenis apibendrinančias sąvokas. Abu kartu išbando tai, kas žinoma praktiškai.

Gamtos mokslo metodai remiasi jo empirinės ir teorinės pusės vienove. Jie yra tarpusavyje susiję ir papildo vienas kitą. Jų spraga, arba netolygus vystymasis, uždaro kelią į teisingą gamtos pažinimą – teorija tampa beprasmiška, o patirtis akla.

Gamtos mokslų metodus galima suskirstyti į šias grupes:

1. Bendrieji metodai susijusius su bet kokiu dalyku ir bet kokiu mokslu. Tai įvairūs metodai, leidžiantys sujungti visus žinių aspektus, pavyzdžiui, pakilimo nuo abstrakčios prie konkretaus, loginio ir istorinio vienovės metodas. Tai veikiau bendrieji filosofiniai pažinimo metodai.

2. Privatūs metodai - Tai yra specialūs metodai, kurie veikia arba tik tam tikroje mokslo šakoje, arba už šakos, kurioje jie atsirado, ribų. Toks paukščių žiedavimo būdas naudojamas zoologijoje. O kitose gamtos mokslų šakose naudojami fizikos metodai paskatino sukurti astrofiziką, geofiziką, kristalų fiziką ir kt. Vienam dalykui tirti dažnai naudojamas tarpusavyje susijusių konkrečių metodų kompleksas. Pavyzdžiui, molekulinėje biologijoje vienu metu naudojami fizikos, matematikos, chemijos ir kibernetikos metodai.

3. Specialūs metodai susieti tik su viena tiriamo dalyko puse arba tam tikra tyrimo technika: analize, sinteze, indukcija, dedukcija. Specialūs metodai taip pat apima stebėjimą, matavimą, palyginimą ir eksperimentą.

Gamtos moksle specialius metodus mokslui teikiama ypatinga reikšmė. Panagrinėkime jų esmę.

Stebėjimas - Tai kryptingas tikrovės objektų suvokimo procesas be jokio įsikišimo. Istoriškai stebėjimo metodas vystosi kaip neatsiejama darbo operacijos dalis, kuri apima darbo produkto atitikties suplanuotam modeliui nustatymą.

Eksperimentas – pažinimo metodas, kurio pagalba tiriami tikrovės reiškiniai kontroliuojamomis ir kontroliuojamomis sąlygomis. Nuo stebėjimo jis skiriasi įsikišimu į tiriamą objektą. Atlikdamas eksperimentą tyrėjas neapsiriboja pasyviu reiškinių stebėjimu, o sąmoningai įsikiša į natūralią jų atsiradimo eigą, tiesiogiai darydamas įtaką tiriamam procesui arba keisdamas sąlygas, kuriomis šis procesas vyksta.

Analogija – pažinimo metodas, kai nagrinėjant bet kurį vieną objektą gautos žinios perduodamos kitam, mažiau tyrinėtam ir šiuo metu tiriamam. Analogijos metodas pagrįstas objektų panašumu pagal daugybę savybių, leidžiančių gauti visiškai patikimų žinių apie tiriamą dalyką.

Modeliavimas - mokslo žinių metodas, pagrįstas bet kokių objektų tyrimu per jų modelius. Šio metodo atsiradimą lemia tai, kad kartais tiriamas objektas ar reiškinys pasirodo esąs neprieinamas tiesioginiam pažįstančio subjekto įsikišimui arba toks įsikišimas yra netinkamas dėl daugelio priežasčių. Modeliavimas apima tyrimo veiklos perkėlimą į kitą objektą, veikiantį kaip mus dominančio objekto ar reiškinio pakaitalas. Pakaitinis objektas vadinamas modeliu, o tyrimo objektas – originalu arba prototipu. Šiuo atveju modelis veikia kaip prototipo pakaitalas, leidžiantis įgyti tam tikrų žinių apie pastarąjį.

Šiuolaikinis mokslas žino keletą modeliavimo tipų:

1) dalykinis modeliavimas, kurio metu tiriamas modelis, atkuriantis tam tikras geometrines, fizines, dinamines ar funkcines originalaus objekto charakteristikas;

2) simbolinis modeliavimas, kuriame diagramos, brėžiniai ir formulės veikia kaip modeliai. Svarbiausias tokio modeliavimo tipas yra matematinis modeliavimas, sukurtas matematikos ir logikos priemonėmis;

3) mentalinis modeliavimas, kai vietoj ženklų modelių naudojami mentaliniai vizualiniai šių ženklų atvaizdavimai ir operacijos su jais.

Pastaruoju metu plačiai paplito modelio eksperimentas naudojant kompiuterius, kurie yra ir eksperimentinio tyrimo priemonė, ir objektas, pakeičiantis originalą. Šiuo atveju objekto funkcionavimo algoritmas (programa) veikia kaip modelis.

Analizė – mokslo žinių metodas, pagrįstas protinio arba realaus objekto padalijimo į jo sudedamąsias dalis procedūra. Išskaidymo tikslas – perėjimas nuo visumos tyrimo prie jos dalių tyrimo.

Analizė yra organinis bet kurio mokslinio tyrimo komponentas, kuris paprastai yra pirmasis jo etapas, kai tyrėjas pereina nuo nediferencijuoto tiriamo objekto aprašymo prie jo struktūros, sudėties, taip pat savybių ir savybių nustatymo.

Sintezė - Tai mokslo žinių metodas, pagrįstas įvairių dalyko elementų sujungimo į vientisą visumą, sistemą, be kurios neįmanomas tikrai mokslinis šio dalyko pažinimas, procedūra. Sintezė veikia ne kaip visumos konstravimo metodas, o kaip visumos vaizdavimo metodas analizės būdu gautų žinių vienybės pavidalu. Sintezėje vyksta ne tik objekto ypatybių suvienodinimas, bet ir apibendrinimas. Sintezės metu gautos nuostatos įtraukiamos į objekto teoriją, kuri, praturtinta ir išgryninta, nulemia naujų mokslinių tyrimų kelią.

Indukcija - mokslo žinių metodas, kuris yra loginės išvados formulavimas apibendrinant stebėjimo ir eksperimentinius duomenis (konstravimo nuo konkretaus prie bendresnio metodo).

Tiesioginis indukcinės išvados pagrindas yra išvada apie bendras visų objektų savybes, pagrįsta pakankamai įvairių atskirų faktų stebėjimu. Paprastai indukciniai apibendrinimai laikomi empirinėmis tiesomis arba empiriniais dėsniais.

Skiriama visiška ir nepilna indukcija. Visiška indukcija sukuria bendrą išvadą, pagrįstą visų tam tikros klasės objektų ar reiškinių tyrimu. Dėl visiškos indukcijos gauta išvada turi patikimos išvados pobūdį. Nepilnios indukcijos esmė ta, kad ji sukuria bendrą išvadą, pagrįstą riboto skaičiaus faktų stebėjimu, jei tarp pastarųjų nėra tokių, kurie prieštarautų indukcinei išvadai. Todėl natūralu, kad tokiu būdu gauta tiesa yra neišsami, čia gauname tikimybines žinias, kurioms reikia papildomo patvirtinimo.

Atskaita - mokslo žinių metodas, kurį sudaro perėjimas nuo tam tikrų bendrų prielaidų prie konkrečių rezultatų ir pasekmių.

Išvada dedukcija sudaroma pagal šią schemą:

Visi „A“ klasės daiktai turi „B“ savybę; punktas "a" priklauso "A" klasei; Tai reiškia, kad „a“ turi savybę „B“. Apskritai dedukcija kaip pažinimo metodas remiasi jau žinomais dėsniais ir principais. Todėl dedukcijos metodas neleidžia mums gauti prasmingų naujų žinių. Išskaičiavimas yra tik būdas nustatyti konkretų turinį remiantis pradinėmis žiniomis.

Bet kurios mokslinės problemos sprendimas apima įvairių spėlionių, prielaidų, o dažniausiai daugiau ar mažiau pagrįstų hipotezių iškėlimą, kurių pagalba tyrėjas bando paaiškinti faktus, kurie netelpa į senas teorijas. Neaiškiose situacijose kyla hipotezės, kurių paaiškinimas tampa aktualus mokslui. Be to, empirinių žinių lygmenyje (taip pat ir jų paaiškinimo lygmenyje) dažnai būna prieštaringų sprendimų. Norint išspręsti šias problemas, reikia pateikti hipotezes.

Šerlokas Holmsas naudojo panašius tyrimo metodus. Savo tyrimuose jis naudojo ir indukcinius, ir dedukcinius metodus. Taigi indukcinis metodas pagrįstas įrodymų ir pačių nereikšmingiausių faktų identifikavimu, kurie vėliau sudaro vientisą, neatskiriamą vaizdą. Išskaičiavimas statomas tokiu principu: kai jau yra bendras – padaryto nusikaltimo vaizdas – tuomet ieškoma konkretaus – nusikaltėlio, tai yra nuo bendro prie konkretaus.

Hipotezė yra bet kokia prielaida, spėjimas ar prognozė, pateikta siekiant pašalinti neapibrėžtumo situaciją moksliniuose tyrimuose. Todėl hipotezė yra ne patikimos žinios, o tikėtinos žinios, kurių tiesa ar klaidingumas dar nėra nustatytas.

Bet kuri hipotezė turi būti pagrįsta arba gautomis tam tikro mokslo žiniomis, arba naujais faktais (neaiškios žinios hipotezei pagrįsti nenaudojamos). Ji turi turėti savybę paaiškinti visus faktus, susijusius su tam tikra žinių sritimi, juos susisteminti, taip pat faktus už šios srities ribų, nuspėti naujų faktų atsiradimą (pavyzdžiui, M. Plancko kvantinė hipotezė, iškelta 2012 m. pradžios, paskatino sukurti kvantinės mechanikos, kvantinės elektrodinamikos ir kitas teorijas). Be to, hipotezė neturėtų prieštarauti esamiems faktams.

Hipotezė turi būti patvirtinta arba paneigta. Norėdami tai padaryti, jis turi turėti falsifikuojamumo ir patikrinimo savybių. Falsifikacija - procedūra, kuri nustato hipotezės klaidingumą, atlikus eksperimentinį ar teorinį patikrinimą. Hipotezių klastojimo reikalavimas reiškia, kad mokslo dalyku gali būti tik iš esmės falsifikuojamos žinios. Nenuginčijamos žinios (pavyzdžiui, religijos tiesos) neturi nieko bendra su mokslu. Tačiau patys eksperimentiniai rezultatai negali paneigti hipotezės. Tam reikia alternatyvios hipotezės ar teorijos, kuri suteikia tolesnį žinių tobulinimą. Priešingu atveju pirmoji hipotezė neatmetama. Patvirtinimas – hipotezės ar teorijos tiesos nustatymo procesas empiriniu testavimu. Galimas ir netiesioginis patikrinamumas, pagrįstas loginėmis išvadomis iš tiesiogiai patikrintų faktų.

Mokslo žinios kitaip vadinamos moksliniais tyrimais. Mokslas yra ne tik mokslinių tyrimų rezultatas, bet ir pats tyrimas

Mokslinių žinių sudėtingumą lemia žinių lygių, metodų ir formų buvimas jose.

Žinių lygiai:

empirinis
teorinis.

Empirinis tyrimas (iš graikų empeiria – patirtis) yra eksperimentinės žinios. Empiriniam mokslo žinių lygiui būdingas tiesioginis realiai egzistuojančių, juslinių objektų tyrimas. Empiriniu struktūriniu lygmeniužinios yra tiesioginio kontakto su „gyva“ tikrove stebint ir eksperimentuojant rezultatas.

