Методологические основы научного знания

1.

Методологические основы
научного знания

2. Особенности научного познания

ОСОБЕННОСТИ
НАУЧНОГО
ПОЗНАНИЯ
1. Наука изучает только
то, что есть, т. е. уже существует, присутствует,
наличествует само по
себе и независимо от
нас.
2. Наука базируется на доказательстве, т. е. для нее имеет смысл только
то, что можно подтвердить или опровергнуть.
3. Наука стремится к большой степени точности и объективности своих
утверждений, т. е. их общеобязательности и общепризнанности.
4. Наука использует строгий и однозначный язык, который четко фиксирует смысл и значение понятий
5. Наука интересуется не только окружающим человека миром, но и самим процессом его исследования

3. Уровни и формы научного знания

Эмпирический – опытный уровень знания. На нем
происходит не только накопление фактов, но и их
первичная систематизация и классификация, что
позволяет выявлять эмпирические правила и законы,
которыми детерминируются наблюдаемые явления. На
этом уровне исследуемый объект отражается
преимущественно в своих внешних связях и
проявлениях, за которыми стоят внутренние отношения
Теоретический – мысленная работа ученого.
Представляет систему обобщенного достоверного знания
вещей, явлений или процессов объективной реальности,
описывающую, объясняющую и предсказывающую
функционирование изучаемых объектов. В силу данной
характерной особенности теоретического уровня
познания становится возможным формулирование
законов, являющееся целью науки

4. Этапы научного познания

Сбор научных фактов – описание явления на языке науки
Эмпирическое обобщение - общее правило,
которому подчиняются непосредственно
наблюдаемые явления
Формулирование проблемы - осознанный вопрос, для
ответа на который имеющихся знаний недостаточно
Выдвижение гипотезы - предположения,
сформулированного на основе ряда достоверных фактов.
При этом очень важна творческая интуация
Подтверждение или опровержение гипотезы
Появление теории - логически обоснованной и
проверенной на практике системы знаний, дающей
целостное отображение закономерных и существенных
связей в определенной области объективной реальности

5. Нераздельность эмпирического и теоретического уровней познания

прежде чем наблюдать и собирать
определенные эмпирические факты, нужно
иметь определенную гипотезу (или теорию),
которая решает, что именно следует
наблюдать (назовем ее гипотезой-0)
эксперименты, в ходе которых
подтверждается или опровергается какая-то
гипотеза ученого, всегда проводятся с
позиций определенной теории

6. 2. Методы научного познания

Метод – способ познания действительности, способ
достижения какой-либо цели
Научные методы - совокупность приемов и
операций практического и теоретического познания
действительности
Они оптимизируют деятельность человека,
вооружают его наиболее рациональными
способами организации деятельности.
В основе методов науки лежит единство
эмпирических и теоретических сторон. Они
взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их
разрыв, или преимущественное развитие одной
стороны за счет другой, закрывает путь к правильному
познанию природы: теория становится
беспредметной, опыт – слепым.

7. Классификация методов по степени общности

Общие методы познания касаются любого предмета,
любой науки. Они дают возможность связывать
воедино все стороны процесса познания, все его
ступени. Это, скорее, общефилософские методы
познания (например, диалектический)
Частные методы научного познания – это
специальные методы, действующие только в
пределах отдельной отрасли науки. Таков, например,
метод кольцевания птиц, применяющийся в зоологии
Особенные методы используются большинством
наук на разных этапах познавательной
деятельности и касаются определенной стороны
изучаемого предмета или приема исследования.

8. Типы особенных методов

Особенные методы
Особенные
эмпирические
Особенные
теоретические
Особенные
универсальные

9. Особенные эмпирические методы

Наблюдение – это целенаправленный строгий
процесс восприятия предметов действительности,
которые не должны быть изменены
Измерение – это определение количественных
характеристик изучаемых сторон или свойств
объекта исследования с помощью специальных
технических устройств путем сравнения с эталоном
(единицей измерения)
Эксперимент – целенаправленное и строго
контролируемое воздействие исследователя на
интересующий его объект для изучения различных
его сторон, связей и отношений

10. Особенные теоретические методы

Формализация – использование специальной
символики вместо реальных объектов
Индукция – формулирование логического умозаключения
путем обобщения данных наблюдения и эксперимента,
получение общего вывода на основании частных посылок,
движение от частного к общему. Может быть полной и
неполной
Дедукция - получение частных выводов на основе
общих знаний. Иначе дедукцию называют выводом
от общего к частному
Гипотеза - предположение, догадка или
предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации
неопределенности в научном исследовании
Формулирование понятий с помощью
абстрагирования и идеализации

11. Логические методы. Дедукция.

