Методическое пособие для аспирантов и студентов всех форм обучения Иркутск 2008 (075. 8) Ббк 87а7 М20



Сторінка2/8
Дата конвертації14.04.2016
Розмір1.23 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8

Современная методология исследования и проектирования, являясь частью философии науки и техники, преимущественно ориентируется на содержательный методологический анализ структуры и анализ теоретического знания, а на этой основе - на разработку методологических образцов организации научного знания. Это характерно практически для всех современных методологических концепций науки. При этом методолог исследует научную и проектную деятельность как бы со стороны, выходя за ее пределы. Такую позицию может занять и ученый, одновременно осуществляющий научную деятельность в конкретной дисциплине и рефлектирующий эту деятельность в качестве методолога. В настоящее время, однако, эти две позиции, как правило, профессионально разделены.

Промежуточную позицию между методологом и ученым (внешнюю по отношению к науке) занимает историк науки и техники. Поскольку современные концепции методологии науки так или иначе связаны с анализом истории науки, то взаимодействие между методологом и ученым еще более усложняется, особенно если подразумевается передача знаний о науке в ходе учебного процесса.

Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т.е. по широте применимости в процессе научного исследования.

Всеобщих методов в истории познания известно два: диалектический и метафизический. Это общефилософские методы. Метафизический метод с середины XIX века начал все больше и больше вытесняться из науки диалектическим методом.

Вторую группу методов познания составляют общенаучные методы, которые используются в самых различных областях науки, т.е. имеют весьма широкий междисциплинарный спектр применения.

Наконец, имеются методы частных, конкретных наук. Например, в физике есть такой метод познания, как метод меченых атомов. Он применяется в физике и только в физике.

Классификация научных методов тесно связана с понятием уровней научного познания.

Различают два уровня научного познания: эмпирический и теоретический. Одни общенаучные методы применяются только на эмпирическом уровне (наблюдение, эксперимент, измерение), другие - на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (например, моделирование) - как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.

К сказанному остается добавить, что любой метод сам по себе еще не предопределяет успеха в познании тех или иных сторон материальной действительности. Важно еще умение правильно применять научный метод в процессе познания. Для этого нужно стремиться стать прекрасным методологом.

1.7 Наука и история науки


В классических государственных университетах студенты изучают не только математику, но и историю математики, не только физику, но и историю физики, не только химию, но и историю химии и т.д. Это вполне логично, объяснимо и понятно. Тем более, изучение истории различных наук особенно необходимо аспирантам, решившим посвятить свою деятельность служению науки.

Для чего необходимо изучение истории наук?

Во-первых, в современной науке происходит быстрое и все более ускоряющееся обновление научных знаний. Имеющиеся в настоящий момент знания вытесняют и заменяют знания прошлого, будущие знания заменяют современные. Необходимо постоянно быть на переднем крае науки, видеть перспективу ее развития, делать смелые прогнозы научно-технического прогресса. Пренебрежительное отношение к истории науки характерно для тех людей, которые заняты в основном прикладными исследованиями. Но не лишенный творческой искры Божьей, интеллигентный человек видит в истории науки источник вдохновения, он смотрит на научное открытие, изобретение в контексте исторических событий, в связи с историческими личностями, само открытие видится им так, как видели его современники происходящего. При этом история науки воспринимается не только как история побед и свершений, но и как история великих заблуждений, борьбы мнений, личных трагедий.

Во-вторых, прослеживая эволюцию научных идей, размышляя о причинах неудач, ошибок, заблуждений, исследователь вырабатывает научную интуицию, позволяющую обходить тупиковые варианты решения проблем, интуицию, которая не поддается методологическому и научному описанию. Из исторического опыта, особенно в области технических наук, можно извлечь идеи, не реализованные в свое время на практике из-за недостаточного уровня развития техники, ее элементарной базы, технологии. Но с появлением новых технических устройств старые идеи могут получить второе рождение, воплотиться в жизнь, стать событием в науке.

Р.Декарт говорил, что "беседовать с писателями других веков то же, что путешествовать"

В любом путешествии необходимы ориентиры. В истории такими ориентирами или вехами являются исторические периоды. До последнего времени основным принципом исторической периодизации был формационный, в основу которого положен способ производства. Это по-своему оправдано. Но в последние годы ученых привлекает цивилизованный подход, при котором история рассматривается через процессы зарождения и гибели цивилизаций.

