Значение эксперимента для науки

Эксперимент играет ключевую роль в науке, поскольку он позволяет проверять гипотезы и теории на практике. Благодаря экспериментальным данным ученые могут подтвердить или опровергнуть свои предположения, а также получить новые знания о закономерностях и явлениях природы.

Кроме того, эксперименты способствуют развитию научного метода, формируют критическое мышление и стимулируют обсуждение среди исследователей. Именно через эксперименты происходит накопление фактов, которые служат основой для дальнейших исследований и открытий, способствуя эволюции науки в целом.

Наблюдение и эксперимент как методы научного познания

Одним из способов получения научных знаний являются наблюдение и эксперимент.

Определение 1

Наблюдение это целенаправленное собирание информации об изучаемом объекте в его естественной среде.

Эта информация получается благодаря чувственным способностям человека- ощущении, восприятии и представлении. Результатом наблюдения является получение данных.

Наблюдение включает в себя следующие компоненты:

наблюдатель;
объект исследования;
условия наблюдения;
средства наблюдения (измерительные инструменты).

Наблюдатель активен в том, что он выбирает, что наблюдать, в зависимости от своих целей: что уделять внимание, на что сосредотачиваться и так далее. Опытный наблюдатель не пренебрегает явлениями, которые не соответствуют его целям наблюдения.

Такие явления фиксируются, потому что они могут быть полезными для понимания объекта изучения. Активность наблюдателя тесно связана с теоретическим содержанием результатов наблюдения. Важна не только чувственная сторона наблюдения, но и рациональная способность, выраженная в теоретических установках.

Также активность исследователя проявляется в выборе необходимых средств наблюдения. Наблюдение направлено на сохранение условий существования объекта. Наблюдатель проявляет активность, ограничивая самого себя.

Бывают разные виды наблюдений:

Качественное;
Количественное.

Качественное наблюдение применялось людьми задолго до появления науки в современном понимании. Количественное наблюдение начали применять в период Нового Времени – времени формирования научного знания. Количественные наблюдения связаны с математическими измерениями и использованием измерительной техники.

Эксперимент как метод научного познания

Определение 2

Эксперимент — это активное собирание данных о изучаемом объекте в специально созданных контролируемых условиях.

Эксперимент включает в себя следующие компоненты:

лаборатория (пространственно-временная область). Ее границы могут быть реальными и мысленными;
система, которую исследует исследователь;
протокол эксперимента;
реакции системы, которые записываются с помощью необходимых приборов.

Существуют различные виды экспериментов.

В зависимости от целей исследования, используемых средств и объектов познания, можно выделить следующие виды:

исследовательский (поисковый) эксперимент;
проверочный (контрольный) эксперимент;
воспроизводящий эксперимент;
изолирующий эксперимент;
совершенный и многочисленный эксперимент;
физический, химический, биологический, социальный эксперимент.

Эксперимент способен быть естественным и умственным:

Естественный эксперимент подразумевает преднамеренное вмешательство исследователя в естественный ход событий.
Умственный эксперимент — это манипулирование не реальными объектами, а с информацией о них без вмешательства в ход событий.

Выделяют управляемый и неуправляемый эксперимент.

Эксперимент с контролем — это попытка добиться чистого воздействия экспериментальных факторов. Для этого проводится тщательный анализ и выравнивание других условий, которые могут исказить влияние экспериментального фактора. Выравнивание происходит для всех объектов, участвующих в эксперименте. Для этого выделяются факторы, влияющие на ожидаемые результаты, и проводится предварительный анализ проблемы при разработке программы исследования. Неконтролируемый эксперимент широко используется на практике для оценки эффективности исследования по принципу: "проведем и посмотрим, что получится".

Идея использования эксперимента в качестве самостоятельного метода научного познания возникла в 17 веке и символизировала развитие науки в эпоху Нового времени. Экспериментальный подход оказал влияние на такие области знания, как биология, химия и физиология. В 19 веке эксперимент начали применять в психологии (В. Вундт), а позднее — в социологии.

Текст научной работы на тему «РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ФОРМАХ ПОЗНАНИЯ»

Роль эксперимента в естественных науках

В журнале магистратуры была опубликована статья о значении эксперимента в современных естественных науках. Автор раскрыл основные характеристики современного эксперимента и рассмотрел его роль в современном естественнонаучном познании. Также были рассмотрены основные виды эксперимента, такие как лабораторный и естественный, и прослежена их значимость для науки.

Ключевые слова: эксперимент, современный эксперимент, лабораторный эксперимент, естественный эксперимент, естествознание, наука.

Роль эксперимента в научном познании постоянно возрастает, что требует непрерывного улучшения этого метода изучения явлений в условиях, контролируемых исследователем. Основное отличие эксперимента от наблюдения заключается в активном взаимодействии с изучаемыми объектами. По мнению К. Поппера, возможность проведения эксперимента является основным отличием науки от псевдонауки и лженауки. Важно также отметить, что важным стимулом развития науки является ее готовность интерпретировать не только знания, но и ошибки.

