Людина і світ - Юрій М.Ф. - МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Емпіричні наукові знання добуваються, як уже відзначалося, у ході спостережень і експерименту. Експериментальне природознавство виникло в XVII ст. До цього дослідники спиралися головним чином на повсякденний досвід, здоровий глузд, спостереження. З розвитком техніки, появою нових механізмів, приладів, інструментів виникли умови для проведення експериментів. Крім того, людина Нового часу була націлена на прояв активності у всіх сферах життя, включаючи і вторгнення в таємниці природи. На відміну від спостереження, в ході експерименту дослідник може ізолювати цікавлячий його предмет, а також піддати його спеціальним впливам.

Разом з тим, нерідко саме спостереження відкриває дорогу експерименту. Так, англійський придворний лікар В. Гілбер натирав вовною або хутром бурштин, алмаз, скло і спостерігав, як після цього до них притягаються дрібні тіла. Гілбер і назву придумав цьому явищу - електрика ("бурштин" у перекладі з грецької - електрон). Це ще не строгий експеримент, але вже крок до нього. А от датський фізик X. Ерстед (1777'-1851), використовуючи за сьогоднішніми мірками найпростіші прилади - гальванічну батарею, дріт, магнітну стрілку, провів справжній експеримент. Поступово експерименти ускладнювалися, ставали більш трудомісткими, наука звернулася за допомогою до техніки.

Сучасний науковий експеримент - це нерідко технічне чудо, де використовуються найскладніші і найчутливіші прилади й устаткування.

А які пізнавальні засоби використовуються на теоретичному рівні наукового дослідження? На перший погляд може видатися, що досягти більш високого рівня узагальнення, властивого теоретичним законам, можна шляхом збільшення кількості спостережень і експериментів. Але це не так. Згадаємо одне з відомих вам положень з курсу фізики, воно стосується закону збереження і перетворення енергії. Цей закон не міг бути виведений експериментально (з дослідів), тобто шляхом індуктивного узагальнення спостерігаючих фактів. Не виводиться він і чисто логічним шляхом як наслідок із прийнятих тверджень. Те ж саме можна сказати про закони руху і про всі інші фундаментальні теоретичні закони будь-якої сфери пізнання. На цьому рівні пізнання в справу вступає творча уява вченого, висування гіпотез, використання методу наукового моделювання.

Багато законів науки спочатку виступають у формі гіпотез, тобто припущень, здогадів. Іноді гіпотезу сприймають як щось надумане, штучне. Відомі слова І. Ньютона: "Гіпотез не вигадую". Але науковий пошук без них неможливий. У ході дослідження настає етап, коли нові факти не вмішаються в рамки колишніх пояснень. Ось тут і висуваються різноманітні гіпотези, окремі з яких потім знаходять підтвердження. Так, фізик П. Дірак за кілька років до відкриття самої частки пророчив існування антиелектрона (позитрона). Є гіпотези, що чекали свого підтвердження багато сторіч. Це відноситься до ідеї Демокрита, висунутої ним у IV ст. до н.е., про атомістичну будову речовини.

Наукова гіпотеза у відомому розумінні є моделлю. Тут міркування будується за формулою: "Таке могло б бути". Багато моделей побудовані за принципом спрощення: "Опустимо для ясності деякі деталі". Прикладом подібної моделі є ідеальний газ: під ним мається на увазі газ, у якому відсутні зіткнення між молекулами, тому вони рухаються цілком незалежно одна від іншої.

Нерідко модель будують за аналогією. Такі моделі використовувалися ще в далекій давнині. Давньогрецький філософ Епікур уявляв собі будову рідини, тобто фізичну модель, за зразком сипучих тіл, насамперед усім відомого зерна.

У сучасній науці широко застосовується математичне моделювання, де об'єктом-замісником виступають системи математичних рівнянь. Разом з тим, і образні моделі продовжують працювати на науку. Так, за деякими свідченнями, поштовхом до відкриття формули бензолу для німецького фізика А. Кекуле стала зустріч на вулиці з возом, на якому везли клітку з мавпами. Ті висіли в клітці, чіпляючись лапами і хвостами хто за стінки, хто одна за іншу.

Узагальнюючи сказане, можна підсумувати, що модель у науці використовується як аналог реальності, щось, здатне замінити у певному плані досліджуваний предмет. Це не саме явище, а деяке спрощене його зображення, що використовується для пророблення можливого результату.