Рассматривая науку как часть духовной культуры, можно заметить, что на протяжении всей истории человечества та или иная форма постижения бытия в различные периоды являлась преобладающей, доминирующей. С начала появления духовной культуры доминирующей формой постижения бытия была мифология. Знания человека о природе были на таком уровне, когда все сущее могло объясняться только с привлечением вымыслов, фантазий, суеверий или, в общем говоря, мифов. Фантастические образы мифов (боги, легендарные герои, события) были осознанной попыткой объяснить различные явления природы и общества. Исторический период, в котором преобладала мифология как способ постижения бытия, может быть назван эпохой мифологии.

Эта эпоха плавно перетекает в эпоху философии, совпадающую по временным рамкам с античностью. Именно в античном мире зарождается наука как самостоятельная часть духовной культуры, но она была неразрывна с философией и существовала в форме натурофилософии. Философское постижение бытия было наиболее передовым и доминирующим в эпоху античности, хотя и влияние мифологии было огромным.

В средневековый период преобладающей, довлеющей над остальными формой духовной культуры являлась религия. Религия, несмотря на реакционный во многих случаях характер по отношению к науке, способствовала сохранению научных знаний в средневековье. Эпоху средневековья в нашей культурологической периодизации можно назвать эпохой религии.

На смену средневековью пришла эпоха Возрождения. Возрождением обычно называют этап в развитии культуры Западной и Центральной Европы, хотя аналогичные процессы, специфически выраженные и протекавшие в разное время, имели место и в культурах стран Востока. В эпоху Возрождения доминирующей формой постижения бытия становиться искусство, носящее светский и гуманистический характер. Наука и искусство в этот период имеют наибольшее сближение, множество общих черт.

Подлинное развитие наука получила в Новое время. Именно в этот период наука приобрела черты, сохранившиеся и сегодня. В Новое время началась эпоха науки, явившаяся доминирующей формой постижения бытия. Это была эпоха классической науки, классического естествознания.

Провести четкую границу между классическим и постклассическим (современным) естествознанием довольно трудно. Классическое естествознание (от латинского "классикуз" - образцовый), заключившее в себе многовековый опыт человек вполне современно. "Едва ли можно разрабатывать атомную физику, не зная греческой натурофилософии", - писал выдающийся физик современности Вернер Гейзенберг. Классическую механику, на основе которой выросло все классическое естествознание, не возможно ни отменить, ни заменить. В определенном смысле классическое естествознание вечно, но оно навсегда осталось в рамках механистических представлений. Механистические представления со времен Ньютона и на протяжении более чем двух столетий давали ключ к пониманию большинства проблем естествознания и распространяли свое влияние на мировоззрение в целом. Но на рубеже XIX и XX веков возникли такие проблемы, между которыми классическая наука оказалась бессильной. Две важнейшие из них - невозможность найти на основе классической термодинамики закон распределения интенсивности излучения черного тела и проблема существования и движения эфира. Решение этих проблем, сопровождавшееся расширением рамок классических представлений , можно считать началом перехода от классического естествознания к современным концепциям.


Важнейшими, приобретенными в ХХ столетии чертами естествознания, отличающими его современные концепции от классических представлений, являются:

- признание полевой формы существования материи;

- равенство (одинаковость) скорости света в любой инерциальной системе отсчета и как следствие, зависимость пространственных координат и времени от скорости движения, определяемая преобразованиями Лоренца;

- инертность энергии;

- корпускулярно-волновой дуализм вещества;

- статическое понимание физических законов и вероятностное понимание макро- и микромира;

- признание эволюционного характера развития Вселенной и самоорганизации материи.
Эти концепции проявляются в трех функционирующих с высокой степенью автономности мировых реальностях: в мегамире (космосе), микромире и макромире (включающем биосферу и человека). Идея существования этих реальностей принадлежит выдающемуся русскому ученому В.И.Вернадскому.
Условность границ между структурными уровнями организации материи определяется не только невозможностью категорических оценок принадлежности объекта к тому или иному уровню (шкалы размеров, масс, объемов и других физических величин равномерны), но и универсальностью современных естественнонаучных концепций.