Характеристиками современного эксперимента являются следующие особенности:

1. Возрастание значения теоретической основы эксперимента. Перед проведением эксперимента часто проводится теоретическая работа, в результате которой собирается большое количество информации, необходимой для проведения работы.

2. Сложное техническое оснащение эксперимента. Современные эксперименты часто проводятся с использованием разнообразной аппаратуры, высокоточных и высокочувствительных приборов, а также различных механических устройств.

Эксперимент проводится на основе теории, которая определяет цели эксперимента. Одной из основных целей эксперимента является проверка выдвинутых гипотез и теорий. В результате выполнения работы получаются свойства исследуемых объектов, которые становятся объектом изучения в естественных или специально созданных условиях.

Лабораторный эксперимент проводится в специально созданных условиях, обеспечивающих строгий контроль над всеми изменениями, влияющими на процесс проведения и использование специального оборудования. Однако сложностью является необходимость адаптации полученных результатов к реальным условиям [3].

В отличие от лабораторного, естественный эксперимент проводится в реальной жизненной среде. Преимуществом является возможность изучения объектов в их естественной среде, что упрощает перенос полученных данных. Однако недостатком является отсутствие контроля над всеми изменениями, что может привести к неточностям и искажениям результатов [3].

Таким образом, чем сложнее задача эксперимента, тем больше внимания уделяется качеству эксперимента и точности полученных результатов. Это приводит к выявлению четырех способов решения данной проблемы:

1) Повышение количества повторных измерений;

2) Улучшение оборудования, используемого в эксперименте, улучшение его качества и функциональных характеристик;

3) Уделение большего внимания факторам, которые влияют на объект исследования; Предварительное планирование эксперимента позволяет более точно учитывать специфические свойства объекта исследования, а также учитывать все особенности используемого оборудования.

Источник: Вестник магистратуры. 2017. № 1-2(64).

Точность полученных результатов эксперимента зависит от качества самого эксперимента, от анализа особенностей исследуемого объекта, а также от чувствительности и точности используемых приборов.

Выполнение эксперимента в значительной степени зависит от мыслительной деятельности человека, проводящего эксперимент, и имеет философский характер. Взаимосвязь с философией свидетельствует о более высоком уровне развития естествознания. Со временем теоретическое мышление, содержащее философскую ориентацию, изменяется и принимает другие формы и содержание. Можно сказать, что лучшие результаты достигает тот экспериментатор, который владеет всеми вопросами, связанными с его профессией, и может свободно ориентироваться в вопросах философии, имеющих отношение к научному познанию.

Из-за того, что ученые стремятся создать научную картину мира, начинается сближение философии и естествознания. Для фундаментальной науки "жить в мире неготовых смыслов все же тенденция, а не суть постижения" [4]. В отличие от утверждений естественных наук, научная картина мира более обобщенна. При развитии естествознания происходит замена устаревшей картины мира на новую, и в ходе проведения эксперимента возрастает роль философских идей, которые имеют форму теоретических постулатов, на основе которых происходит реализация эксперимента.

Вторая половина ХХ века принесла значительные успехи в естественных науках, несмотря на отставание экспериментальных исследований от теоретических. Развитие экспериментальной базы сыграло здесь важную роль. Невозможно перечислить все достижения, но большинство из них нашло применение в современных технологиях.

Примером современных научных достижений можно назвать эксперименты с Большим адронным коллайдером — самым крупным ускорителем заряженных частиц в мире. Целью создания этой установки было изучение топ-кварков, механизма электрослабой симметрии, поиск суперсимметрии и проверка других экзотических теорий.

Запуск Большого адронного коллайдера привел к проведению новых экспериментов и обнаружению новых явлений, одним из самых важных из которых стало открытие Бозона Хиггса. Однако у таких исследований есть и обратная сторона. Пока что используется только малая часть мощности этого коллайдера. Некоторые ученые считают, что "последние годы происходит что-то странное с Землей."

Поле каждой частицы распространяется бесконечно. Может быть, что вибрации протонов в коллайдере вызывают резонанс у всех протонов, нейтронов и электронов нашей Планеты. И способствуют возникновению негативных процессов» [2].

Негативные последствия после научных экспериментов — не единственное явление в современном мире. Большой ущерб науке и теории наносит разрыв между теорией и практикой. Отсутствие опыта и жизненной практики характерно не только для ученых, но также для философов, занимающихся проблемами естествознания. Один из примеров — отношение ученых к кибернетике в 40-х годах XX века, когда в философских кругах кибернетика считалась лженаукой. Если бы ученые продолжали так относиться к кибернетике, то возможностей полетов в космос и создания современных технологий не было бы, поскольку кибернетические системы управляют сложными процессами.

