Структура научного познания: его методы, формы и виды

Структура процесса научного познания задается его методологией. Но что под этим следует понимать? Познание — это эмпирический метод получения знаний, который характеризует развитие науки как минимум с XVII века. Он включает в себя тщательное наблюдение, которое подразумевает строгий скептицизм в отношении того, что наблюдается, учитывая, что когнитивные предположения о том, как устроен мир, влияют на то, как человек интерпретирует восприятие.

Он включает формулировку гипотез посредством индукции на основе таких наблюдений; экспериментальные и основанные на измерениях проверки выводов, взятых из гипотез; и уточнение (или устранение) гипотез на основе экспериментальных результатов. Это принципы научного метода, в отличие от определенного ряда шагов, применимых ко всем научным предприятиям.

Теоретический аспект

Хотя существуют различные виды и структуры научного познания, в общем, есть непрерывный процесс, который включает в себя наблюдения о мире природы. Люди, естественно, любознательны, поэтому часто задают вопросы о том, что они видят или слышат, и часто вырабатывают идеи или гипотезы о том, почему вещи такие, какие есть. Лучшие гипотезы приводят к предсказаниям, которые могут быть проверены различными способами.

Наиболее убедительная проверка гипотез происходит от рассуждений, основанных на тщательно контролируемых экспериментальных данных. В зависимости от того, насколько дополнительные тесты соответствуют прогнозам, исходная гипотеза может потребовать уточнения, изменения, расширения или даже отклонения. Если конкретное предположение становится очень хорошо подтвержденным, может быть разработана общая теория, а также структура теоретического научного познания.

Процедурный (практический) аспект

Хотя процедуры варьируются от одной области исследования к другой, они часто одинаковы для разных областей. Процесс научного метода включает в себя создание гипотез (предположений), получение прогнозов из них в качестве логических последствий, а затем проведение экспериментов или эмпирических наблюдений на основе этих прогнозов. Гипотеза — это теория, основанная на знаниях, полученных при поиске ответов на вопрос.

Она может быть конкретной или широкой. Затем ученые проверяют предположения, проводя эксперименты или исследования. Научная гипотеза должна быть фальсифицируемой, подразумевая, что можно определить возможный результат эксперимента или наблюдения, который противоречит предсказаниям, выведенным из нее. В противном случае, гипотеза не может быть осмысленно проверена.

Эксперимент

Цель эксперимента состоит в том, чтобы определить, согласуются ли наблюдения или противоречат предсказаниям, полученным из гипотезы. Эксперименты могут проводиться в любом месте — от гаража до Большого адронного коллайдера CERN. Однако в формульной формулировке метода возникают трудности. Хотя научный метод часто представляется в виде фиксированной последовательности шагов, он являет собой, скорее, набор общих принципов.

Не все шаги имеют место в каждом научном исследовании (ни в одной и той же степени), и они не всегда находятся в одном и том же порядке. Некоторые философы и ученые утверждают, что нет научного метода. Так считают физик Ли Смолина и философ Поля Фейерабенда (в его книге «Против метода»).

Проблематика

Структура научного знания и познания во многом определяется ее проблематикой. Многолетние споры в истории науки касаются:

  • Рационализма, особенно в том, что касается Рене Декарта.
  • Индуктивизма и/или эмпиризма, как об этом говорил Фрэнсис Бэкон. Стали споры особенно популярными у Исаака Ньютона и его последователей;
  • Гипотезо-дедуктивизма, который вышел на первый план в начале XIX века.

История

Термин «научный метод» или «научное познание» появился в XIX веке, когда происходило значительное институциональное развитие науки и появилась терминология, устанавливающая четкие границы между наукой и ненаукой, такими понятиями как «ученый» и «лженаука». В течение 1830-х и 1850-х годов, когда беконизм был популярен, натуралисты, как Уильям Уэуэлл, Джон Гершель, Джон Стюарт Милль, участвовали в дискуссиях по поводу «индукции» и «фактов» и были сосредоточены на том, как генерировать знания. В конце XIX века дебаты по поводу реализма против антиреализма были проведены в качестве мощных научных теорий, выходящих за рамки наблюдаемого, равно как и за рамки структуры научного знания и познания.

Термин «научный метод» получил широкое распространение в двадцатом веке, появившись в словарях и научных учебниках, хотя его значение не достигло научного консенсуса. Несмотря на рост в середине двадцатого века, к концу этого столетия многочисленные влиятельные философы науки, такие как Томас Кун и Пол Фейерабенд, поставили под сомнение универсальность «научного метода» и при этом в значительной степени заменили понятие науки как гомогенный и универсальный метод с использованием гетерогенной и локальной практики. В частности Пол Фейерабенд утверждал, что существуют некие универсальные правила науки, что и определяет специфику и структуру научного познания.

Весь процесс включает в себя создание гипотез (теорий, предположений), получение прогнозов из них в качестве логических последствий, а затем проведение экспериментов на основе этих прогнозов, чтобы определить, была ли первоначальная гипотеза верной. Однако в этой формулировке метода возникают трудности. Хотя научный метод часто представляется в виде фиксированной последовательности шагов, эти действия лучше рассматривать как общие принципы.

Не все шаги имеют место в каждом научном исследовании (ни в одной и той же степени), и они не всегда выполняются в одном и том же порядке. Как отметил ученый и философ Уильям Уэуэлл (1794–1866), «изобретательность, проницательность, гениальность» необходимы на каждом этапе. Структура и уровни научного познания были сформулированы именно в XIX веке.

Важность вопросов

Вопрос может относиться к объяснению конкретного наблюдения — «Почему небо голубое», но также может быть открытым — «Как я могу разработать лекарство для лечения этой конкретной болезни». Этот этап часто включает в себя поиск и оценку доказательств предыдущих экспериментов, личных научных наблюдений или утверждений, а также работ других ученых. Если ответ уже известен, может быть задан другой вопрос, основанный на доказательствах. При применении научного метода к исследованию, определение хорошего вопроса бывает очень трудным, и это повлияет на результат исследования.

Гипотезы

Предположение — это теория, основанная на знаниях, полученных при формулировании вопроса, который может объяснить любое данное поведение. Гипотеза может быть очень конкретной, например, принцип эквивалентности Эйнштейна или Фрэнсис Крик «ДНК делает РНК делает белок», или он может быть широким, например, неизвестные виды жизни обитают в неисследованных глубинах океанов.

Статистическая гипотеза — это предположение о данной статистической совокупности. Например, население может быть людьми с определенным заболеванием. Теория может заключаться в том, что новый препарат излечит болезнь у некоторых из этих людей. Термины, обычно связанные со статистическими гипотезами, являются нулевой и альтернативной гипотезой.

Нулевая — предположение о том, что статистическая гипотеза неверна. Например, что новый препарат ничего не делает и любое лекарство вызвано случайностью. Исследователи обычно хотят показать, что нулевое предположение неверно.

Альтернативная гипотеза — желаемый результат, что лекарство действует лучше, чем шанс. Последний момент: научная теория должна быть фальсифицируемой, это означает, что можно определить возможный результат эксперимента, который противоречит предсказаниям, выведенным из гипотезы; иначе, это не может быть осмысленно проверено.

Формирование теории

Этот шаг предполагает определение логических последствий гипотезы. Затем выбирается одно или несколько прогнозов для дальнейшего тестирования. Чем менее вероятно, что предсказание будет верным просто по совпадению, тем более убедительным оно будет, если оно выполнится. Доказательства также более убедительны, если ответ на прогноз еще не известен, из-за влияния предвзятого предубеждения (см. также сообщение).

В идеале прогноз должен также отличать гипотезу от вероятных альтернатив. Если два предположения делают одно и то же предсказание, соблюдение прогноза не является доказательством того или другого. (Эти утверждения об относительной силе доказательств могут быть математически получены с использованием теоремы Байеса).

Проверка гипотезы

Это исследование того, ведет ли себя реальный мир так, как предсказывает гипотеза. Ученые (и другие люди) проверяют предположения, проводя эксперименты. Цель состоит в том, чтобы определить, согласуются ли наблюдения за реальным миром или противоречат предсказаниям, полученным из гипотезы. Если они соглашаются, уверенность в теории возрастает. В противном случае она уменьшается. Соглашение не гарантирует, что гипотеза верна; будущие эксперименты могут выявить проблемы.

Карл Поппер посоветовал ученым попытаться сфальсифицировать предположения, то есть найти и проверить те эксперименты, которые кажутся наиболее сомнительными. Большое количество успешных подтверждений не убедительно, если они возникают в результате экспериментов, которые избегают риска.

Эксперимент

Эксперименты должны быть спроектированы так, чтобы минимизировать возможные ошибки, особенно за счет использования соответствующих научных средств контроля. Например, тесты медикаментозного лечения обычно проводятся как двойные слепые тесты. Испытуемый, который может невольно показать остальным, какие образцы являются желаемыми тестовыми препаратами, а какие — плацебо, не знает, какие из них. Такие подсказки могут повлиять на ответы испытуемых, что задает структуру в конкретном эксперименте. Эти формы исследования являются самой важно частью процесса познания. Они также интересны с точки зрения изучения его (научного познания) структуры, уровней и формы.

Кроме того, провал эксперимента не обязательно означает, что гипотеза неверна. Исследования всегда зависят от нескольких теорий. Например, что испытательное оборудование работает должным образом и отказ может быть отказом одной из вспомогательных гипотез. Предположение и эксперимент являются неотъемлемой частью структуры (и формы) научного познания.

Последние могут проводиться в лаборатории колледжа, на кухонном столе, на дне океана, на Марсе (с использованием одного из рабочих роверов) и в других местах. Астрономы проводят тесты, ища планеты вокруг далеких звезд. Наконец, большинство отдельных экспериментов затрагивают очень специфические темы по соображениям практичности. В результате доказательства по более широким темам обычно накапливаются постепенно, как того и требует структура методологии научного познания.

Сбор и изучение результатов

Этот процесс включает определение того, что показывают результаты эксперимента, и принятие решения о дальнейших действиях. Предсказания теории сравниваются с предсказаниями нулевой гипотезы, чтобы определить, кто лучше сможет объяснить данные. В тех случаях, когда эксперимент повторяется много раз, может потребоваться статистический анализ, такой как критерий хи-квадрат.

Если доказательства опровергли предположение, требуется новое; если эксперимент подтверждает гипотезу, но данные недостаточно убедительны для высокой достоверности, необходимо проверить другие предсказания. Как только теория убедительно подтверждается доказательствами, может быть задан новый вопрос, чтобы обеспечить более глубокое понимание той же темы. Этим же определяется и структура научного познания, его методы и формы.

Данные других ученых и опыт часто включаются на любом этапе процесса. В зависимости от сложности эксперимента, может потребоваться много итераций, чтобы собрать достаточно доказательств, а затем ответить на вопрос с уверенностью, или создать много ответов на очень специфические вопросы, а после ответить на один более широкий. Этот метод задавания вопросов и определяет структуру и формы научного познания.

Если эксперимент не может быть повторен для получения тех же результатов, это означает, что исходные данные могли быть ошибочными. В итоге обычно один эксперимент выполняется несколько раз, особенно когда имеются неконтролируемые переменные или другие признаки экспериментальной ошибки. Для получения значительных или неожиданных результатов другие ученые могут также попытаться воспроизвести их для себя, особенно если это будет важно для собственной работы.

Внешняя научная оценка, аудит, экспертиза и прочие процедуры

На чем зиждется авторитетность структуры научного познания, его методы и формы? Прежде всего на мнении экспертов. Оно формируется посредством оценки эксперимента экспертами, которые обычно дают свою рецензию анонимно. Некоторые журналы требуют, чтобы экспериментатор предоставил списки возможных рецензентов, особенно если эта область является узкоспециализированной.

Рецензирование не подтверждает правильность результатов, только то, что, по мнению рецензента, сами эксперименты были обоснованными (на основании описания, предоставленного экспериментатором). Если работа проходит рецензирование, что иногда может потребовать новых экспериментов, запрошенных рецензентами, она будет опубликована в соответствующем научном издании. Конкретный журнал, который публикует результаты, указывает на воспринимаемое качество работы.

Запись и обмен данными

Ученые, как правило, осторожны в записи своих данных — это требование, выдвинутое Людвиком Флеком (1896–1961) и другими. Хотя обычно это не требуется, их могут попросить предоставить отчеты другим ученым, которые хотят воспроизвести свои первоначальные результаты (или части своих первоначальных результатов), распространяясь на обмен любыми экспериментальными образцами, которые может быть трудно получить.

Классическая модель

Классическая модель научного познания происходит от Аристотеля, который различал формы приближенного и точного мышления, излагал тройственную схему дедуктивного и индуктивного умозаключений, а также рассматривал сложные варианты, такие как рассуждение о структуре научного познания, его методах и формах.

Гипотетико-дедуктивная модель

Эта модель или метод является предлагаемым описанием научного метода. Здесь предсказания из гипотезы являются центральными: если вы предполагаете, что теория верна, какие последствия предполагаются?

Если дальнейшее эмпирическое исследование не продемонстрирует, что эти предсказания соответствуют наблюдаемому миру, можно сделать вывод, что предположение неверно.

Прагматичная модель

Пришло время поговорить о философии структуры и методов научного познания. Чарльз Сандерс Пирс (1839–1914) охарактеризовал исследование (изучение) не как погоню за истиной как таковой, а как борьбу за то, чтобы уйти от раздражающих, сдерживающих сомнений, порожденных неожиданностями, разногласиями и прочим. Его вывод актуален до сих пор. Он, в сущности, сформулировал структуру и логику научного познания.

Пирс считал, что медленное, неуверенное отношение к эксперименту может быть опасно в практических вопросах, и что научный метод лучше всего подходит для теоретических исследований. Которые, в свою очередь, не должны быть поглощены другими методами и практическими целями. «Первое правило» разума заключается в том, что для того, чтобы учиться, нужно стремиться к обучению и, как следствие, понимать структуру научного познания, его методы и формы.

Преимущества

Уделяя особое внимание генерации объяснений, Пирс описал изучаемый термин как координацию трех видов умозаключений в целенаправленном цикле, ориентированном на урегулирование сомнений:

  • Экспликация. Неясный предварительный, но дедуктивный анализ гипотезы, чтобы сделать ее части как можно более ясными, как того требует понятие и структура метода научного познания.
  • Демонстрация. Дедуктивная аргументация, евклидова процедура. Явное выведение последствий гипотезы как прогнозов, для индукции, чтобы проверить, о доказательствах, которые будут найдены. Следственный или, если необходимо, теоретический.
  • Индукция. Долгосрочная применимость правила индукции выводится из принципа (предполагающего, что в целом рассуждения) заключаются в том, что реальное является лишь объектом окончательного мнения, к которому может привести адекватное исследование; все, к чему нет такой процесс когда-либо приведет, не будет реальным. Индукция, включающая в себя текущие испытания или наблюдения, следует методу, который, при достаточном сохранении, уменьшит его погрешность ниже любой заранее определенной степени.
  • Научный метод превосходит другие в том, что специально разработан для достижения (в конечном итоге) самых надежных убеждений, на которых могут основываться самые успешные практики.

    Исходя из идеи, что люди ищут не истину как таковую, а вместо того, чтобы подчинить раздражающее, сдерживающее сомнение, Пирс показал, как благодаря борьбе некоторые могут прийти к тому, чтобы подчиняться истине во имя честности веры, искать в качестве истины руководство для потенциальной практики. Им была сформулирована аналитическая структура научного познания, его методы и формы.

    Источник

    Оцените статью
    Агрегатор Новостей