Характерным примером в этом отношении является теория относительности, законы которой проявляются и в микромире, и в мегамире. Концепции развивающейся Вселенной (мегамира) базируются во многом на представлениях о микромире.

Панораму развития современной науки, современного естествознания необходимо творчески проанализировать. Иначе не будет продвижения вперед в научных исследованиях.

Такова логика развития истории науки.

2. История и философия отдельных областей научного знания
2.1 Математика
МАТЕМАТИКА - наука о формах и отношениях, взятых в отвлечении от их содержания. Первый и основной предмет математики составляют количественные и пространственные отношения и формы. Кроме количественных и пространственных отношений и форм, в математике изучаются другие отношения и формы, в частности в математической логике - формы логического вывода. Кроме того, в математике рассматриваются и логически возможные формы и отношения, определяемые на основе уже известных форм и отношений. Именно так появились "мнимые" числа, "воображаемая" геометрия Лобачевского и др. Математика может быть определена как наука о логически возможных, чистых (т.е. отвлеченных от содержания) формах или, что то же, о системах отношений.
Особенности математики

1) Форма, отвлеченная от содержания, выступает как самостоятельный объект, так что непосредственным предметом математики оказываются: числа, а не совокупности предметов, геометрические фигуры, а не реальные тела и т.п.

2) Результаты математики - теоремы - получаются путем логического вывода из основных понятий и посылок, т.е. чистая математика имеет часто дедуктивный, умозрительный характер.

3) Отличительной особенностью математики является непреложность ее выводов

4) Для математики характерно наличие ряда ступеней абстракции и образование новых понятий на базе уже сложившихся.

5) Особенностью математики является также универсальность ее применений. В любой области, где только удается поставить задачу математически, математика дает результат с точностью, соответствующей точности постановки задачи.

6) Математика занимает особое положение среди других наук, т.к. исследуя формы и отношения, встречающиеся в природе, обществе, а также в мышлении, она отвлекается от содержания и исключает из допускаемых внутри нее аргументов наблюдение и эксперимент. Поэтому ее нельзя причислить к естествознанию или к общественным наукам.
Тем не менее математика зародилась из практики как естественная наука и только в результате достаточного длительного накопления знаний, выяснения понятий и связей между отдельными результатами превратилась в "чистую" математику, дальнейшее развитие которой, продолжая идти в тесной связи с естествознанием, включало существенное расширение ее предмета, вхождение к более высоким ступеням абстракции.
Основные этапы развития математики
История математики делится на ряд этапов. Формирование на основе повседневной практики простейших понятий арифметики и геометрии восходит к очень ранним ступеням развития человеческого общества. Моментом зарождения собственно математики - превращение накопленных знаний в науку - следует считать систематизацию этих знаний и формулировку законов и правил (в данном случае - правил решения арифметических задач и определения простейших площадей и объемов; само слово "геометрия" означает "землемерение"). Это произошло в 3-2 тысячелетиях до н.э. в ряде стран: Египте, Вавилоне, Китае, Индии. В то время математические правила формулировались на основе практики. Но постепенно наряду с накоплением математических знаний, с установлением связей между получаемыми результатами и унификацией правил решения задач складывались первые математические доказательства. В конечном итоге это привело к качественному скачку: сложилась "чистая" математика с ее дедуктивным методом. Конечно, этот "скачок" был достаточно длительным.

Развитие математики шло как под влиянием различных наук и техники, так и по "внутренним" факторам. Роль каждого из этих факторов различна в каждом конкретном случае. В конечном счете, решающим является влияние других наук и - главным образом через них - практики. Если последовательность развития определяется объективной логикой предмета математики, то скорость его определяется общественными условиями.

Первый этап развития "чистой" математики после ее оформления в 7-5 веках до н.э. - это эпоха элементарной математики. Она продолжается до 17 века и делится, в свою очередь, на два существенно различных периода. Первый (период греческой математики) характеризируется глубоким развитием и господством геометрии, которую греке подвели вплотную к аналитической геометрии и интегральному исчислению; второй период характеризируется преимущественно развитием элементарной алгебры и формированием общего понятия (вещественного) числа (Индия, Средняя Азия, страны арабского Востока, Западной Европы) и завершается, когда Декарт ввел современную алгебраическую символику, так что алгебра обрела форму, наиболее адекватную ее содержанию.