Интеграция эксперимента и теории является ключевым элементом в развитии естествознания. Это позволяет проверить и подтвердить любую теорию, способствуя дальнейшему развитию всех областей естественных наук. Совместное развитие теории и эксперимента в дальнейшем поможет вывести на более высокий уровень абсолютно все отрасли естествознания.

1. Эксперимент. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/4638

2.Большой адронный коллайдер. URL: http://kollaideru.net

3.Шишелова Т.И., Чиликанова Л.В., Созинова Т.В., Коновалов Н.П. Физические методы исследования веществ: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. 156 с.

4.Хакуз П.М., Гура А.Ю. «Легкая трудность» как структура педагогического процесса // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия «Регионоведение: философия, история, социология, юриспруденция, культурология». Майкоп: изд-во АГУ, 2012. №4 (108). С. 33-4

5.Гура А.Ю. Проблемность истины и способы ее усиления [Электронный ресурс] // Научные труды КубГТУ, — 2015. — №12. — Режим доступа: http: // ntk.kubstu.ru/file/707 (дата обращения: 12.12.2016)

ГОРЕНКО ДЕНИС АНДРЕЕВИЧ — магистрант кафедры кадастра и геоинженерии, Кубанский государственный технологический университет, Россия.

Роль и понятие эксперимента в научном познании

Эксперимент — это способ исследования, при помощи которого объект либо воссоздается искусственно, либо помещается в определенные условия, соответствующие целям исследования.

Особое значение имеет мысленный эксперимент, который проводится над воображаемой моделью. Для него характерно тесное взаимодействие воображения и мышления. Эксперимент можно проводить многократно, что позволяет делать выводы на основе большого количества наблюдений. Для проведения эксперимента, так же как и для наблюдения, необходимы предварительные знания, как отмечал И.П.Павлов, нужно иметь определенное общее представление о предмете, чтобы можно было привязывать факты, чтобы было на что опираться для будущих исследований.

В процессе наблюдения и экспериментов осуществляется запись и оформление результатов. Это происходит в виде научного отчета с использованием специальных терминов, а Визуально с помощью графиков, рисунков и фотографий, а также символически с помощью математических и химических формул.

Основным требованием к описанию является точность и достоверность воспроизведения полученных данных. Описание может быть полным или неполным, но всегда предполагает систематизацию материала, его группировку и обобщение. Чисто описательный подход остается лишь начальным этапом научной работы. Установление фактов является необходимым условием для научных исследований.

Эксперимент — это метод эмпирического познания, более сложный, чем наблюдение. Он предполагает активное воздействие исследователя на изучаемый объект и включает в себя методы наблюдения и измерения, но обладает своими особенностями.

1) Эксперимент позволяет изучить объект без всяких побочных факторов, затрудняющих процесс исследования.

2) В процессе эксперимента объект может быть подвергнут искусственным, включая экстремальные условия.

3) Эксперимент позволяет исследователю активно вмешиваться в изучаемый процесс, влиять на его протекание.

4) Условия эксперимента и проводимые при этом наблюдения и измерения могут быть многократно повторены для получения достоверных результатов.

Эксперименты могут быть разделены на два типа в зависимости от их цели: исследовательские и проверочные. Исследовательские эксперименты направлены на обнаружение новых свойств объекта, которые до этого были неизвестны. Результаты таких экспериментов могут противоречить существующим теоретическим представлениям об объекте. В свою очередь, проверочные эксперименты проводятся с целью подтвердить теоретические концепции и предположения.

С точки зрения методики, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Качественные эксперименты ориентированы на поиск новых свойств объекта и не приводят к получению количественных данных. Количественные эксперименты, напротив, позволяют установить количественные взаимосвязи в изучаемом явлении. Оба типа экспериментов представляют собой последовательные этапы в процессе познания и изучения объекта.

Граница между экспериментом и наблюдением не так уж и четко определена. Например, современные ученые утверждают, что они наблюдают структуру вещества с помощью спектрального анализа. Но возможно, в период открытия спектрального анализа эти же самые наблюдения были скорее исследовательскими экспериментами. Поэтому, скорее всего, вопрос о том, является ли что-то непосредственно наблюдаемым или нет, зависит от текущего состояния нашего знания.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и поделись с друзьями:

Эксперимент

Эксперимент (от лат. experimentum – испытание, опыт), это метод исследования; это тип опыта, который проводится целенаправленно и имеет исследовательский характер. Он проводится в специально заданных, воспроизводимых условиях путем контролируемого изменения этих условий.

Эксперимент как метод исследования был определён логикой научного познания Нового времени (17-19 века) и связан с фундаментальным изменением понимания опыта в сравнении с античным восприятием сущего в его собственной идеальной форме и средневековым требованием дополнить схоластическую аргументацию путём усмотрения в опыте «внешнего» мира аналога «внутреннему» мистическому опыту. Для европейской науки понять — значит открыть сущностный закон, определяющий возможности существования вещей и явлений. Начало ревизии аристотелевского и схоластического понятия формы в духе экспериментального метода было положено в «Новом Органоне» Ф. Бэкона.

Основные характеристики различных видов экспериментов (исследовательский, проверочный, демонстрационный, качественный, решающий, мысленный, вычислительный эксперимент) сводятся к определению места и значения экспериментальной стратегии, которая определяет их.

Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемого объекта в зависимости от изменяющихся условий его существования; ищется функциональная зависимость за природными "субстанциями", рассматриваемыми как примеры действия единого закона.
Эксперимент происходит путем последовательных изменений условий, стремясь к предельному состоянию. Он открывает новые (мыслимые) сущности и одновременно является опытным открытием этих сущностей как предельных форм опыта. Например, Г. Галилей открыл существование коперниканского мира, экспериментируя с предельными формами мира аристотелианского. Принцип соответствия, выдвинутый Н. Бором, выявляет эту особенность развития теоретической мысли.
Поскольку опыт воспринимается с определенным образом видения и понимания, экспериментирование с объектами опыта преобразует и конструктивное воображение субъекта, создавая соответствующую способность видеть. В этом заключается "сократическая" функция эксперимента (Л. Ольшки).
Эксперимент направлен на достижение предела, в котором исследуемое явление выступает в "чистом виде", изолированно. Преобразующее действие эксперимента направлено на разделение сложной системы взаимодействий для выделения элементарной связи причина — действие и свободное от воздействий (инерциальное) бытие объекта. Это определяет эксперимент как процедуру идеализации, переход к мысленному эксперименту с идеальными объектами (к которым относятся утверждения теории). Специальные средства эксперимента создают условия, максимально приближенные к идеальным, и вместе с тем указывают путь к реальной интерпретации идеальных (теоретических) событий и объяснению реальных явлений.
Эксперименты должны быть связаны с техникой, поскольку воспроизведение реального события в идеальных условиях предполагает создание искусственных условий эксперимента. Экспериментальные исследования проводятся в лабораториях, где применяются современные технологии (например, современные ускорители частиц), и являются наиболее эффективными с технической точки зрения (ядерная энергия, генная инженерия).

Физика 20 века, включая релятивистскую и квантовую механику, выявила внутренние ограничения эксперимента как метода познания (принципы наблюдаемости, неопределенности, дополнительности, подчеркивающие невозможность исключения участия познавательного процесса в определении сущности познаваемого "объекта"), что привело к появлению существенно нового понимания бытия как бытия-возможности (онтология виртуальности).

Эксперименты наблюдательные [ ]

Основная тема: Исследования на поле [ ]

Основная тема: Математический эксперимент [ ]

«Мы должны снова осознать, что наука без экспериментов — это заблуждение, которое, вероятно, приведет к полному заблудившись в воображаемой догадке.» — [4]
«Современные ученые заменили эксперименты математикой, и они блуждают с уравнение на уравнение, в конечном итоге создавая структуру, которая не имеет никакого отношения к реальности.» — [5]

См. также [ ]

Микротехнология
Перечень известных опытов
Мысленный тест
Ссылки [ ]
↑http://bse.sci-lib.com/article125720.html
↑http://en.wikipedia.org/wiki/Experiment
↑http://en.wikipedia.org/wiki/Experiment
↑http://en.wikipedia.org/wiki/Hannes_Alfv%C3%A9n
↑http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00078/81600.htm

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2018

Экспериментальный метод научного исследования — это новаторский подход, который изменил развитие человеческого знания, особенно в области естествознания. Многие ученые считают, что именно систематическое применение экспериментального метода привело к возникновению опытной науки в современном смысле этого слова, открывшей новую эру после античной философии и средневековой схоластики.

Эксперимент как самостоятельный метод научного исследования был предложен и продвинут Г.Галилеем. Он использовал физический эксперимент для опровержения основ аристотелевской физики и создания основ классической механики, которая позже была разработана в трудах И. Ньютона. Экспериментальный метод, зародившийся в области физики, постепенно распространялся на химию, биологию, физиологию и другие естественные и технические науки. В наше время он также становится все более важным в области общественных наук (экономика, социология, психология и т. д.). В современной науке эксперимент играет ключевую роль как основной метод эмпирического исследования.

2. Практическое применение эксперимента

Происхождение слова «эксперимент» связано с греческим словом «experimentym», что означает «проба», «опыт». Экспериментом называется научно проведенный опыт или наблюдение изучаемого явления в определенных условиях, которые позволяют контролировать процесс явления и повторять его многократно при повторении этих условий. В общем понимании эксперимент — это любой опыт, попытка осуществить что-то новое, особый вид практики, предпринимаемой для получения новых знаний или проверки существующих.

Эксперимент включает в себя субъекта, объект познавательной деятельности, само действие и практические средства познания, такие как приборы и инструменты.

Для эффективного проведения экспериментальных исследований разрабатывается специальная методология эксперимента. Эта методология включает в себя несколько этапов: разработку программы эксперимента, оценку измерений, выбор средств проведения опыта, само проведение эксперимента, обработку и анализ полученных данных. Одной из особенностей этого процесса является использование различных приборов. Следует отметить, что эксперименты могут быть как естественными, так и искусственными.

Естественные эксперименты основаны исключительно на наблюдении. Они объединяют в себе положительные стороны и объективного наблюдения (естественность) и лабораторного (целенаправленного воздействия на человека). Такие эксперименты проводятся в условиях, близких к обычной деятельности испытуемого, который не знает, что он становится объектом исследования. Они проявляются в натуральных условиях труда, игры или учебы.

Для проведения искусственного эксперимента необходимо специально создавать окружающую обстановку. Он чаще всего используется в науках, изучающих неживую природу, и также известен как лабораторный эксперимент. Искусственный эксперимент обладает рядом преимуществ, включая возможность создания достаточных условий для исключения внешних факторов и обеспечения высокой внутренней валидности, при этом эффективно используя доступное время и ресурсы. Однако он часто сталкивается с проблемой внешней валидности и экстраполяции результатов.

В рамках эксперимента раскрывается причинно-следственная связь между изучаемым явлением и известными контролируемыми условиями.

Эксперимент предполагает активное вмешательство ученого в процесс исследования, управление этим процессом, так как условия меняются самим ученым, а также использование как минимум двух методик измерения.

Одно измерение оценивает условия, в которых протекает процесс, а другое изучает изменения, происходящие в изучаемых объектах. Важно иметь гипотезу, то есть предположение о характере изучаемой связи, которую следует подтвердить или опровергнуть экспериментом. По своей форме эксперимент напоминает деятельность, в которой участвуют субъект и объект, средства их взаимодействия, а также сам процесс, в результате которого достигается субъективная цель, изменяется объект, принимающий удобную форму для удовлетворения человеческих потребностей. В эксперименте Выделяются субъект и объект познавательной деятельности, практические средства познания (инструменты и приборы) и само действие, направленное на изменение объекта.

Таким образом, эксперимент изначально представляет собой особый вид деятельности, осуществляемый с целью приобретения новых знаний и проверки старых.

Учитывая вышесказанное, следует отметить, что особенность эксперимента заключается не только в выполнении практических действий, а в создании специальной приборной ситуации, экспериментальной установки. Она включает в себя элементы как естественного, так и искусственного происхождения, и ее целостное функционирование выступает как объект исследования. Создавая такую установку, ученый изучает ее работу, воздействуя на нее путем перегруппировки элементов, их удаления, замены новыми и т.д., то есть активно изменяет объект изучения и его структуру. Анализируя возникающие последствия, исследователь выявляет скрытые, но объективные свойства объектов и явлений, не доступные прямому наблюдению.

При проведении эмпирических исследований на изучаемый объект фактически воздействует измерительное устройство и порой даже полностью его моделирует. Однако это не искажает настоящих свойств изучаемых явлений, а напротив, помогает эффективно их выявить. Проблема заключается в том, что измерительное устройство (экспериментальная установка), хоть и создано человеком, является частью реального мира и работает в полной согласованности с природными законами.

Путем создания сложных технических систем в качестве инструментов для познания, человек приближается к миру, а не удаляется от него. Как известно, в природе объекты и явления существуют не изолированно, а взаимодействуют друг с другом, образуя целостную систему материального мира. Каждый уровень организации материи связан с другим уровнем.

Микропроцессы проявляются через макроявления, иначе они бы никогда не были обнаружены и изучены. Путем взаимодействия микрообъектов с приборами (то есть макрообъектами), мы действуем в соответствии с законами природы. Приборы являются единственным и наиболее надежным средством практического познания.

Поэтому классификация приборов имеет большое значение, так как специфика каждого прибора обуславливает специфику различных видов эмпирического познания. Поэтому, приборы можно разделить на пять основных групп:

1) Приборы, увеличивающие силу и диапазон чувственного восприятия (микроскопы, телескопы, приборы ночного видения, рентгеновские установки);

2) Измерительные приборы (линейки, часы, барометры, термометры, счетчики Гейгера);

3) Технические устройства, которые позволяют расчленить предметы и проникнуть в их внутреннюю структуру (ускорители, центрифуги, перегонные кубы, фильтры, призмы);

4) системы технического обеспечения, создающие необходимые условия для проведения эксперимента (барокамеры, аэродинамические трубы, вибросистемы);

5) устройства для зафиксирования результатов (кино-, фото-, телеаппаратура, электроскопы, осциллографы, различные индикаторы, флюоресцирующие экраны и т.д.). В современных научных исследованиях обычно используется комплекс таких устройств.

Эксперимент в своей деятельности имеет внешние и внутренние, объективные и субъективные признаки, которые проявляются на различных этапах и раскрывают его логическую структуру. До недавнего времени его специфика сводилась к сбору опытных данных, т.е. непосредственному экспериментированию, исключая подготовительные и заключительные этапы. Ранее полагали, что логическая обработка данных выходит за рамки экспериментального исследования и относится к теоретическому познанию.

Однако сейчас стало очевидно, что простые логико-математические операции входят в структуру эмпирического исследования, включая в себя эксперимент. Таким образом, без обработки опытных данных, т.е. без теоретической части, эмпирическое исследование невозможно.

Исходя из этого, можно сказать, что эксперимент не заключается только в проведении опыта и получении информации, а состоит из различных этапов, на каждом из которых сочетаются элементы чувственного, практического и теоретического познания. К ним относятся: 1) подготовительный, 2) этап проведения эксперимента и получение опытных данных; 3) этап обработки опытных данных, или заключительный. Анализ структурных особенностей экспериментального исследования помогает понять его природу с точки зрения гносеологии, то есть взаимоотношения объекта и субъекта познавательной деятельности. В следующем разделе более подробно рассматривается строение эксперимента, которое имеет не менее важное значение для достижения этой цели.

3. Экспериментальные подходы

Экспериментальные подходы представляют собой последовательности действий исследователя, определяемые структурой научного эксперимента.

Анализ структуры эксперимента может быть проведен на различных уровнях, что приведет к использованию методов с разной степенью детализации. Общий анализ структуры эксперимента позволяет установить последовательность действий исследователя, характерную для любого эксперимента. Это является наиболее общим и универсальным подходом. Более детальный анализ экспериментальных методов приведет к выделению процедур, специфических для определенных областей исследования.

В процессе научного исследования, каждый раз, когда мы проводим эксперимент, происходят процессы счета и измерения. Они имеют свои специфические методы, которые необходимы для развития науки, но при этом мы должны сделать шаг назад и поставить себя вне этих процессов. Эксперимент дополняется процедурами счета и измерения.

Хотя наука часто использует количественные характеристики для изучения объектов их функционирования, важно помнить, что мы измеряем только конкретные элементы объекта исследования. Поэтому в процессе счета и измерения всегда имеется считаемый и измеряемый объект. Кроме того, методологические модели, созданные на основе счета и измерений, должны быть проверены экспериментом.

Важное значение в исследованиях занимают математическая обработка результатов измерений и счетов, а также разработка математических моделей объектов познания, которые играют значительную роль в научных исследованиях. Однако, для правильного понимания этих методов необходимо провести анализ процесса познания в математике. Поэтому описание математических методов в терминах математики, с точки зрения методологического анализа, недостаточно.

Литература

Рузавин Г.И. Методология научного исследования. Учебное пособие. М.:ЮНИТИ,1999.

Подкорытов Г.А. О природе научного метода. – Л. Изд-во ЛГУ, 1988

В.Г.Блохин, О.П.Глудкин, А.И.Гуров, и др. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов. Учебник. — М.: Радио и связь,

Эксперимент

Исследование с использованием эксперимента появилось в естественных науках Нового времени (У. Гилберт, Г. Галилей). Первоначально это было философски осмыслено в работах Ф. Бэкона, который разработал первую классификацию экспериментов.

До этого момента формы языка и рациональной деятельности были одинаковыми как для практики, так и для науки, отличаясь только в целях использования (это различие закреплено терминологически путем противопоставления практического и эмпирического), а специфика научного познания была видна в психологических аспектах деятельности ученого. Только после триумфа механистической картины мира (И.

Ньютон), которая дала естественным наукам принципиально новую систему инструментов — теорию в современном понимании этого понятия — рациональная деятельность в науке начала опираться на теоретические инструменты, которые стали продуктом собственного развития. Развитие экспериментальной деятельности в науке сопровождалось в теории познания борьбой между рационализмом и эмпиризмом, различно понимавшими соотношение эмпирического и теоретического знания. Преодоление односторонности этих направлений, развитие теоретической базы естественных наук и смена господства механики на сосуществование различных теорий привели к тому, что не только средства, но и объекты эмпирического исследования начали выступать не как непосредственные эмпирические данные, а как опосредованные развитием теории. Другими словами, объект включается теперь в эмпирическую деятельность в результате предшествующего развития теоретического знания и выступает в этой деятельности теоретически не познанным, фиксируемым эмпирическим языком для получения в дальнейшем теоретических результатов.

В современной науке (см. Наука) используются различные типы экспериментов. Особенно важную роль играет эксперимент в естественных науках. В области фундаментальных исследований применяется качественный эксперимент, который направлен на установление наличия или отсутствия предполагаемого явления, описываемого научной теорией (см. Качество).

Более сложный вид эксперимента — измерительный эксперимент, который определяет количественные характеристики определенного свойства объекта (см. Количество, Измерение). Часто основная цель эксперимента заключается в проверке гипотез научной теории (см. Гипотеза), имеющих ключевое значение (так называемый решающий эксперимент).