Teoriniai tyrimai(iš graikų teorijos – apsvarstykite, išnagrinėkite) yra loginių teiginių sistema, apimanti matematines formules, diagramas, grafikus ir kt., suformuota siekiant nustatyti gamtos, techninių ir socialinių reiškinių dėsnius. Iki teorinio lygio apima visas tas pažinimo formas ir metodus, kurie užtikrina mokslinės teorijos kūrimą, konstravimą ir plėtrą.

Teoriniu lygmeniu jie griebiasi sąvokų, abstrakcijų, idealizacijų ir mentalinių modelių formavimo, kuria hipotezes ir teorijas, atranda mokslo dėsnius.

Pagrindinės mokslo žinių formos

duomenys,
Problemos,
empiriniai dėsniai
hipotezes,
teorijos.

Jų prasmė – bet kurio objekto tyrinėjimo ir tyrimo eigoje atskleisti pažinimo proceso dinamiką.

Tai yra, iš tikrųjų pažinimas vyksta trimis etapais:

1) mokslinių faktų paieška, kaupimas tiriamų reiškinių diapazone;

2) suvokti sukauptą informaciją, išsakyti mokslines hipotezes, kurti teoriją;

3) eksperimentinis teorijos patikrinimas, anksčiau nežinomų teorijos numatytų ir jos pagrįstumą patvirtinančių reiškinių stebėjimai.

Empiriniu lygmeniu, stebėdamas ir eksperimentuodamas, tiriamasis gauna mokslo žinių pirmiausia empirinių faktų pavidalu.

Faktas - patikimos žinios, teigiančios, kad įvyko tam tikras įvykis, aptiktas tam tikras reiškinys ir pan., bet nepaaiškina, kodėl taip atsitiko (fakto pavyzdys: laisvai krintančio kūno pagreitis yra 9,81 m/s²)

Problema atsiranda tada, kai naujai atrastų faktų negalima paaiškinti ir suprasti naudojant senas teorijas

Empirinė teisė(stabilus, pasikartojantis reiškinys)- faktų apibendrinimo, grupavimo, sisteminimo rezultatas.

Pavyzdys: visi metalai gerai praleidžia elektrą;

Remiantis empiriniais apibendrinimais, susidaro hipotezė.

Hipotezė - tai prielaida, leidžianti paaiškinti ir kiekybiškai apibūdinti stebimą reiškinį . Hipotezė reiškia teorinį žinių lygį .

Jei hipotezė pasitvirtina, ji pasisuka nuo tikimybinių žinių prie patikimų žinių, t.y. . į teoriją.

Teorijos kūrimas yra aukščiausias ir galutinis fundamentinio mokslo tikslas

teorija atstovauja tikrų, jau patikrintų, patvirtintų žinių apie reiškinių esmę sistema, aukščiausia mokslo žinių forma.

Svarbiausios teorijos funkcijos: paaiškinimas ir numatymas.

Eksperimentas yra hipotezių ir mokslinių teorijų teisingumo kriterijus.

Mokslinių žinių metodai.

Mokslinis metodas vaidina svarbų vaidmenį mokslinėse žiniose.

Pirmiausia pažiūrėkime, kas yra metodas apskritai.

Metodas (graikiškai - „būdas“, „būdas“)

Plačiausia to žodžio prasme metodas suprantamas kaip kelias, būdas pasiekti tikslą.

Metodas – tai praktinio ir teorinio tikrovės įvaldymo forma, pagrįsta tiriamo objekto elgesio modeliais.

Bet kokia veiklos forma remiasi tam tikrais metodais, kurių pasirinkimas labai nulemia jos rezultatą. Metodas optimizuoja žmogaus veiklą, suteikia žmogui racionaliausius veiklos organizavimo būdus.

Mokslinis metodas- tai pažinimo priemonių (prietaisų, įrankių, technikų, operacijų ir kt.) organizavimas mokslinei tiesai pasiekti.

Metodų klasifikacija pagal žinių lygius:

Empirinis pažinimo lygis apima metodus: stebėjimas, eksperimentas, dalyko modeliavimas, matavimas, gautų rezultatų aprašymas, palyginimas ir kt.

Stebėjimas yra juslinis daiktų ir reiškinių atspindys, kurio metu žmogus gauna pirminę informaciją apie jį supantį pasaulį. Stebėjimo metu svarbiausia nekeisti tiriamos tikrovės tyrimo metu. .

Stebėjimas suponuoja konkretaus tyrimo plano egzistavimą, prielaidą, kuri yra analizuojama ir patikrinama. Stebėjimo rezultatai įrašomi į aprašą, pažymint tuos tiriamo objekto požymius ir savybes, kurie yra tyrimo objektas. Aprašymas turi būti kuo išsamesnis, tikslesnis ir objektyvesnis. Jų pagrindu kuriami empiriniai apibendrinimai, sisteminimas ir klasifikavimas.

Eksperimentuokite– tikslinga ir griežtai kontroliuojama tyrėjo įtaka dominančiam objektui ar reiškiniui tirti įvairius jo aspektus, ryšius ir ryšius. Šiuo atveju objektas ar reiškinys patalpinami į ypatingas, specifines ir kintamas sąlygas. Eksperimento specifika taip pat yra ta, kad jis leidžia pamatyti objektą ar procesą gryna forma

Teorinis pažinimo lygis apima metodus: formalizavimas, abstrakcija, idealizavimas, aksiomatizavimas, hipotetinis dedukcinis ir kt.

Metodų klasifikacija pagal naudojimo sritį:

1. Universalus - taikymas visuose žmogaus veiklos sektoriuose

metafizinis
dialektinis

2. bendrieji moksliniai- taikymas visose mokslo srityse:

Indukcija – samprotavimo būdas arba žinių gavimo būdas, kai apibendrinus konkrečias nuorodas daroma bendra išvada (Francis Bacon).

· Atskaita - išvedžiojimo forma iš bendro į konkretų ir individualų (Rene Descartes).

· Analizė- mokslo žinių metodas, pagrįstas protinio ar realaus objekto padalijimo į sudedamąsias dalis ir atskiru jų tyrimu.

· Sintezė- mokslo žinių metodas, pagrįstas analizės metu nustatytų elementų deriniu.

· Palyginimas- mokslo žinių metodas, leidžiantis nustatyti tiriamų objektų panašumus ir skirtumus

· klasifikacija- mokslo žinių metodas, sujungiantis į vieną klasę objektus, kurie esminėmis savybėmis yra kuo panašesni vienas į kitą.

· Analogija- pažinimo metodas, kuriame panašumo buvimas, netapačių objektų savybių sutapimas leidžia daryti prielaidą apie jų panašumą kitose savybėse.

· Abstrakcija– mąstymo metodas, kurio tikslas – abstrahuotis nuo nesvarbių, nereikšmingų pažinimo subjektui tiriamojo objekto savybių ir santykių, kartu išryškinant tas jo savybes, kurios tyrimo kontekste atrodo svarbios ir reikšmingos.

· Modeliavimas– metodas, kaip tiriamą objektą pakeisti kažkuo panašiu į jį daugeliu tyrėją dominančių savybių ir savybių. Šiuolaikiniuose tyrimuose naudojami įvairūs modeliavimo tipai: dalykinis, mentalinis, simbolinis, kompiuterinis.

3. Specifiniai moksliniai metodai - taikymas tam tikrose mokslo šakose.

Dėl mokslinių žinių metodų įvairovės sunku juos taikyti ir suprasti jų vaidmenį. Šias problemas sprendžia speciali žinių sritis – metodika.

Metodika- metodų doktrina. Jo tikslai – ištirti pažinimo metodų kilmę, esmę, efektyvumą ir kitas ypatybes.

Mokslo žinių metodika - konstravimo principų, mokslinės ir pažintinės veiklos formų ir metodų doktriną.

Jis apibūdina mokslinio tyrimo komponentus - jo objektą, analizės dalyką, tyrimo užduotį (arba problemą), tyrimo priemonių rinkinį, reikalingą tokio tipo problemai išspręsti, taip pat formuoja veiksmų sekos idėją. tyrėjo problemos sprendimo procese.

Evoliuciniai ir revoliuciniai gamtos mokslo raidos laikotarpiai. Mokslinės revoliucijos apibrėžimas, etapai ir rūšys.

Gamtos mokslo raida nėra vien monotoniškas kiekybinio žinių apie supantį gamtos pasaulį kaupimo procesas (evoliucijos etapas).

Mokslo raidoje vyksta lūžiai (mokslo revoliucijos), kurie kardinaliai pakeičia ankstesnę pasaulio viziją.

Pati „revoliucijos“ sąvoka rodo radikalų esamų idėjų apie gamtą pasikeitimą; krizinių situacijų atsiradimas aiškinantis faktus.

Mokslo revoliucija yra natūralus ir periodiškai pasikartojantis istorijoje kokybinio perėjimo nuo vieno pažinimo būdo prie kito procesas, atspindintis gilesnius gamtos ryšius ir ryšius.

Mokslo revoliucijos gali išplėsti savo reikšmę toli už konkrečios srities, kurioje jos įvyko.

Išskirti bendrosios mokslo ir specifinės mokslo revoliucijos.

Bendrieji moksliniai: N. Koperniko heliocentrinė pasaulio sistema, Niutono klasikinė mechanika, Darvino evoliucijos teorija, kvantinės mechanikos atsiradimas ir kt.

Privatūs moksliniai: mikroskopo atsiradimas biologijoje, teleskopo – astronomijoje.

Mokslo revoliucija turi savo struktūrą ir pagrindinius vystymosi etapus.

betarpiškų prielaidų (empirinių, teorinių, vertybinių) formavimas naujam pažinimo būdui senojo gelmėse.
tiesioginis naujo pažinimo būdo vystymas.
kokybiškai naujo pažinimo būdo patvirtinimas .

Mokslinis pasaulio vaizdas (nkm) - viena iš pagrindinių gamtos mokslų sąvokų.

Jo esmė mokslinis pasaulio vaizdas - tai ypatinga žinių sisteminimo, kokybinio apibendrinimo ir įvairių mokslinių teorijų ideologinės sintezės forma.. Tai holistinė idėjų apie bendras gamtos savybes ir modelius sistema.

Mokslinis pasaulio paveikslas apima svarbiausius mokslo pasiekimus, kurie sukuria tam tikrą supratimą apie pasaulį ir žmogaus vietą jame.

Pagrindiniai klausimai, į kuriuos atsako mokslinis pasaulio vaizdas:

Apie materiją

Apie judėjimą

Apie sąveiką

Apie erdvę ir laiką

Apie priežastinį ryšį, reguliarumą ir atsitiktinumą

Apie kosmologiją (bendrą pasaulio sandarą ir kilmę

Būdama vientisa idėjų apie bendras objektyvaus pasaulio savybes ir modelius sistema, mokslinis pasaulio vaizdas egzistuoja kaip sudėtinga struktūra, kurios sudedamosios dalys apima bendrą mokslinį pasaulio vaizdą, gamtos mokslų pasaulio vaizdą ir atskirų mokslų (fizinių, biologinių, geologinių ir kt.) pasaulio paveikslai.

Šiuolaikinio mokslinio pasaulio vaizdo pagrindas yra pagrindinės žinios, gautos pirmiausia fizikos srityje. Tačiau paskutiniais praėjusio amžiaus dešimtmečiais vis labiau įsigalėjo nuomonė, kad šiuolaikiniame moksliniame pasaulio paveiksle biologija užima pirmaujančią vietą. Biologijos idėjos pamažu įgauna universalų pobūdį ir tampa pamatiniais kitų mokslų principais. Visų pirma, šiuolaikiniame moksle tokia universali idėja yra vystymosi idėja, kurios įsiskverbimas į kosmologiją, fiziką, chemiją, antropologiją, sociologiją ir kt. lėmė reikšmingą žmonių požiūrio į pasaulį pasikeitimą.