Следующий этап в развитии математики охватывает период с начала 17 века и до середины 19 века. Его обычно определяют как эпоху переменных величин. Переворот, знаменовавший новую эпоху, состоял прежде всего в том, что в предмет математики были включены зависимости между переменными величинами вообще, появилось соответственно общее понятие функции и возник аппарат исследования функций (дифференциальное и интегральное исчисления, ряды), т.е. возникла теория функций - анализ бесконечно малых. Создание анализа подготовлялось с начала 17 века в работах ряда ученых и было оформлено Ньютоном и Лейбницем. После Ньютона и Лейбница получил чрезвычайно интенсивное развитие математический анализ. Его идеи и методы проникли в более старые области математики (геометрию, алгебру, теорию чисел), возникли новые его приложения и ответвления (теория дифференциальных уравнений, вариационное исчисление, дифференциальная геометрия).

Следующий этап в развитии математики делится с первой половины 19 века и до середины 20 века и характеризируется тем, что в предмет математики включаются формы и отношения, не являющиеся уже пространственными и количественными в первоначальном смысле слова, причем некоторые из этих форм и отношений определяются внутри самой математики. Появляется неэвклидова геометрия (Лобачевский, 1826; Бодай, 1832), формируется понятие многомерного пространства, выделяются теории отдельных свойств фигур (проективная геометрия, топология и др.). На место одной эвклидовой геометрии появляется бесконечное множество разных "геометрий", например, риманова геометрия (Б.Риман, 1854).

Середина 20 века является началом нового этапа в развитии математики, который опять-таки характеризируется существенным расширением ее предмета и развитием принципиально новых идей. Приобретают особую роль разделы, посвященные исследованию самих способов и возможностей математического вывода (математическая логика, теория алгоритмов). Возникли новые дисциплины: теория информации, теория автоматов, теория игр (помимо игр в собственном смысле, эта теория рассматривает вопросы военной тактики, производственные и экономические задачи, вопросы выбора системы экспериментов и др.)


Математизация научного и технического знания: философский аспект

Еще классики марксизма придавали огромное значение математическим методам познания и исследования как природных, так и общественных явлений. "Для диалектического, и вместе с тем математического понимания природы, - писал Ф.Энгельс, - необходимо знакомство с математикой и естествознанием. Маркс был основательным знатоком математики..." (Анти-ДЮРИНГ, Госполитиздат, 1948, с. 10). Действительно, К.Маркс специально изучал математику и оставил нам много ценных мыслей по этому вопросу в своих "Математических рукописях". В частности он утверждал, что наука только тогда достигает совершенства, когда ей удается пользоваться математикой. В.И.Ленин в книге "Материализм и эмпириокритицизм" писал как о крупном достижении естествознания и всей науки о приближении к "таким однородным и простым элементам материи, законы движения которых допускают математическую обработку" (ППС, Т. 18, с. 326).

Известный современный английский астрофизик и популяризатор науки П.Девис в одной из своих книг отмечал, что величайшим научным открытием всех времен было осознание того, что законы природы можно записать с помощью математических формул. Математическое кодирование явлений природы позволяет понимать, управлять и предсказывать ход физических процессов. В истории науки первым осознал это выдающийся древнегреческий философ и математик Пифагор. Он обнаружил, что высота музыкального тона струны связана числовой зависимостью с ее длиной. Более того, он считал, что простые числа и геометрические фигуры, заключающие в себе соразмерности, или гармонии, являются началом мира. Эти идеи через Платона, Коперника и Дж. Бруно подхватил и развил один из основателей классической механики Г.Галилей. Галилей подчеркивал: тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу.