Ещё одним типом эксперимента, который широко используется в фундаментальных исследованиях, является мысленный эксперимент (см. Эксперимент мысленный). Он относится к области теоретического знания и представляет собой систему мысленных, практически неосуществимых процедур, проводимых над идеальными объектами.

Мысленные эксперименты являются теоретическими моделями реальных ситуаций и проводятся с целью выяснения согласованности основных принципов теории. В области прикладных исследований используются все вышеперечисленные виды эксперимента. Их задачей является проверка конкретных теоретических моделей.

Модельный эксперимент, используемый в прикладных науках, осуществляется на материальных моделях, которые воспроизводят особенности изучаемой природной ситуации или технического устройства. Он тесно связан с производственным экспериментом. Для обработки результатов этих экспериментов применяются методы математической статистики, специализированной отрасли, изучающей принципы анализа и планирования эксперимента.

В XX веке, с развитием научного понимания социальных явлений, важность социальных экспериментов начала возрастать в связи с потребностями общественной практики, в том числе с потребностями совершенствования организации и управления обществом. Социальный эксперимент, являющийся методом исследования, Выполняет функцию оптимизации социальных систем (см.

Социальный эксперимент принадлежит и к сфере науки, и к сфере социального управления
Он помогает проектировать и внедрять в жизнь новые социальные формы
Объектом социального эксперимента является определённая группа или общность людей
Участники эксперимента — это не только исследователь, но и изучаемая им группа
Содержание и процедуры экспериментов подчинены правовым и моральным нормам общества
Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемого объекта в зависимости от изменяющихся условий его существования, ищет функциональную зависимость за природными «субстанциями», рассматривая их как примеры действия единого закона, одной «природы». Эксперимент становится методом познания, когда саму природу понимают как метод действия.
Изменение условий в эксперименте строится как последовательные приближения к предельному состоянию, как своего рода предельный переход. В эксперименте происходит выход за предметный (опытный) горизонт исходной теории в мир новых (мыслимых) сущностей и одновременно опытное открытие этих сущностей как предельных (парадоксальных) форм опыта.
Из-за того, что в опыте восприятия и понимания дано вместе с определенным образом видения, экспериментирование с объектом опыта изменяет и конструктивное воображение субъекта. При этом открывая новые объекты, эксперимент одновременно формирует соответствующую способность субъекта восприятия, то есть, экспериментатора.
Эксперимент направлен к пределу, в котором изучаемое явление выступает в "чистом виде", изолированно. Преобразующее воздействие эксперимента направлено на разделение сложной системы взаимодействий с целью выделить и изолировать элементарную связь причина-действие, а затем — свободное от воздействий (инерциальное) состояние объекта. Идея предельной изоляции свободного состояния и элементарного взаимодействия определяет эксперимент как процедуру идеализации, как предельный переход к мысленному эксперименту с идеальными объектами (к которым относятся утверждения теории). Эксперимент очень далек от какого-либо натурального наблюдения. Специальные технические средства создают условия эксперимента, максимально приближенные к идеальным (абсолютная пустота, абсолютно твердое тело, идеальный газ, силовые линии электромагнитного поля, простой рефлекс, социальный тип, чистая фонема и другие). Тем не менее, он указывает путь "реализации" идеального — реальной интерпретации идеальных (теоретических) событий и причинного объяснения реальных явлений. Любой реальный эксперимент имеет смысл только в рамках мысленного эксперимента с идеальными объектами. Точно так же и каждый теоретический конструкт (см. Конструкт) получает смысл реального понятия только как идеальный проект реального эксперимента. Мысленный эксперимент в специальном смысле, то есть, принципиально нереализуемый, воображаемый эксперимент, лишь обнаруживает внутреннюю экспериментальность самого теоретического мышления.
Проведение реального эксперимента в идеальных условиях предполагает создание специальных искусственных условий. Ведь целью идеализации в эксперименте является выявление основных действий (как причин и следствий), причем эксперимент основывается на использовании техники. Научные эксперименты проводятся в специальных лабораториях. В эксперименте техника рассматривается как способ открытия фундаментальных законов природы, а с учетом этих открытий природа становится возможной для технического использования. Экспериментальная техника (метод) соответствует воспроизводимому явлению (предмету) и представляет собой связующее звено между теоретическим открытием и его техническим применением, а достижения в области техники позволяют развивать научные исследования. Фундаментальные исследования являются как наиболее технологичными, так и наиболее эффективными в техническом плане.
Согласованность между техническими средствами и исследуемым объектом в эксперименте проявляется в том, что теоретическое открытие немедленно приводит к улучшению экспериментальной техники. В экспериментальной установке, созданной на основе теории, последняя теряет свой объективный характер и становится инструментом исследования, нацеленным на мир. Она улучшает техническое оснащение экспериментатора. В рамках эксперимента теоретическое знание вновь выводит мир за пределы его "объективной" картины как неизведанный и бесконечный объект.
В XX веке неклассическая физика (релятивистская и квантовая механика) выявила внутренние ограничения эксперимента как метода познания. Принципы наблюдаемости, неопределенности, дополнительности подчеркивают неотъемлемое участие познавательного акта в определении бытия познаваемого "объекта" (т.е. его не-объектность). Появляется существенно новое понимание бытия — бытие-событие, бытие-возможность (онтология виртуальности), новая концепция разума, архитектонически отличная от разума объективно познающего, и соответственно новое, неэкспериментальное понимание опыта.

Библиография

История принципов физического эксперимента от Античности до XVII века, написанная А.В. Ахутиным и опубликованная в Москве в 1976 году.
Книга М. Борна "Эксперимент и теория в физике" из его работы "Физика в жизни моего поколения", выпущенная в Москве в 1963 году.
Новый Органон Ф. Бэкона, выпущенный в Ленинграде в 1935 году.
Избранные труды Г. Галилея в 2 томах, изданные в Москве в 1964 году.
Р. Гук "Общая схема, или идея, настоящего состояния естественной философии" из книги "Научное наследство", выпущенной в Москве и Ленинграде в 1948 году.
"Математический эксперимент и научное познание" С. Н. Вовка, опубликованные в Киеве в 1984 году.
Метод и теория Б.С. Дынина, выпущенные в Москве в 1968 году.
Эксперимент, теория, практика П. Л. Капицы, опубликованные в Москве в 1974 году.
Место мысленного эксперимента в познании К. М. Макаревичюса, выпущенное в Москве в 1971 году.
Механика Э. Маха, изданная в Санкт-Петербурге в 1909 году.
Теория эксперимента В. В. Налимова, выпущенная в Москве в 1971 году.
Рузавин Г. И. Методы научного исследования. — М., 1974.
Рузавин Г. И. Методология научного познания. — М., 2012.
Рузавин Г. И. Научная теория. Логико-методологический анализ. — М., 1978.
Рывкина Р. В., Винокур А. В. Социальный эксперимент. — Новосибирск, 1968.
Сивоконь П. Е. Методологические проблемы естественнонаучного эксперимента. — М., 1968.
Стёпин В. С., Елсуков А. Н. Методы научного познания. — Минск, 1974.
Стёпин B. C. Теоретическое знание. Структура, историческая эволюция. — М., 2000.
Тригг Дж. Л. Решающие эксперименты в современной физике. — М., 1974.
Храмович М. А. Научный эксперимент, его место и роль в познании. — Минск, 1972.
Dingler H. Das Experiment, sein Wesen und seine Geschichte. — München, 1928.
Dingler Н. О истории и сути эксперимента. — Мюнхен, 1952.
Эксперимент и опыт в науке и искусстве, Фрайбург. — Мюнхен, 1963.
Mittelstrass J. Возможность науки. — Фр./М., 1974.
Siebel W. Логика эксперимента в социальных науках. — Берлин, 1965;
Parthey H., Wahl D. Экспериментальный метод в естественных и общественных науках. — Берлин, 1966.

Особенности проведения эксперимента: 1) Невозможно провести экспериментальное изучение объектов в случае отсутствия взаимодействия или если это взаимодействие невозможно зафиксировать. 2) Эксперимент всегда предполагает создание искусственной ситуации. 3) При выборе и применении метода необходимо учитывать взаимодействие законов, сформулированных для различных предметных областей. Например: слияние электронного микроскопа с клеткой приводит к сочетанию геометрической оптики с электродинамикой (дифракция, рефракция) и биологии.

4) Познавательная деятельность исследователя не является просто «чистым размышлением», зависящим только от свойств мышления; а) принцип работы приборов основан на определенной группе известных свойств объекта, которые используются для выявления и изучения других, неизвестных свойств объекта; б) каждая новая гипотеза всегда строится на основе предыдущих; в) использование материальных средств познания влияет на формирование понятий, методы рассуждений, используемые идеализации;

5) Очень важно подобрать подходящий математический метод в соответствии с целью эксперимента. 6) Нельзя смешивать точность эмпирических измерений с математической точностью. 7) Необходимо помнить, что математические инструменты Включают в себя идеализацию (непрерывность, однородность, бесконечная делимость). 8) Формализация в математике. Мы связываем наши представления, выраженные с помощью математического языка, не с реальным поведением объектов, а с нашими представлениями о них (которые Выражены с помощью математического языка).

9) Одним из трудных аспектов в интерпретации некоторых результатов квантовой физики является их эмпирическое объяснение. 10) После того, как мы переводим физические явления на язык математики, важно осуществить обратный перевод — в конечном итоге результат эксперимента должен быть проинтерпретирован, а не рассматриваться только с математической точки зрения. «Мы не можем игнорировать физические процессы, которые позволяют нам получить информацию об элементарных частицах. Объективная реальность этих частиц каким-то образом не исчезла в суете непонятных концепций, а раскрылась в чистой ясности математики, которая описывает не саму природу, а наше представление о ней.» — В. Гейзенберг, немецкий физик