ISTORIJOS GAMTOS PAŽINIMO ETAPAI

Pasak mokslo istorikų, yra 4 gamtos mokslo raidos etapai:

1. Gamtos filosofija (ikiklasikinė) – VI a. pr. Kr. – II a

2. analitinė (klasikinė) – 16-19 a.)

3. sintetinis (neklasikinis) – XIX a. pabaiga - XX a

4. integralas – diferencialas (post-neklasikinis) – 20 amžiaus pabaiga – 21 amžiaus pradžia.

Primityviajame amžiuje buvo kaupiamos spontaniškos empirinės žinios apie gamtą.

Šios eros žmogaus sąmonė buvo dviejų lygių:

· įprastų kasdienių žinių lygis;

· mitų kūrimo lygis kaip kasdieninių žinių sisteminimo forma .

Pirmojo mokslinio pasaulio paveikslo formavimas vyksta senovės graikų kultūroje - natūraliame filosofiniame pasaulio paveiksle.

Svarbiausi Renesanso atradimai yra šie: eksperimentinis planetų judėjimo dėsnių tyrimas, N. Koperniko sukurta heliocentrinė pasaulio sistema, krintančių kūnų dėsnių, inercijos dėsnių ir Galilėjaus reliatyvumo principo tyrimas.

XVII amžiaus antroji pusė- mechanikos dėsniai ir Niutono visuotinės gravitacijos dėsniai.

Mokslinių žinių idealas XVII–XIX amžiuje buvo mechanika.

XVII–XVIII a. matematikoje plėtojama be galo mažų dydžių teorija (Newton, Leibniz), R. Dekartas kuria analitinę geometriją, M.V. Lomonosovas – molekulinė kinetinė teorija. Kant-Laplace'o kosmogoninė teorija įgauna platų populiarumą, kuri prisideda prie vystymosi idėjos įvedimo į gamtos, o vėliau į socialinius mokslus.

Iki XVIII – XIX amžių sandūros. iš dalies buvo išaiškinta elektros prigimtis (Kulono dėsnis).

XVIII pabaigoje – XIX amžiaus pirmoje pusėje. geologijoje kyla Žemės vystymosi teorija (C. Lyell), biologijoje – evoliucijos teorija Zh.B. Lamarko, vystosi tokie mokslai kaip paleontologija (J. Cuvier) ir embriologija (K.M. Baro).

XIX amžiuje. buvo sukurta Schwann ir Schleiden ląstelių teorija, Darvino evoliucinė doktrina ir periodinė elementų lentelė, kurią sukūrė D.I. Mendelejevas, Maksvelo elektromagnetinė teorija.

Išskirtiniai eksperimentiniai fizikos atradimai XIX amžiaus pabaigoje yra šie: elektrono atradimas, atomo dalijamumas, eksperimentinis elektromagnetinių bangų atradimas, rentgeno, katodinių spindulių atradimas ir kt.

FIZINIS PASAULIO VAIZDAS

Žodis „fizika“ atsirado senovėje. Išvertus iš graikų kalbos, tai reiškia „gamtą“.

Fizika yra visų gamtos mokslų pagrindas.

Fizika - gamtos mokslas, tiriantis paprasčiausias ir kartu bendriausias materialaus pasaulio savybes.

Šiuolaikine prasme:

paprasčiausi yra vadinamieji pirminiai elementai: elementariosios dalelės, laukai, atomai, molekulės ir kt.
bendriausios materijos savybės – judėjimas, erdvė ir laikas, masė, energija ir kt.

Žinoma, fizika tiria ir labai sudėtingus reiškinius bei objektus. Tačiau studijuojant kompleksas redukuojamas į paprastą, specifinis – į bendrą.

Bendriausios, svarbiausios pagrindinės fizinio gamtos aprašymo sąvokos yra materija, judėjimas, erdvė ir laikas.

Reikalas(lot. Materia – substancija) yra filosofinė kategorija, nusakanti objektyvią tikrovę, kurią atspindi mūsų pojūčiai, egzistuojantys nepriklausomai nuo jų. (Leninas V.I. Atlikti darbai. T.18. P.131.)

Vienas iš šiuolaikinių materijos apibrėžimų:

Reikalas– begalinis visų pasaulyje koegzistuojančių objektų ir sistemų visuma, jų savybių ir ryšių, santykių ir judėjimo formų visuma.

Šiuolaikinių mokslinių idėjų apie materijos struktūrą pagrindas yra jos sudėtingos sisteminės organizacijos idėja.

Dabartiniame gamtos mokslų vystymosi etape mokslininkai išskiria:

materijos rūšys: materija, fizikinis laukas ir fizikinis vakuumas.

Medžiaga – pagrindinis medžiagos tipas, turintis ramybės masę (elementariosios dalelės, atomai, molekulės ir tai, kas iš jų sudaryta);

Fizinis laukas - speciali materijos rūšis, užtikrinanti materialių objektų ir jų sistemų fizinę sąveiką (elektromagnetinė, gravitacinė).

Fizinis vakuumas - ne tuštuma, o ypatinga materijos būsena, tai yra mažiausia kvantinio lauko energijos būsena. Jame nuolat vyksta sudėtingi procesai, susiję su nuolatiniu vadinamųjų „virtualiųjų“ dalelių atsiradimu ir išnykimu.

Skirtumas tarp materijos ir lauko nėra absoliutus, o pereinant prie mikroobjektų aiškiai atsiskleidžia jo reliatyvumas

Šiuolaikinis mokslas išsiskiria pasaulyje trys struktūriniai lygiai.

Mikropasaulis– tai molekulės, atomai, elementariosios dalelės, itin mažų, tiesiogiai nepastebimų mikroobjektų pasaulis, kurių erdvinis matmuo skaičiuojamas nuo 10 -8 iki 10 -16 cm, o gyvavimo trukmė – nuo begalybės iki 10 -24 s. .

Makropasaulis - makroobjektų pasaulis, kurio matmuo prilygsta žmogaus patirties mastui, erdviniai dydžiai išreiškiami milimetrais, centimetrais ir kilometrais, o laikas - sekundėmis, minutėmis, valandomis, metais.

Megapasaulis – tai planetos, žvaigždės, galaktikos, Visata, milžiniškų kosminių mastelių ir greičių pasaulis, kurio atstumas matuojamas šviesmečiais, o kosminių objektų gyvavimo trukmė – milijonais ir milijardais metų.

Ir nors šie lygiai turi savo specifinius dėsnius, mikro, makro ir mega pasauliai yra glaudžiai tarpusavyje susiję.

Mechanistinis pasaulio vaizdas ( MKM)

Pirmasis gamtos mokslinis pasaulio vaizdas buvo suformuotas remiantis paprasčiausios, mechaninės materijos judėjimo formos tyrimu. Ji tyrinėja žemės ir dangaus kūnų judėjimo erdvėje ir laike dėsnius. Vėliau, kai šie dėsniai ir principai buvo perkelti į kitus reiškinius ir procesus, jie tapo mechanistinio pasaulio vaizdo pagrindu.
Makrokosmoso fizikinių reiškinių analizė remiasi klasikinės mechanikos samprata.

Klasikinės mechanikos sukūrimą mokslas skolingas Niutonui, tačiau dirvą tam paruošė Galilėjus ir Kepleris.

Klasikinė mechanika apibūdina makrokūnų judėjimą daug mažesniu nei šviesos greitis greičiu.

Statika (pusiausvyros tyrimas) pradėjo vystytis anksčiau nei kitos mechanikos šakos (senovė, Archimedas: „duok man atramos tašką ir aš apversiu Žemę aukštyn kojomis“).

XVII amžiuje buvo sukurti moksliniai dinamikos pagrindai(jėgų ir jų sąveikos tyrimas), o kartu ir visa mechanika.

G. Galileo laikomas dinamikos pradininku.

Galilėjus Galilėjus(1564-1642). Vienas iš šiuolaikinio gamtos mokslo įkūrėjų Jam priklauso: Žemės sukimosi įrodymas, judėjimo reliatyvumo principo ir inercijos dėsnio atradimas, kūnų laisvo kritimo ir jų judėjimo pasvirusioje plokštumoje dėsniai, judesių sudėjimo ir matematinės švytuoklės elgsenos dėsniai. Jis taip pat išrado teleskopą ir jo pagalba tyrinėjo Mėnulio kraštovaizdį, atrado Jupiterio palydovus, dėmes ant Saulės ir Veneros fazes.

G. Galilėjaus mokyme buvo padėti naujo mechanistinio gamtos mokslo pamatai. Jam priklauso posakis „Gamtos knyga parašyta matematikos kalba“. Pristatė „minčių eksperimento“ sąvoką .

Pagrindinis „Galileo“ nuopelnas yra tai, kad jis pirmasis panaudojo eksperimentinį metodą gamtos tyrinėjimui kartu su tiriamų dydžių matavimais ir matematiniu matavimų rezultatų apdorojimu.

Esminė problema, kuri dėl savo sudėtingumo išliko neišspręsta tūkstančius metų, yra judėjimo problema (A. Einšteinas).

Iki Galilėjaus visuotinai priimtą judėjimo supratimą moksle sukūrė Aristotelis ir sudarė tokį principą: kūnas juda tik esant išoriniam poveikiui, o jei ši įtaka sustoja, kūnas sustoja . Galilėjus parodė, kad šis aristoteliškasis principas buvo klaidingas. Vietoj to Galilėjus suformulavo visiškai kitokį principą, kuris vėliau buvo pavadintas inercijos principu (dėsniu).

Inercijos dėsnis (pirmasis Niutono mechanikos dėsnis): materialus taškas, kai jo neveikia jokios jėgos (arba jį veikia tarpusavyje subalansuotos jėgos), yra ramybės būsenoje arba tolygiai juda tiesiškai.

Inercinė sistema- atskaitos sistema, kurioje galioja inercijos dėsnis.

Galilėjaus reliatyvumo principas– Visose inercinėse sistemose galioja tie patys mechanikos dėsniai. Jokie mechaniniai eksperimentai, atlikti tam tikroje inercinėje atskaitos sistemoje, negali nustatyti, ar tam tikra sistema yra ramybės būsenoje, ar juda tolygiai ir tiesiai.

Galilėjus rašė: „... tolygiai ir be riedėjimo judančio laivo kajutėje jūs neaptiksite nei iš aplinkinių reiškinių, nei iš nieko, kas jums atsitiks, ar laivas juda, ar stovi vietoje.

Išvertus į nūdienos kalbą, aišku, kad jei miegi ant vienodai važiuojančio vežimo 2-o gulto, tai tau sunku suprasti, ar judi, ar tik siūboji. Bet... kai tik traukinys sulėtėja (netolygus judėjimas su neigiamu pagreičiu!) ir tu nuskrisi nuo lentynos...tada aiškiai pasakysi - keliavome.

Klasikinės mechanikos pagrindų kūrimas baigiasi I. Niutono darbais, suformulavęs pagrindinius jos dėsnius ir atradęs visuotinės gravitacijos dėsnį veikale „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ (1687 m.)

Tarp Niutono atradimų (1643-1727): garsieji dinamikos dėsniai, visuotinės traukos dėsnis, naujų matematinių metodų kūrimas (kartu su Leibnizu) – diferencialinis ir integralinis skaičiavimas, tapęs aukštosios matematikos pagrindu; atspindinčio teleskopo išradimas, baltos šviesos spektrinės kompozicijos atradimas ir kt.

I. Niutono mechanikos dėsniai

kiekvienas kūnas išlaiko ramybės būseną arba tiesinį vienodą judėjimą tol, kol yra priverstas ją pakeisti veikiamas tam tikrų jėgų(tai yra inercijos principas, pirmą kartą suformuluotas Galileo);
pagreitis (a), kurį įgyja kūnas veikiant kokiai nors jėgai (f), yra tiesiogiai proporcingas šiai jėgai ir atvirkščiai proporcingas kūno masei (m);

dviejų kūnų veiksmai vienas kitam visada yra vienodo dydžio ir nukreipti priešingomis kryptimis. (tai veiksmų ir reakcijos lygybės dėsnis).

f 1 =- f 2

Niutono gravitacijos teorija yra labai svarbi norint suprasti makrokosmoso reiškinius. Galutinė visuotinės gravitacijos dėsnio formuluotė buvo padaryta 1687 m.

Niutono gravitacijos dėsnis:

bet kurios dvi medžiagos dalelės yra traukiamos viena prie kitos jėga, tiesiogiai proporcinga jų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.

F=G.(m 1 .m 2 /r 2)

Visi kūnai krenta ant Žemės paviršiaus, veikiami jos gravitacinio lauko, tuo pačiu laisvojo kritimo pagreičiu g=9,8 m/s 2 .

Pagrindinės Niutono fizikos sąvokos yra absoliučios erdvės ir absoliutaus laiko sąvokos, kurios yra tarsi materialių kūnų ir procesų konteineriai ir nepriklauso ne tik nuo šių kūnų ir procesų, bet ir vienas nuo kito.

Taigi pagrindinės klasikinės mechanikos idėjos yra šios:

yra kūnų, kuriems turėtų būti suteikta masės savybė;
masės traukia viena kitą (visuotinės gravitacijos dėsnis);
kūnai gali išlaikyti savo būseną – ilsėtis arba judėti tolygiai, nekeisdami judėjimo krypties (inercijos dėsnis, dar žinomas kaip reliatyvumo principas);
kai jėgos veikia kūnus, jos keičia savo būseną: arba pagreitina, arba sulėtėja (antrasis Niutono dinamikos dėsnis);
jėgų veikimas sukelia lygią ir priešingą reakciją (trečiasis Niutono dėsnis).

Klasikinės mechanikos vystymosi rezultatas buvo vieningos sukūrimas mechaninis pasaulio vaizdas, kuris dominavo nuo XVII amžiaus antrosios pusės iki mokslo revoliucijos XIX ir XX amžių sandūroje.

Tuo metu mechanika buvo laikoma universaliu metodu suprasti aplinkinius reiškinius ir apskritai bet kokio mokslo standartą. Mechanika šiuo laikotarpiu yra gamtos mokslų lyderė.

Klasikinė mechanika vaizdavo pasaulį milžiniško mechanizmo pavidalu, aiškiai veikiantį amžinų ir nekintamų dėsnių pagrindu.

Tai paskatino troškimą sukurti pilną žinių sistemą, kuri užfiksuotų tiesą galutine forma.

Šiame absoliučiai nuspėjamame pasaulyje gyvas organizmas buvo suprantamas kaip mechanizmas.

Pagrindinės mokslinės mechanistinio pasaulio vaizdo nuostatos:

1. Vienintelė materijos forma yra substancija, susidedanti iš atskirų baigtinių tūrių dalelių (kūnelių), vienintelė judėjimo forma yra mechaninis judėjimas tuščioje trimatėje erdvėje;

2. absoliuti erdvė ir absoliutus laikas;

3. Trys Niutono dinamikos dėsniai valdo kūnų judesius;

4. aiškus įvykių priežasties-pasekmės ryšys (vadinamasis Laplaso determinizmas);

5. Dinamikos lygtys yra grįžtamos laike, tai yra, joms nėra skirtumo, kur procesas vystosi iš dabarties laiko – į ateitį ar praeitį.

Klasikinė mechanika pateikė aiškias gaires, kaip suprasti pagrindines kategorijas – erdvę, laiką ir materijos judėjimą.

Elektromagnetinis pasaulio vaizdas ( EMKM)

Savo garsiojo veikalo „Matematiniai gamtos filosofijos principai“ pratarmėje I. Niutonas išsakė tokias ateities gaires: Iš mechanikos principų norėtųsi išvesti ir kitus gamtos reiškinius...

Daugelis gamtos mokslininkų, sekdami Newtonu, bandė paaiškinti įvairius gamtos reiškinius, remdamiesi mechanikos principais. Iš Niutono dėsnių, kurie buvo laikomi visuotiniais ir universaliais, triumfo, astronomijos, fizikos ir chemijos mokslininkai sėmėsi tikėjimo sėkme.

Kaip dar vieną Niutono požiūrio į pasaulio sandaros klausimą patvirtinimą, fizikai iš pradžių suvokė prancūzų karo inžinieriaus atradimą. Charles Auguste pakabukas(1736-1806). Paaiškėjo, kad teigiami ir neigiami elektros krūviai vienas kitą traukia tiesiogiai proporcingai krūvių dydžiui ir atvirkščiai proporcingi atstumo tarp jų kvadratui.

Darbas elektromagnetizmo srityje pažymėjo mechanistinio pasaulio paveikslo žlugimo pradžią.

XIX amžiuje fizikai mechanistinį pasaulio vaizdą papildė elektromagnetiniu. Elektros ir magnetiniai reiškiniai jiems buvo žinomi ilgą laiką, tačiau buvo tiriami atskirai vienas nuo kito. Tolesni jų tyrimai parodė, kad tarp jų yra gilus ryšys, kuris privertė mokslininkus ieškoti šio ryšio ir sukurti vieningą elektromagnetinę teoriją.

Anglų chemikas ir fizikas Michaelas Faradėjus(1791-1867) supažindino su mokslu 30 19 amžiuje. koncepcija fizinis laukas(elektromagnetinis laukas). Jis sugebėjo eksperimentiškai parodyti, kad tarp magnetizmo ir elektros yra tiesioginis dinaminis ryšys. Taigi jis pirmasis sujungė elektrą ir magnetizmą ir pripažino juos kaip vieną ir tą pačią gamtos jėgą. Dėl to gamtos mokslas pradėjo įtvirtinti supratimą, kad be materijos gamtoje yra ir laukas.

Pasak Faradėjaus, aktyvi ir nuolat judanti medžiaga negali būti pavaizduota atomų ir tuštumos pavidalu, materija yra ištisinė, atomai yra tik lauko linijų gumulėliai.

Elektromagnetinis laukas yra ypatinga materijos forma, per kurią vyksta elektriškai įkrautų dalelių sąveika.

Faradėjaus idėjų matematinio plėtojimo ėmėsi puikus anglų mokslininkas Jamesas Clerkas Maxwellas(1831-1879). Jis yra XIX amžiaus antroje pusėje. Remdamasis Faradėjaus eksperimentais, jis sukūrė elektromagnetinio lauko teoriją.

Faradėjaus „elektromagnetinio“ lauko sąvokos įvedimas ir jo dėsnių matematinis apibrėžimas, pateiktas Maksvelo lygtyse, buvo didžiausi fizikos įvykiai nuo Galilėjaus ir Niutono laikų.

Tačiau reikėjo naujų rezultatų, kad Maksvelo teorija taptų fizikos nuosavybe. Vokiečių fizikas suvaidino lemiamą vaidmenį siekiant Maxwello teorijos pergalės Heinrichas Rudolfas Hercas(1857-1894). 1887 metais G.Hertzas eksperimentiniu būdu atrado elektromagnetines bangas.

Jis taip pat sugebėjo įrodyti savo gautų elektromagnetinių kintamųjų laukų ir šviesos bangų pagrindinę tapatybę.

Po Hertzo eksperimentų fizikoje įsitvirtino lauko kaip objektyviai egzistuojančios fizinės realybės samprata. Medžiaga ir laukas skiriasi fizinėmis savybėmis: materijos dalelės turi ramybės masę, o lauko dalelės neturi. Medžiaga ir laukas skiriasi pralaidumo laipsniu: medžiaga yra šiek tiek pralaidi, o laukas yra visiškai pralaidus. Lauko sklidimo greitis lygus šviesos greičiui, o dalelių judėjimo greitis yra keliomis eilėmis mažesnis.

Taigi, iki XIX amžiaus pabaigos. fizika priėjo prie išvados, kad materija egzistuoja dviem formomis: diskrečiąja materija ir ištisiniu lauku.

Vėliau, tiriant mikropasaulį, buvo suabejota materijos ir lauko, kaip nepriklausomų, vienas nuo kito nepriklausomų materijos tipų, padėtimi.

Klasikinės mechanikos vystymosi stadijoje buvo manoma, kad vyksta kūnų sąveika (pavyzdžiui, gravitacinė). akimirksniu. Buvo naudojamas tolimojo veikimo principas.

Ilgo nuotolio - kūnų sąveika fizikoje, kuri gali būti atlikta akimirksniu tiesiai per tuščią erdvę.

Artumas - fizinių kūnų sąveika per tam tikrus laukus, nuolat paskirstytus erdvėje.

A. Einšteino reliatyvumo teorija (1879-1955).

Iš Galilėjaus transformacijų išplaukia, kad pereinant iš vieno inercinio rėmo į kitą, tokie dydžiai kaip laikas, masė, pagreitis, jėga nesikeičia, tie. invariantas, kuris atsispindi G. Galilėjaus reliatyvumo principe.

Sukūrus elektromagnetinio lauko teoriją ir eksperimentiškai įrodžius jo tikrovę, fizikai iškilo uždavinys išsiaiškinti, ar judėjimo reliatyvumo principas (kartu suformuluotas Galilėjaus) galioja reiškiniams, būdingiems elektromagnetiniam laukui.

Galilėjaus reliatyvumo principas galiojo mechaniniams reiškiniams. Visose inercinėse sistemose (t. y. judančiose tiesia linija ir tolygiai viena kitos atžvilgiu) galioja tie patys mechanikos dėsniai. Bet ar šis principas, nustatytas mechaniniams materialių objektų judėjimams, galioja ne mechaniniams reiškiniams, ypač tiems, kuriuos reprezentuoja materijos lauko forma, ypač elektromagnetiniams reiškiniams?

Didelį indėlį sprendžiant šį klausimą įnešė šviesos prigimties ir jos sklidimo dėsnių tyrimai. Dėl Michelsono eksperimentų XIX amžiaus pabaigoje. buvo nustatyta, kad šviesos greitis vakuume visada yra vienodas (300 000 km/sek.) visose atskaitos sistemose ir nepriklauso nuo šviesos šaltinio ir imtuvo judėjimo.

Specialioji reliatyvumo teorija (STR).

Nauja erdvės ir laiko teorija. Sukūrė A. Einšteinas 1905 m.

Pagrindinė reliatyvumo teorijos idėja yra neatsiejamas ryšys tarp sąvokų „materija, erdvė ir laikas“.

SRT laiko kūnų judėjimą labai dideliu greičiu (arti šviesos greičio, lygus 300 000 km/sek).

SRT remiasi dviem principais arba postulatais.

1. Visi fizikiniai dėsniai turi atrodyti vienodai visose inercinėse koordinačių sistemose;

2. Šviesos greitis vakuume nesikeičia, kai keičiasi šviesos šaltinio judėjimo būsena.

Reliatyvumas išplaukia iš SRT postulatų ilgis, laikas ir masė, t.y. jų priklausomybė nuo atskaitos sistemos.

STO pasekmės

1. Yra didžiausias bet kokių sąveikų ir signalų perdavimo greitis iš vieno erdvės taško į kitą. Jis lygus šviesos greičiui vakuume.

2. Neįmanoma erdvės ir laiko laikyti viena nuo kitos nepriklausomomis fizinio pasaulio savybėmis.

Erdvė ir laikas yra tarpusavyje susiję ir sudaro vieną keturmatį pasaulį (Minkovskio erdvės-laiko kontinuumą), būdami jo projekcijos. Erdvės ir laiko kontinuumo savybes (Pasaulio metriką, jo geometriją) lemia materijos pasiskirstymas ir judėjimas

3. Visos inercinės sistemos yra lygios. Todėl nėra pageidaujamos atskaitos sistemos, nesvarbu, ar tai būtų Žemė, ar eteris.

Kūnų judėjimas artimu šviesos greičiui sukelia reliatyvistiniai efektai: sulėtina laiko slinkimą ir sumažina greitai judančių kūnų ilgį; didžiausio kūno judėjimo greičio (šviesos greičio) egzistavimas; vienalaikiškumo sampratos reliatyvumą (du įvykiai įvyksta vienu metu pagal laikrodį vienoje atskaitos sistemoje, bet skirtingais laiko momentais pagal laikrodį kitoje atskaitos sistemoje).

Bendroji reliatyvumo teorija (GR)

Dar radikalesni erdvės ir laiko doktrinos pokyčiai įvyko sukūrus bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri dažnai vadinama naująja gravitacijos teorija, iš esmės besiskiriančia nuo klasikinės Niutono teorijos.

Pagal bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri užbaigtą formą gavo 1915 m. A. Einšteino darbuose, erdvėlaikio savybes lemia jame veikiantys gravitaciniai laukai. Bendroji reliatyvumo teorija gravitaciją apibūdina kaip fizinės materijos įtaką erdvėlaikio geometrinėms savybėms, o šios savybės turi įtakos materijos judėjimui ir kitoms materijos savybėms.

GTR remiasi dviem SRT postulatais ir suformuluoja trečiąjį postulatą -

inercinių ir gravitacinių masių ekvivalentiškumo principas- teiginys, pagal kurį gravitacinis laukas mažoje erdvės ir laiko srityje yra identiškas pagreitinto atskaitos sistemai.

Svarbiausia Bendrosios reliatyvumo teorijos išvada yra teiginys, kad geometrinės (erdvinės) ir laiko charakteristikos keičiasi gravitaciniuose laukuose, o ne tik judant dideliu greičiu.

Bendrosios reliatyvumo teorijos požiūriu erdvė neturi pastovaus (nulinio) kreivumo. Erdvės kreivumą lemia gravitacinis laukas.

Einšteinas rado bendrą gravitacinio lauko lygtį, kuri klasikiniu aproksimacijos būdu virto Niutono gravitacijos dėsniu.

Nagrinėjamas bendrosios reliatyvumo teorijos eksperimentinis patvirtinimas: Merkurijaus orbitos pasikeitimas, šviesos spindulių lenkimas šalia Saulės.

Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos rėmuose manoma, kad erdvės-laiko struktūrą lemia materijos masių pasiskirstymas. Taigi klasikinėje mechanikoje priimta, kad jei visi materialūs dalykai staiga išnyktų, tada liktų erdvė ir laikas. Pagal reliatyvumo teoriją erdvė ir laikas išnyktų kartu su materija.

Pagrindinės elektromagnetinio pasaulio vaizdo sampratos ir principai.

Medžiaga egzistuoja dviem pavidalais: substancija ir laukas. Jie yra griežtai atskirti ir jų transformacija vienas į kitą neįmanoma. Pagrindinis dalykas yra laukas, o tai reiškia, kad pagrindinė materijos savybė yra tęstinumas (tęstinumas), o ne diskretiškumas.
Materijos ir judėjimo sąvokos yra neatsiejamos
Erdvė ir laikas yra susiję ir tarpusavyje, ir su judančia medžiaga.

Pagrindiniai elektromagnetinio pasaulio vaizdo principai yra Einšteino reliatyvumo principas, trumpojo nuotolio veikimas, šviesos greičio pastovumas ir riba, inercinių ir gravitacinių masių ekvivalentiškumas, priežastingumas. (Nebuvo naujo supratimo apie priežastingumą, lyginant su mechanistiniu pasaulio paveikslu. Pagrindiniais buvo laikomi priežasties-pasekmės ryšiai ir juos išreiškiantys dinaminiai dėsniai.) Masės ir energijos ryšio nustatymas ( E = mc 2) turėjo didelę reikšmę. Masė tapo ne tik inercijos ir gravitacijos, bet ir energijos kiekio matu. Dėl to du tvermės dėsniai – masės ir energijos – buvo sujungti į vieną bendrą masės ir energijos tvermės dėsnį.

Tolesnė fizikos plėtra parodė, kad EMCM yra ribotas. Pagrindinis sunkumas čia buvo tas, kad materijos kontinuumo supratimas neatitiko eksperimentinių faktų, patvirtinančių daugelio jos savybių – krūvio, spinduliavimo, veikimo – diskretiškumą. Nepavyko paaiškinti lauko ir krūvio ryšio, atomų stabilumo, jų spektrų, fotoelektrinio efekto reiškinio ir juodojo kūno spinduliavimo. Visa tai liudijo santykinį EMCM pobūdį ir būtinybę jį pakeisti nauju pasaulio paveikslu.

Netrukus EMKM buvo pakeistas nauju – pasaulio kvantinio lauko paveikslu, paremtu nauja fizikine teorija. Kvantinė mechanika, vienijantis MCM diskretiškumą ir EMCM tęstinumą.

Kvantinės mechanikos formavimasis. elementariosios dalelės

Iki XX amžiaus pradžios pasirodė eksperimentiniai rezultatai, kuriuos sunku paaiškinti klasikinių koncepcijų rėmuose. Šiuo atžvilgiu buvo pasiūlytas visiškai naujas požiūris – kvantinis, pagrįstas diskretine koncepcija.

Vadinami fiziniai dydžiai, kurie gali turėti tik tam tikras atskiras reikšmes kvantuota.

Kvantinė mechanika (bangų mechanika)- fizikinė teorija, nustatanti mikrodalelių (elementariųjų dalelių, atomų, molekulių, atomo branduolių) ir jų sistemų aprašymo metodą ir judėjimo dėsnius.

Reikšmingas skirtumas tarp kvantinės mechanikos ir klasikinės mechanikos yra iš esmės tikimybinis jos pobūdis.

Klasikinei mechanikai būdingas dalelių aprašymas nurodant jų padėtį erdvėje (koordinates) ir impulsą (judesio kiekį m.v). Šis aprašymas netaikomas mikrodalelėms.

Pirmą kartą kvantines sąvokas į fiziką įvedė vokiečių fizikas M. Planckas 1900 m.

Jis pasiūlė, kad šviesa nebūtų skleidžiama nuolat(kaip išplaukia iš klasikinės radiacijos teorijos), ir tam tikros atskiros energijos dalys – kvantai.

1905 metais A. Einšteinas iškėlė hipotezę, kad šviesą ne tik skleidžia ir sugeria, bet ir sklinda kvantai.

Šviesos kvantas vadinamas fotonu.Šį terminą 1929 m. įvedė amerikiečių fizikinis chemikas Lewisas. Fotonas - dalelė, kuri neturi ramybės masės. Fotonas visada juda greičiu, lygiu šviesos greičiui.

Komptono efektas. 1922 m. amerikiečių fizikas Comptonas atrado efektą, kai pirmą kartą buvo visiškai įrodytos elektromagnetinės spinduliuotės (ypač šviesos) korpuskulinės savybės. Eksperimentiškai buvo įrodyta, kad laisvųjų elektronų šviesos sklaida vyksta pagal dviejų dalelių tampriojo susidūrimo dėsnius.

1913 metais N. Bohras kvantų idėją pritaikė atomo planetiniam modeliui.

Hipotezę apie bangų ir dalelių dvilypumo universalumą iškėlė Louis de Broglie. Elementariosios dalelės tuo pačiu metu yra ir kūneliai, ir bangos, tiksliau, dialektinė abiejų savybių vienybė. Mikrodalelių judėjimas erdvėje ir laike negali būti tapatinamas su mechaniniu makroobjekto judėjimu. Mikrodalelių judėjimas paklūsta kvantinės mechanikos dėsniams.

Galutinis kvantinės mechanikos, kaip nuoseklios teorijos, susiformavimas siejamas su Heisenbergo darbu 1927 m., kuriame buvo suformuluotas neapibrėžtumo principas, teigiantis, kad bet kuri fizinė sistema negali būti būsenose, kuriose jos inercijos ir impulso centro koordinatės būtų vienu metu. priimti tiksliai apibrėžtas tikslias reikšmes.

Iki elementariųjų dalelių ir jų sąveikos atradimo mokslas skyrė du materijos tipus – materiją ir lauką. Tačiau kvantinės fizikos raida atskleidė materijos ir lauko skiriamųjų linijų reliatyvumą.

Šiuolaikinėje fizikoje laukai ir dalelės veikia kaip dvi neatsiejamai susijusios mikropasaulio pusės, kaip mikroobjektų korpuskulinių (diskrečių) ir banginių (nepertraukiamų, nenutrūkstamų) savybių vienybės išraiška. Lauko sąvokos taip pat veikia kaip sąveikos procesų paaiškinimo pagrindas, įkūnijantis trumpojo nuotolio veikimo principą.

Dar XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje laukas buvo apibrėžtas kaip ištisinė materiali aplinka, o materija – kaip nenutrūkstama, susidedanti iš atskirų dalelių.

Elementariosios dalelės, Tikslia šio termino prasme tai yra pirminės, toliau neskaidomos dalelės, iš kurių, remiantis prielaida, susideda visa materija. Šiuolaikinės fizikos elementariosios dalelės neatitinka griežto elementarumo apibrėžimo, nes dauguma jų, remiantis šiuolaikinėmis sąvokomis, yra sudėtinės sistemos.

Pirmąją elementariąją dalelę, elektroną, atrado J.J. Tomsonas 1897 m

Po elektrono egzistavimas fotonas(1900 m.) – šviesos kvantas.

Po to atrandama daugybė kitų dalelių: neutronas, mezonai, hiperonai ir kt.

1928 m. Diracas numatė dalelės, kurios masė yra tokia pati kaip elektrono, bet su priešingu krūviu, egzistavimą. Ši dalelė buvo vadinama pozitronu. Ir ji tikrai

buvo rastas 1932 metais kaip amerikiečių fiziko Andersono kosminių spindulių dalis.

Šiuolaikinė fizika žino daugiau nei 400 elementariųjų dalelių, daugiausia nestabilių, ir jų skaičius toliau auga.

Yra keturi pagrindinių pagrindinių fizinių sąveikų tipai:

gravitacinis – būdingas visiems materialiems objektams, nepriklausomai nuo jų prigimties.
elektromagnetinis Oi - atsakingi už elektronų ir branduolių jungtį atomuose bei atomų jungimąsi molekulėse.
stiprus – sulaiko nukleonus (protonus ir neutronus) branduolyje ir kvarkus nukleonų viduje.,
silpnas – kontroliuoja dalelių radioaktyvaus skilimo procesus.

Pagal sąveikos tipus elementariosios dalelės skirstomos į

Hadronai(sunkiosios dalelės – protonai, neutronai, mezonai ir kt.) dalyvauja visose sąveikose.
Leptonai(iš graikų leptos – šviesa; pvz., elektronas, neutrinas ir kt.) stipriose sąveikose nedalyvauja, o tik elektromagnetinėje, silpnojoje ir gravitacinėje.

Susidūrus elementarioms dalelėms, tarp jų įvyksta visokių virsmų (įskaitant ir daugybei papildomų dalelių gimimą), kurių nedraudžia gamtosaugos įstatymai.

Tarp objektų vyraujančios fundamentalios sąveikos:

Mikropasaulis (stiprus, silpnas ir elektromagnetinis)

Makropasaulis (elektromagnetinis)

Megapasaulis (gravitacinis)

Šiuolaikinė fizika dar nesukūrė vieningos elementariųjų dalelių teorijos, jos link žengti tik pirmieji, bet reikšmingi žingsniai.

Didysis suvienijimas – šis pavadinimas vartojamas teoriniams modeliams, pagrįstiems stipriosios, silpnosios ir elektromagnetinės sąveikos vieningo pobūdžio idėjomis.

atradimas XVII a. mechanikos dėsniai leido sukurti visą civilizacijos mašinų technologiją;
atradimas XIX a. elektromagnetinis laukas, paskatinęs elektrotechnikos, radijo inžinerijos, o vėliau ir radijo elektronikos plėtrą;
XX amžiuje sukūrus atominio branduolio teoriją, pradėta naudoti branduolinė energija;

Šiame pasaulio paveiksle visi įvykiai ir pokyčiai buvo tarpusavyje susiję ir priklausomi nuo mechaninio judėjimo.

Elektromagnetinio pasaulio vaizdo atsiradimas apibūdina kokybiškai naują mokslo evoliucijos etapą.

Palyginus šį pasaulio vaizdą su mechanistiniu, paaiškėja keletas svarbių bruožų.

Pavyzdžiui,

Toks paveikslų papildymas nėra atsitiktinis. Tai griežtai evoliucinė.

Pasaulio kvantinio lauko vaizdas buvo tolesnio elektromagnetinio pasaulio vaizdo tobulinimo rezultatas.

Šis pasaulio paveikslas jau atspindi dviejų ankstesnių pasaulio paveikslų vienybę vienybėje remiantis papildomumo principu. . Priklausomai nuo eksperimento sąrankos, mikroobjektas parodo savo korpusinį arba banginį pobūdį, bet ne abu iš karto. Šios dvi mikroobjekto prigimtys yra viena kitą paneigiančios ir tuo pat metu turėtų būti laikomos viena kitą papildančiomis.

ASTRONOMINIS PASAULIO VAIZDAS

Erdvė(iš graikų kalbos Cosmos – pasaulis), terminas, kilęs iš senovės graikų filosofijos, apibūdinantis pasaulį kaip struktūriškai organizuotą ir sutvarkytą visumą, priešingai nei chaosas.

Šiais laikais kosmosas reiškia viską, kas yra už Žemės atmosferos ribų. Priešingu atveju erdvė vadinama Visata.

Visata yra vieta, kurioje gyvena žmogus, visas egzistuojantis materialus pasaulis . Susijusi sąvoka (lotynų kalbomis) „Universum“

Visata yra didžiausia materiali sistema, megapasaulis.

Kosmologija(astronomijos skyrius) yra mokslas apie Visatos, kaip vienos tvarkingos visumos, savybes, struktūrą, kilmę ir evoliuciją.

Metagalaktika yra Visatos dalis, prieinama šiuolaikiniams astronominių tyrimų metodams.

Šiuolaikinė kosmologija remiasi bendrąja reliatyvumo teorija ir kosmologiniu postulatu (idėjomis apie Visatos homogeniškumą ir izotropiją). Visatoje visi taškai ir kryptys yra vienodos.

Pagrindinis astronominių žinių gavimo būdas yra stebėjimas, nes, išskyrus retas išimtis, tiriant Visatą eksperimentuoti neįmanoma.

Visatos atsiradimas ir raida. Didžiojo sprogimo modelis

Visatos evoliucijos problema yra pagrindinė gamtos mokslų dalis.

Klasikiniame moksle (Niutono kosmologija) egzistavo vadinamoji pastovios būsenos Visatos teorija, pagal kurią Visata visada buvo beveik tokia pati, kokia yra dabar.

Astronomija buvo statiška: buvo tiriamas planetų ir kometų judėjimas, aprašomos žvaigždės, kuriamos jų klasifikacijos. Visatos evoliucijos klausimas nebuvo iškeltas.

Šiuolaikinės kosmologijos atsiradimas siejamas su reliatyvistinės gravitacijos teorijos – Einšteino (1916) bendrosios reliatyvumo teorijos – sukūrimu. Iš bendrosios reliatyvumo teorijos lygčių seka erdvės laiko kreivumas ir kreivės bei masės (energijos) tankio ryšys.
1917 metais Einšteinas išvedė pagrindines lygtis, jungiančias materijos pasiskirstymą su geometrinėmis erdvės savybėmis ir jomis remdamasis sukūrė Visatos modelį.

Visata A. Einšteino kosmologiniame modelyje yra stacionari, begalinė laike ir beribė, bet kartu jis yra uždaras erdvėje, kaip ir bet kurios sferos paviršius.

Tačiau iš bendrosios reliatyvumo teorijos išplaukė, kad išlenkta erdvė negali būti stacionari, ji turi plėstis arba susitraukti. Todėl Einšteinas į gautas lygtis įtraukė papildomą terminą, užtikrinantį Visatos stacionarumą.
1922 m. sovietų matematikas A. A. Friedmanas pirmasis išsprendė bendrosios reliatyvumo lygtis, nenustatydamas stacionarumo sąlygų. Jis sukūrė nestacionarios, besiplečiančios Visatos modelį.

Ši išvada reiškė būtinybę radikaliai pertvarkyti tuo metu priimtą pasaulio vaizdą.

Friedmano Visatos modelis buvo evoliucinio pobūdžio. Tapo aišku, kad Visata turėjo pradžią ir šiandien stebimas jos savybes galima ir reikia paaiškinti ankstesniu vystymosi laikotarpiu.

Stebėjimo būdu besiplečiančios Visatos modelio patvirtinimas buvo raudonojo poslinkio efekto atradimas, kurį 1929 m. padarė amerikiečių astronomas E. Hablas..

Pagal Doplerio efektą tolstančių objektų emisijos spektrai turėtų būti perkeliami į raudonąją sritį, o artėjančių objektų spektrai – į violetinę sritį.

E. Hablas išsiaiškino, kad visos tolimos galaktikos tolsta nuo mūsų, ir tai vyksta vis greičiau, didėjant atstumui.

Recesijos dėsnis yra Hablo dėsnis V=H 0 r, kur H 0 yra konstanta, dabar vadinama Hablo konstanta.

Jei Visata plečiasi, vadinasi, ji atsirado tam tikru momentu.

Kada tai nutiko?

Visatos amžius nustatomas pagal Hablo konstantos reikšmę. Šiuolaikiniais duomenimis, tai 13-15 milijardų metų.

Kaip tai nutiko?

Taip pat A.A. Friedmanas priėjo prie išvados, kad dėl kai kurių vis dar neaiškių priežasčių Visata staiga iškilo labai mažame, beveik taškiškame, siaubingo tankio ir temperatūros tūryje ir pradėjo sparčiai plėstis.

Šiuolaikinėje kosmologijoje visuotinai priimtas Visatos modelis yra vienalytės izotropinės karštos nestacionarios besiplečiančios Visatos modelis.

Šiuo metu dauguma kosmologų remiasi Didžiojo sprogimo modelio modifikuota versija su infliacine pradžia.

1946 m. jis padėjo pagrindus vienai iš pagrindinių šiuolaikinės kosmologijos koncepcijų - „karštos visatos“ modelio. ("Didysis sprogimas") Jis pirmasis pasiūlė, kad pradiniame evoliucijos etape Visata buvo „karšta“ ir joje gali vykti termobranduoliniai procesai. .

Šis modelis paaiškina Visatos elgesį per pirmąsias tris jos gyvavimo minutes, kurios yra labai svarbios norint suprasti dabartinę Visatos struktūrą.

Visata, pagal Didžiojo sprogimo modelį, yra ribota erdvėje ir laike, bent jau iš praeities. Prieš sprogimą nebuvo jokios materijos, laiko, erdvės.

Taigi, remiantis šiuolaikinėmis pažiūromis, Visata atsirado dėl greito plėtimosi, sprogus itin tankiai karštai medžiagai, kurios temperatūra buvo itin aukšta. Pats mokslas šį sprogimą sieja su fizinio vakuumo struktūros pertvarkymais, su jo faziniais perėjimais iš vienos būsenos į kitą, kuriuos lydėjo milžiniškų energijų išsiskyrimas.

Pastaraisiais dešimtmečiais kosmologijos ir elementariųjų dalelių fizikos raida leido teoriškai apsvarstyti ir aprašyti fizinių Visatos parametrų pokyčius jos plėtimosi proceso metu.

Pagrindiniai Visatos atsiradimo etapai.

Trumpa Visatos vystymosi istorija

Trumpa Visatos vystymosi istorija Laiko	Temperatūra	Visatos būsena
10 -45 - 10 -37 sek	> 10 26 K	Infliacinė plėtra ( Infliacijos stadija)
10-6 sek	> 10 13 K	Kvarkų ir elektronų išvaizda
10-5 sek	10 12 K	Protonų ir neutronų gamyba
10 -4 sek. - 3 min	10 11 -10 9 K	Deuterio, helio ir ličio branduolių atsiradimas ( nukleosintezės era)
400 tūkstančių metų	4000 tūkst	Atomų susidarymas ( rekombinacijos era)
15 milijonų metų	300 tūkst	Nuolatinis dujų debesies plėtimasis
1 milijardas metų	20 K	Pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų gimimas
3 milijardai metų	10 K	Sunkiųjų branduolių susidarymas žvaigždžių sprogimų metu
10-15 milijardų metų	3K	Planetų ir protingos gyvybės atsiradimas

Singuliarumas- ypatinga pradinė Visatos būsena, kurioje tankis, erdvės kreivumas ir temperatūra įgauna begalinę reikšmę.

Infliacijos stadija- pati pradinė itin tanki Visatos plėtimosi stadija, baigta 10-36 sek.

Nukleosintezės era. Praėjus kelioms sekundėms nuo Visatos plėtimosi pradžios, prasidėjo era, kai susiformavo deuterio, helio, ličio ir berilio branduoliai.

Ši epocha truko maždaug 3 minutes.

Pasibaigus šiam procesui, Visatos materiją sudarė 75% protonų (vandenilio branduolių), apie 25% buvo helio branduoliai, o šimtosios procento dalys buvo deuterio, ličio ir berilio branduoliai.

Tada beveik 500 tūkstančių metų kokybinių pokyčių neįvyko – vyko lėtas Visatos vėsimas ir plėtimasis. Visata, nors ir liko vienalytė, vis retėjo.

Rekombinacijos era yra neutralių atomų susidarymas.

Atsirado praėjus maždaug milijonui metų nuo ekspansijos pradžios. Kai Visata atvėso iki 3000 K, vandenilio ir helio atomų branduoliai jau galėjo užfiksuoti laisvuosius elektronus ir transformuotis į neutralius vandenilio ir helio atomus.

Po rekombinacijos eros materija Visatoje pasiskirstė beveik tolygiai ir daugiausia susideda iš atomų vandenilis 75% ir helis 25%, gausiausi elementai Visatoje.

Nuo rekombinacijos eros radiacijos sąveika su medžiaga praktiškai nutrūko, o erdvė radiacijai tapo beveik skaidri. Nuo pirmųjų evoliucijos momentų išsaugota spinduliuotė (reliktinė spinduliuotė) tolygiai užpildo visą Visatą. Dėl Visatos plėtimosi šios spinduliuotės temperatūra ir toliau krenta. Šiuo metu yra 2,7 laipsnio K.

Karštos Visatos (Didžiojo sprogimo) modelį patvirtina jo numatytas kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės atradimas, užpildantis Visatą (1965).Amerikos mokslininkai Penzias ir Wilson Jie buvo apdovanoti Nobelio premija už savo atradimą 1978 m.

Seniausių žvaigždžių ir jaunų galaktikų tarpžvaigždinės terpės cheminės sudėties (ypač helio, deuterio ir ličio kiekio) nustatymas taip pat patvirtino karštosios Visatos modelį.

Pagrindinis vandenilio ir helio kiekis nėra žvaigždėse, bet yra paskirstytas tarpžvaigždinėje ir tarpgalaktinėje erdvėje.

Po atomų rekombinacijos Visatą užpildanti medžiaga buvo dujos, kurios dėl gravitacinio nestabilumo pradėjo burtis į kondensatus.

Šio proceso rezultatus matome galaktikų, galaktikų ir žvaigždžių spiečių pavidalu. Visatos struktūra yra labai sudėtinga, o jos formavimosi mechanizmo tyrimas yra viena įdomiausių šių dienų problemų. Kaip bebūtų keista, tai toli gražu neišspręsta – mes turime aiškesnį supratimą apie tai, kas atsitiko pirmosiomis sekundėmis po „didžiojo sprogimo“, nei per laikotarpį nuo milijono metų iki mūsų laiko.

Yra alternatyvių Visatos atsiradimo modelių.

Mokslinės žinios – tai sistema, turinti kelis žinių lygius, besiskiriančius keliais parametrais. Priklausomai nuo dalyko, gautų žinių pobūdžio, rūšies, metodo ir metodo išskiriami empiriniai ir teoriniai žinių lygiai. Kiekvienas iš jų atlieka specifines funkcijas ir turi specifinius tyrimo metodus. Lygiai atitinka tarpusavyje susijusius, bet kartu specifinius pažintinės veiklos tipus: empirinius ir teorinius tyrimus. Atskirdamas empirinį ir teorinį mokslo žinių lygmenis, šiuolaikinis tyrėjas suvokia, kad jei įprastose žiniose yra teisėta atskirti juslinį ir racionalųjį lygmenis, tai moksliniuose tyrimuose empirinis tyrimo lygis niekada neapsiriboja vien tik juslinėmis žiniomis, t. teorinės žinios neatspindi grynojo racionalumo. Net pradinės empirinės žinios, gautos stebint, fiksuojamos naudojant mokslinius terminus. Teorinės žinios taip pat nėra grynas racionalumas. Kuriant teoriją, naudojamos vizualinės reprezentacijos, kurios yra juslinio suvokimo pagrindas. Taigi galima teigti, kad empirinio tyrimo pradžioje vyrauja juslinis, o teoriniame – racionalus. Empirinio tyrimo lygmeniu galima nustatyti priklausomybes ir ryšius tarp reiškinių ir tam tikrų modelių. Bet jei empirinis lygmuo gali užfiksuoti tik išorinį pasireiškimą, tai teorinis lygis ateina paaiškinti esminius tiriamo objekto ryšius.

Empirinės žinios yra tiesioginės tyrėjo sąveikos su tikrove stebint ar eksperimentuojant rezultatas. Empiriniu lygmeniu vyksta ne tik faktų kaupimasis, bet ir pirminis jų sisteminimas bei klasifikavimas, leidžiantis nustatyti empirines taisykles, principus ir dėsnius, kurie transformuojasi į stebimus reiškinius. Šiame lygmenyje tiriamas objektas pirmiausia atsispindi išoriniuose ryšiuose ir apraiškose. Mokslinių žinių sudėtingumą lemia tai, kad jose yra ne tik pažinimo lygiai ir metodai, bet ir formos, kuriomis jos fiksuojamos ir plėtojamos. Pagrindinės mokslo žinių formos yra faktai, problemos, hipotezės Ir teorijos. Jų prasmė – bet kurio objekto tyrinėjimo ir tyrimo eigoje atskleisti pažinimo proceso dinamiką. Faktų nustatymas yra būtina gamtos mokslų tyrimų sėkmės sąlyga. Norint sukurti teoriją, faktai turi būti ne tik patikimai nustatyti, susisteminti ir apibendrinti, bet ir apsvarstyti kartu. Hipotezė yra spėjamos žinios, kurios yra tikimybinio pobūdžio ir kurias reikia patikrinti. Jei hipotezės turinys tikrinimo metu nesutampa su empiriniais duomenimis, tada ji atmetama. Jei hipotezė pasitvirtina, galime apie ją kalbėti su skirtinga tikimybe. Tikrinant ir įrodant, vienos hipotezės tampa teorijomis, kitos tikslinamos ir patikslinamos, o kitos atmetamos, jei jų patikrinimas duoda neigiamą rezultatą. Pagrindinis hipotezės teisingumo kriterijus yra praktika įvairiomis formomis.

Mokslinė teorija yra apibendrinta žinių sistema, kuri suteikia holistinį natūralių ir reikšmingų ryšių atspindį tam tikroje objektyvios tikrovės srityje. Pagrindinis teorijos uždavinys – aprašyti, susisteminti ir paaiškinti visą empirinių faktų rinkinį. Teorijos klasifikuojamos kaip aprašomasis, mokslinis Ir dedukcinis. Aprašomosiose teorijose tyrėjai formuluoja bendrus modelius, remdamiesi empiriniais duomenimis. Aprašomosios teorijos nereikalauja loginės analizės ir konkrečių įrodymų (I. Pavlovo fiziologinė teorija, Charleso Darwino evoliucijos teorija ir kt.). Mokslinėse teorijose konstruojamas modelis, kuris pakeičia realų objektą. Teorijos pasekmės patikrinamos eksperimentu (fizinėmis teorijomis ir kt.). Dedukcinėse teorijose buvo sukurta speciali formalizuota kalba, kurios visi terminai yra interpretuojami. Pirmasis iš jų yra Euklido „Elementai“ (suformuluojama pagrindinė aksioma, tada prie jos pridedamos logiškai išvestos nuostatos ir tuo remiantis atliekami visi įrodymai).

Pagrindiniai mokslinės teorijos elementai yra principai ir dėsniai. Principai pateikia bendrus ir svarbius teorijos patvirtinimus. Teoriškai principai atlieka pirminių prielaidų, kurios sudaro jos pagrindą, vaidmenį. Savo ruožtu kiekvieno principo turinys atskleidžiamas įstatymų pagalba. Juose patikslinami principai, atskleidžiamas jų veikimo mechanizmas, santykių logika, iš jų kylančios pasekmės. Dėsniai – tai teorinių teiginių forma, atskleidžianti bendras tiriamų reiškinių, objektų ir procesų sąsajas. Formuluodamas principus ir dėsnius, tyrėjui gana sunku už daugybės, dažnai visiškai skirtingų išoriškai faktų, įžvelgti esmines tiriamų objektų ir reiškinių savybių bei savybių savybes. Sunkumas slypi tame, kad tiesioginio stebėjimo metu sunku užfiksuoti esmines tiriamo objekto charakteristikas. Todėl neįmanoma tiesiogiai pereiti nuo empirinio žinių lygio prie teorinio. Teorija nėra kuriama tiesiogiai apibendrinant patirtį, todėl kitas žingsnis yra suformuluoti problemą. Ji apibrėžiama kaip žinių forma, kurios turinys yra sąmoningas klausimas, į kurį atsakyti neužtenka turimų žinių. Problemų paieška, formulavimas ir sprendimas yra pagrindiniai mokslinės veiklos bruožai. Savo ruožtu problemos buvimas suprantant nepaaiškinamus faktus reiškia preliminarią išvadą, kuri reikalauja eksperimentinio, teorinio ir loginio patvirtinimo. Aplinkinio pasaulio pažinimo procesas – tai įvairių problemų, kylančių žmogaus praktinės veiklos metu, sprendimas. Šios problemos sprendžiamos naudojant specialias technikas – metodus.

Mokslo metodai– praktinių ir teorinių tikrovės pažinimo metodų ir operacijų rinkinys.

Tyrimo metodai optimizuoja žmogaus veiklą ir aprūpina juos racionaliausiais veiklos organizavimo būdais. A. P. Sadokhinas, klasifikuodamas mokslinius metodus, ne tik išryškina žinių lygius, bet ir atsižvelgia į metodo pritaikomumo kriterijų ir nustato bendruosius, specialiuosius ir konkrečius mokslo žinių metodus. Tyrimo metu pasirinkti metodai dažnai derinami ir derinami.

Bendrieji metodaižinios liečia bet kurią discipliną ir leidžia susieti visus pažinimo proceso etapus. Šie metodai taikomi bet kurioje tyrimų srityje ir leidžia nustatyti tiriamų objektų sąsajas bei charakteristikas. Mokslo istorijoje prie tokių metodų tyrinėtojai priskiria metafizinius ir dialektinius metodus. Privatūs metodai mokslinės žinios yra metodai, naudojami tik tam tikroje mokslo šakoje. Įvairūs gamtos mokslų metodai (fizika, chemija, biologija, ekologija ir kt.) yra ypatingi bendrojo dialektinio pažinimo metodo atžvilgiu. Kartais privatūs metodai gali būti naudojami už gamtos mokslų šakų, iš kurių jie atsirado, ribų. Pavyzdžiui, fiziniai ir cheminiai metodai naudojami astronomijoje, biologijoje ir ekologijoje. Neretai tyrėjai vieno dalyko studijoms taiko tarpusavyje susijusių privačių metodų kompleksą. Pavyzdžiui, ekologija vienu metu naudoja fizikos, matematikos, chemijos ir biologijos metodus. Tam tikri pažinimo metodai siejami su specialiais metodais. Specialūs metodai ištirti tam tikrus tiriamo objekto požymius. Jie gali pasireikšti empiriniu ir teoriniu žinių lygiais ir būti universalūs.

Tarp specialūs empiriniai pažinimo metodai atskirti stebėjimą, matavimą ir eksperimentą.

Stebėjimas– tai kryptingas tikrovės objektų suvokimo procesas, jutiminis objektų ir reiškinių atspindys, kurio metu žmogus gauna pirminę informaciją apie jį supantį pasaulį. Todėl tyrimai dažniausiai pradedami nuo stebėjimo, o tik tada tyrėjai pereina prie kitų metodų. Stebėjimai nėra siejami su jokia teorija, tačiau stebėjimo tikslas visada yra susijęs su kokia nors problemine situacija. Stebėjimas suponuoja konkretaus tyrimo plano egzistavimą, prielaidą, kuri yra analizuojama ir patikrinama. Stebėjimai naudojami ten, kur negalima atlikti tiesioginių eksperimentų (vulkanologijoje, kosmologijoje). Stebėjimo rezultatai įrašomi į aprašą, pažymint tuos tiriamo objekto požymius ir savybes, kurie yra tyrimo objektas. Aprašymas turi būti kuo išsamesnis, tikslesnis ir objektyvesnis. Būtent stebėjimo rezultatų aprašymai sudaro empirinį mokslo pagrindą, jų pagrindu kuriami empiriniai apibendrinimai, sisteminimas ir klasifikavimas.

Matavimas– tai tirtų objekto aspektų ar savybių kiekybinių verčių (charakteristikos) nustatymas naudojant specialius techninius prietaisus. Svarbų vaidmenį tyrime atlieka matavimo vienetai, su kuriais lyginami gauti duomenys.

Eksperimentas – sudėtingesnis empirinių žinių metodas, palyginti su stebėjimu. Tai yra tikslinga ir griežtai kontroliuojama tyrėjo įtaka dominančiam objektui ar reiškiniui tirti įvairius jo aspektus, ryšius ir ryšius. Eksperimentinių tyrimų metu mokslininkas kišasi į natūralią procesų eigą ir transformuoja tyrimo objektą. Eksperimento specifika taip pat yra ta, kad jis leidžia pamatyti objektą ar procesą gryna forma. Taip atsitinka dėl maksimalaus pašalinių veiksnių poveikio pašalinimo. Eksperimentuotojas atskiria esminius faktus nuo nesvarbių ir taip labai supaprastina situaciją. Toks supaprastinimas padeda giliai suvokti reiškinių ir procesų esmę ir sukuria galimybę kontroliuoti daugelį faktorių ir dydžių, kurie yra svarbūs konkrečiam eksperimentui. Šiuolaikiniam eksperimentui būdingi šie bruožai: padidėjęs teorijos vaidmuo parengiamajame eksperimento etape; techninių priemonių sudėtingumas; eksperimento mastu. Pagrindinis eksperimento tikslas – patikrinti hipotezes ir teorijų išvadas, kurios turi esminę ir taikomąją reikšmę. Eksperimentiniame darbe, aktyviai veikiant tiriamą objektą, dirbtinai izoliuojamos tam tikros jo savybės, kurios yra tiriamos natūraliomis ar specialiai sukurtomis sąlygomis. Gamtos mokslų eksperimentų metu jie dažnai griebiasi fizinio tiriamo objekto modeliavimo ir sukuria jam įvairias kontroliuojamas sąlygas. S. X. Karpenkovas eksperimentines priemones pagal jų turinį skirsto į tokias sistemas:

♦ sistema, kurioje yra tiriamas objektas su nurodytomis savybėmis;

♦ sistemą, kuri suteikia poveikį tiriamam objektui;

♦ matavimo sistema.

S. Kh. Karpenkovas pažymi, kad priklausomai nuo atliekamos užduoties šios sistemos atlieka skirtingą vaidmenį. Pavyzdžiui, nustatant medžiagos magnetines savybes, eksperimento rezultatai labai priklauso nuo instrumentų jautrumo. Tuo pačiu, tiriant medžiagos savybes, kurių gamtoje įprastomis sąlygomis ir net žemoje temperatūroje nėra, svarbios visos eksperimentinių priemonių sistemos.

Bet kuriame gamtos mokslų eksperimente išskiriami šie etapai:

♦ paruošiamasis etapas;

♦ eksperimentinių duomenų rinkimo etapas;

♦ rezultatų apdorojimo etapas.

Parengiamasis etapas – eksperimento teorinis pagrindimas, jo planavimas, tiriamo objekto pavyzdžio pagaminimas, tyrimo sąlygų ir techninių priemonių parinkimas. Rezultatai, gauti gerai paruoštu eksperimentiniu pagrindu, paprastai yra lengviau pritaikomi sudėtingam matematiniam apdorojimui. Eksperimento rezultatų analizė leidžia įvertinti tam tikras tiriamo objekto charakteristikas ir gautus rezultatus palyginti su hipoteze, o tai labai svarbu nustatant galutinių tyrimo rezultatų teisingumą ir patikimumo laipsnį.

Norint padidinti gautų eksperimentinių rezultatų patikimumą, būtina:

♦ daugkartinis matavimų kartojimas;

♦ techninių priemonių ir instrumentų tobulinimas;

♦ griežtas veiksnių, turinčių įtakos tiriamam objektui, įvertinimas;

♦ aiškus eksperimento suplanavimas, leidžiantis atsižvelgti į tiriamo objekto specifiką.

Tarp specialūs teoriniai mokslo žinių metodai atskirti abstrakcijos ir idealizacijos procedūras. Abstrakcijos ir idealizacijos procesuose formuojasi visose teorijose vartojamos sąvokos ir terminai. Sąvokos atspindi esminę reiškinių pusę, kuri atsiranda apibendrinant tyrimą. Šiuo atveju išryškinamas tik koks nors objekto ar reiškinio aspektas. Taigi „temperatūros“ sąvokai galima pateikti operatyvinį apibrėžimą (kūno įkaitimo laipsnio rodiklis tam tikroje termometro skalėje), o molekulinės kinetikos teorijos požiūriu temperatūra yra reikšmė, proporcinga vidutinei kinetikai. dalelių, sudarančių kūną, judėjimo energija. Abstrakcija - psichinis išsiblaškymas nuo visų tiriamo objekto savybių, ryšių ir santykių, kurie laikomi nesvarbiais. Tai taško, tiesės, apskritimo, plokštumos modeliai. Abstrakcijos proceso rezultatas vadinamas abstrakcija. Realūs objektai kai kuriose problemose gali būti pakeisti šiomis abstrakcijomis (Žemė gali būti laikoma materialiu tašku judant aplink Saulę, bet ne judant jos paviršiumi).

Idealizavimas reiškia operaciją, kai psichiškai atpažįstama vienai teorijai svarbi savybė ar santykis ir psichiškai konstruojamas objektas, kuriam suteikta ši savybė (santykis). Dėl to idealus objektas turi tik šią savybę (santykį). Mokslas tikrovėje nustato bendrus modelius, kurie yra reikšmingi ir pasikartoja įvairiuose dalykuose, todėl turime daryti abstrakcijas nuo realių objektų. Taip formuojasi tokios sąvokos kaip „atomas“, „rinkinys“, „absoliutus juodas kūnas“, „idealios dujos“, „nepertraukiama terpė“. Tokiu būdu gauti idealūs objektai iš tikrųjų neegzistuoja, nes gamtoje negali būti objektų ir reiškinių, kurie turėtų tik vieną savybę ar savybę. Taikant teoriją, reikia dar kartą palyginti gautus ir panaudotus idealius bei abstrakčius modelius su tikrove. Todėl svarbu pasirinkti abstrakcijas pagal jų tinkamumą tam tikrai teorijai ir tada jas atmesti.

Tarp specialūs universalūs tyrimo metodai nustatyti analizę, sintezę, palyginimą, klasifikavimą, analogiją, modeliavimą. Gamtos mokslo žinių procesas vykdomas taip, kad pirmiausia stebime bendrą tiriamo objekto vaizdą, kuriame detalės lieka šešėlyje. Su tokiu stebėjimu neįmanoma žinoti vidinės objekto struktūros. Norėdami jį ištirti, turime atskirti tiriamus objektus.

Analizė– vienas iš pradinių tyrimo etapų, kai nuo pilno objekto aprašymo pereinama prie jo struktūros, sudėties, savybių ir savybių. Analizė yra mokslinio pažinimo metodas, pagrįstas protiniu arba realiu objekto padalijimu į jo sudedamąsias dalis ir atskiru jų tyrimu. Neįmanoma pažinti objekto esmės tik išryškinant elementus, iš kurių jis susideda. Kai tiriamo objekto detalės tiriamos per analizę, ją papildo sintezė.

Sintezė - mokslo žinių metodas, pagrįstas analizės metu nustatytų elementų deriniu. Sintezė veikia ne kaip visumos konstravimo metodas, o kaip visumos vaizdavimo metodas vienintelių žinių, gautų analizuojant, pavidalu. Ji parodo kiekvieno elemento vietą ir vaidmenį sistemoje, ryšį su kitais komponentais. Analizė daugiausia fiksuoja tą konkretų dalyką, kuris skiria dalis viena nuo kitos, sintezė – apibendrina analitiškai identifikuotus ir tiriamus objekto požymius. Analizė ir sintezė kyla iš praktinės žmogaus veiklos. Žmogus išmoko mintyse analizuoti ir sintetinti tik praktinio atskyrimo pagrindu, pamažu suvokdamas, kas atsitinka su objektu, atliekant su juo praktinius veiksmus. Analizė ir sintezė yra analitinio-sintetinio pažinimo metodo komponentai.

Atlikdami kiekybinį tiriamų savybių, objektų ar reiškinių parametrų palyginimą, kalbame apie palyginimo metodą. Palyginimas– mokslo žinių metodas, leidžiantis nustatyti tiriamų objektų panašumus ir skirtumus. Palyginimas yra daugelio gamtos mokslų matavimų, kurie yra neatsiejama bet kurio eksperimento dalis, pagrindas. Lygindamas objektus vienas su kitu, žmogus įgyja galimybę teisingai juos pažinti ir taip teisingai naršyti jį supantį pasaulį bei kryptingai jį paveikti. Palyginimas yra svarbus, kai lyginami objektai, kurie yra tikrai vienarūšiai ir panašūs iš esmės. Palyginimo metodas išryškina skirtumus tarp tiriamų objektų ir sudaro bet kokių matavimų, tai yra eksperimentinio tyrimo, pagrindą.

klasifikacija– mokslo žinių metodas, sujungiantis į vieną klasę objektus, kurie esminėmis savybėmis yra kuo panašesni vienas į kitą. Klasifikavimas leidžia sukauptą įvairią medžiagą sutrumpinti iki palyginti nedidelio klasių, tipų ir formų skaičiaus ir nustatyti pradinius analizės vienetus, atrasti stabilias charakteristikas ir ryšius. Paprastai klasifikacijos išreiškiamos natūralios kalbos tekstais, diagramomis ir lentelėmis.

Analogija – pažinimo metodas, kurio metu žinios, gautos tiriant objektą, perkeliamos į kitą, mažiau ištirtą, tačiau kai kuriomis esminėmis savybėmis panašią į pirmąjį. Analogijos metodas pagrįstas objektų panašumu pagal daugybę charakteristikų, o panašumas nustatomas lyginant objektus tarpusavyje. Taigi, analogijos metodo pagrindas yra palyginimo metodas.

Analoginis metodas yra glaudžiai susijęs su metodu modeliavimas, kuris yra bet kokių objektų tyrimas naudojant modelius su tolesniu gautų duomenų perkėlimu į originalą. Šis metodas pagrįstas dideliu originalaus objekto ir jo modelio panašumu. Šiuolaikiniuose tyrimuose naudojami įvairūs modeliavimo tipai: dalykinis, mentalinis, simbolinis, kompiuterinis. Tema modeliavimas – tai modelių, atkuriančių tam tikras objekto savybes, naudojimas. psichikos Modeliavimas – tai įvairių mentalinių reprezentacijų naudojimas įsivaizduojamų modelių pavidalu. Simboliška modeliuojant kaip modeliai naudojami brėžiniai, diagramos ir formulės. Jie simboliniu pavidalu atspindi tam tikras originalo savybes. Simbolinio modeliavimo rūšis yra matematinis modeliavimas, sukurtas naudojant matematiką ir logiką. Tai apima lygčių sistemų, apibūdinančių tiriamą gamtos reiškinį, sudarymą ir jų sprendimą įvairiomis sąlygomis. Kompiuteris modeliavimas pastaruoju metu plačiai paplito (Sadokhin A.P., 2007).

Dėl mokslinių žinių metodų įvairovės sunku juos taikyti ir suprasti jų vaidmenį. Šias problemas sprendžia speciali žinių sritis – metodika. Pagrindinis metodologijos tikslas – ištirti pažinimo metodų kilmę, esmę, efektyvumą ir raidą.

Gamtos mokslų žinių metodika. Pagrindiniai gamtos mokslai (fizika, chemija, biologija), jų panašumai ir skirtumai

Įvadas

Gamtos mokslų žinių metodai

Trečiojo Reicho politiniai lyderiai

kryžiuočiai ir kryžiaus žygiai

Pagrindiniai gamtos mokslai (fizika, chemija, biologija), jų panašumai ir skirtumai

Žmogaus tikslas, jo vertybės ir gyvenimo prasmė

teisės metodinis tobulinimas (10 klasė) Rusijos rinkimų teisės ir rinkimų proceso tema

Gamtos mokslų žinių metodika. Pagrindiniai gamtos mokslai (fizika, chemija, biologija), jų panašumai ir skirtumai

Įvadas

Gamtos mokslų žinių metodai

Panašūs straipsniai