В своем сочинении "Приборных дел мастер" Галилей отмечал: "Философия написана в величественной книге (я имею ввиду Вселенную), которая постоянно открыта нашему взору, но понять ее сможет лишь тот, кто сначала научится постигать ее язык и толковать знаки, которыми она написана. Написана же она на языке математики, и знаки ее - треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых человек не смог бы понять в ней ни единого слова; без них он был бы обречен блуждать в потемках по лабиринту". Развивая философскую мысль Галилея И.Кант в "Метафизических началах естествознания" выразился более определенно: "В любом частном учении о природе можно найти науку в собственном смысле лишь столько, сколько имеется в ней математики..." Характер построений, обязательность выводов создали математике славу образца научного знания. Принципиальная применимость математических методов во всех областях научного познания действительности имеет свое объективное основание в единстве количественной и качественной определенности вещей, процессов реального мира. Нужны, по Марксу, не только описательные (качественные) методы наук, но и их количественный анализ.

Развитый математический аппарат придает научному знанию все более абстрактный характер и вместе с тем позволяет описывать новые, более сложные связи и отношения, глубинные процессы и взаимодействия.

Успехи математических методов объясняются тем, что с их помощью можно описывать не только количественные изменения данного явления, но и структуру объектов, внутреннюю связь частей данной структуры и таким путем выявлять качественные особенности явлений реального мира, механизм действия законов и т.д. То есть путь познания - от качественных изменений к количественным, затем вновь к качественным характеристикам.

Математические методы исследования всегда помогали наукам, на какие бы уровни материи они ни проникали. В математических уравнениях, формулах отражаются общие соотношения объектов различных областей (физических, химических, биологических, социальных), потому что в природе существует материальное единство.

Прямые же связи математики с техникой чаще имеют характер применения уже созданных математических теорий к техническим проблемам. Укажем, однако, примеры возникновения новых общих математических теорий на основе непосредственных запросов техники. Создание метода наименьших квадратов связано с геодезическими работами; изучение многих новых типов уравнений с частными производными впервые начинается с решения технических проблем; операторные методы решения дифференциальных уравнений развиваются на почве электротехники и т.д. Появилась потребность навести логический порядок во "взрыве" информации. Техника сама приходит теперь на помощь математике (проблема кибернетизации, разработка новых поколений ЭВМ, информационных систем, Интернет и др.).

Роль математизации в современной науке и технике трудно переоценить. Достаточно сказать, что новая теоретическая интерпретация какого-либо явления считается полноценной, если удается создать математический аппарат, отражающий основные закономерности этого явления. Австрийский физик Э.Шрёдингер, поверив! в волновую гипотезу движения элементарных частиц, сумел найти соответствующее уравнение, которое формально ничем не отличается от хорошо известного классической физике уравнения колебаний нагруженной струны. Но членам этого уравнения была дана совершенно иная интерпретация (квантово - механическая). В итоге Шрёдингер сумел получить волновой вариант квантовой механики, в котором знаменитое уравнение заняло центральное место.

В общем случае можно сказать, что математизация научного познания представляет собой применение математических понятий, теорий и методов в естественных, технических и общественных науках, основанное на количественном анализе изучаемых ими качественных зависимостей и структур. В этих целях абстрагируются от конкретной природы исследуемых отношений и зависимостей и выделяют лишь их математическую форму, или структуру. Но чтобы применить эти структуры для изучения реальных процессов, их необходимо соответствующим образом интерпретировать, т.е. придать определенный смысл абстрактным математическим понятиям и утверждениям.

Математизация научного познания достигла небывалого размаха с развертыванием современного научно-технического прогресса.

2.2 Механика


МЕХАНИКА - наука о механическом движении материальных тел и происходящих при этом взаимодействиях между ними. Под механическим движением понимают изменение с течением времени взаимного положения тел или частиц в пространстве. Рассматриваемые в механике взаимодействия представляют собой те действия тел друг на друга, результатом которых являются изменения скоростей точек этих тел или их деформации.

Под механикой обычно понимают так называемую классическую механику, в основе которой лежат законы механики Ньютона, а предметом ее изучения являются движения любых материальных тел (кроме элементарных частиц), совершаемые со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света.

При изучении движения материальных тел в механике вводят ряд абстрактных понятий, отражающих те или иные свойства реальных тел; ими являются: материальная точка, абсолютно твердое тело, сплошная изменяемая среда, идеально упругое тело и др.

В соответствии с характером решаемых задач в механике выделяют статику - учение о равновесии под действием сил, кинематику - учение о геометрических свойствах движения тел и динамику - учение о движении тел под действием сил.

1   2   3   4   5   6   7   8


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка