Светлана Аверина: Организация и руководство исследовательской деятельностью школьников. методическое пособие

Наблюдение дает достоверные результаты, однако занимает много времени, поэтому мы можем провести эксперимент, т.е. испытание нашего объекта исследования. Отличительной особенностью научного эксперимента является то, что его должен быть способен воспроизвести каждый исследователь в любое время.

Эксперимент можно провести не со всяким объектом. Что делать астроному или физику, изучающему микрочастицы? В этом случае можно провести модельный эксперимент, т.е. провести его на моделях, т. е. на объектах, которые идентичны оригиналу по структуре и отражают все его существенные стороны и связи. Модельные эксперименты проводятся не только в естественных науках, но и в гуманитарных.

Существует также мысленный эксперимент. Для этого понадобится представить себе объект, который вообще не существует в реальности, и провести над ними эксперимент в уме. Это связано с тем, что в некоторых науках необходимы идеальные представления, например, представление об идеальном газе или идеальной поверхности и т. д. В реальности таких объектов просто не может быть. Поэтому и эксперимент с такими объектами может быть только вымышленным.

Таким образом, с помощью наблюдения, эксперимента, других методов происходит первоначальное накопление материала, такие исследования называются эмпирическими. На их основе делаются эмпирические обобщения, или первичные выводы. В науках, которые называют эмпирическими, такими как, например, геология, эмпирические обобщения завершают исследование, в экспериментальных, теоретических науках это только начало.

Следующим шагом является создание гипотезы (предположения), объясняющую происхождение зарегистрированных фактов. Помимо самих фактов для этого необходимо все предшествующее знание, касающееся данной проблемы.

«Эмпирическое обобщение опирается на факты, индуктивным путем собранные, не выходя за их пределы и не заботясь о согласии или несогласии полученного вывода с другими существующими представлениями о природе… При гипотезе принимается во внимание какой-нибудь один или несколько важных признаков явления и на основании только их строится представление о явлении, без внимания к другим его сторонам. Научная гипотеза всегда выходит за пределы фактов, послуживших основой для ее построения» 2 2 В. И. Вернадский. Биосфера // Избранные сочинения- Т. 5.– М., I960.– С. 19

После выдвижения определенной гипотезы (научного предположения, объясняющего причины данной совокупности явлений) исследование опять возвращается на эмпирический уровень для ее проверки. При проверке научной гипотезы должны проводиться новые эксперименты, исходя из сформулированной гипотезы. Цель – проверка следствий из этой гипотезы, о которых ничего не было известно до ее выдвижения.

Если гипотеза выдерживает эмпирическую проверку, то она приобретает статус закона или закономерности. Если нет – считается опровергнутой, и поиски иной, более приемлемой, продолжаются. Научное предположение остается, таким образом, гипотезой до тех пор, пока еще не ясно подтверждается она эмпирически или нет. Стадия гипотезы не может быть в науке окончательной, поскольку все научные положения в принципе эмпирически опровергаемы, и гипотеза рано или поздно или становится законом или отвергается.

Совокупность нескольких законов, относящихся к одной области познания, называется теорией. В случае, если теория в целом не получает убедительного эмпирического подтверждения, она может быть дополнена новыми гипотезами, которых, однако, не должно быть слишком много, так как это подрывает доверие к теории.

Подтвержденная на практике теория считается истинной вплоть до того момента, когда будет предложена новая теория, лучше объясняющая известные эмпирические факты, а также новые эмпирические факты, которые стали известны уже после принятия данной теории и оказались противоречащими ей.

В своем учебном пособии А. А. Горелов представляет структуру научного познания следующим образом:

Эмпирический факт – научный факт – наблюдение – реальный эксперимент – модельный эксперимент – мысленный эксперимент – фиксация результатов эмпирического уровня исследований – эмпирическое обобщение – использование имеющегося теоретического знания – образ – формулирование гипотезы – проверка ее на опыте – формулирование новых понятий – введение терминов и знаков – определение их значения – выведение закона – создание теории – проверка ее на опыте – приятие в случае необходимости дополнительных гипотез. 3 3 А. А. Горелов Концепции современного естествознания. Учеб пособие. – М., 1998. Такова обобщенная логика научного познания. Каждая наука имеет свои особенности, которые накладывают отпечаток и на исследования в данной области.