Дедукция – вывод от общих посылок к частным
выводам. Дедукция основана на законах тождества,
непротиворечия и «исключённого третьего».
Напр., в доказательствах «от противного».
Недостаток дедукции – используется
преимущественно в математике. Использует
«недоказуемые» исходные посылки напр., аксиомы),
которые впоследствии могут оказаться
опровергнутыми (как постулат о параллельных
прямых в геометрии Евклида)

12. Индукция

Индукция – вывод от частных суждений к
общим, от частного случая к закону.
Применяется, в основном, в эмпирических
(опытных) науках.
Схема:
«Один раз – случайность, два – совпадение,
три – закономерность».
Пример: одобрение медицинского лекарства
после многочисленных испытаний и проверок.

13. Проблема индукции

Все до сих пор наблюдаемые изумруды были
зелеными.
2.
Все изумруды, наблюдаемые за последние 100 лет
были зелеными.
3.
Следовательно, все до сих пор не наблюдаемые
изумруды тоже зеленые.
Из 1 логически не следует 3.
Проблема выбора между теми свойствами, которые
можно проецировать на будущее и теми, которые
нельзя.
1.

14.

Голодный человек зашёл в булочную. Он съел батон
и не наелся. Тогда он съел калач и не наелся. После
этого съел крендель и наелся. Мне надо было сразу
начинать с кренделя, решил он.
Когда заболел сапожник, один человек предложил
ему лекарство. Лекарство помогло. После этого
заболел портной. От этого лекарства он умер. Вывод:
от этого лекарства сапожники выздоравливают, а
портные умирают.

15. Понятие

отражение предметов и явлений со стороны
их существенных свойств и отношений,
форма мышления, которая обобщает и
выделяет предметы по их общим признакам.
Это означает, что мы берем предмет или
явление только со стороны тех свойств и
отношений, которые интересуют нас в данной
теории, и отвлекаемся от всех прочих, не
существенных в нашей теории свойств

16. Виды понятий

Эмпирические - в качестве существенных
черт эти понятия выделяют те, которые
могут быть обнаружены при помощи
органов чувств
Теоретические - в качестве
существенных черт они берут какие-то
ненаблюдаемые свойства, часто
гипотетические

17. Способы образования понятий

Абстрагирование – мысленное отвлечение от всех
свойств, связей и отношений изучаемого объекта,
которые представляются несущественными для
данной теории.
Результат процесса абстрагирования называется
абстракцией.
Примером абстракций являются такие понятия, как
точка, прямая, множество и т.д.
В результате абстрагирования мы получаем
абстрактный объект, который, хотя и имеет аналог в
действительности, но по сравнению с ним очень
обеднен.

18. Идеализация – высший тип абстракции

Идеальный (идеализированный) объект не отражает
ничего существующего в природе, а есть чистый
мысленный конструкт. Напр. в физике: «абсолютно
твердое тело», «несжимаемая жидкость», «идеальный
газ».
«Homo economicus» («человек экономический») в
экономике, т.е. такой человек, который в своих
поступках руководствуется чисто рациональными
мотивами.

19. Особенные универсальные методы

Аналогия – метод познания, при котором происходит
перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо
одного объекта, на другой, менее изученный, но схожий с
первым объектом по каким-то существенным свойствам
Анализ – процедура мысленного или реального
расчленения предмета на составляющие его части и
их отдельное изучение
Синтез - процедура соединения различных элементов
предмета в единое целое, систему, без чего невозможно
действительно научное познание этого предмета.
Анализ и синтез – это две стороны единого аналитико синтетического метода познания, друг без друга они
существовать не могут
Классификация – объединение в один класс объектов,
максимально сходных друг с другом в существенных
признаках.

20. Общенаучные подходы

задают определенную направленность научного
исследования, фиксируют определенный его аспект,
но не указывают жестко на специфику конкретных
исследовательских средств. Общенаучные подходы
акцентируют основное направление исследования,
«угол зрения» на объект изучения.
Их важнейшая черта - принципиальная
применимость к исследованию любых явлений и
любой сферы действительности. Они могут работать
во всех без исключения науках

21. Виды общенаучных подходов

структурный подход, ориентирующий на изучение
внутреннего строения системы, характера и специфики связей
между ее элементами;
функциональный подход, изучающий функциональные
зависимости элементов данной системы, а также ее входных
и выходных параметров;
алгоритмический подход, использующийся при описании
информационных процессов, функционирования систем
управления и других случаях, когда существует возможность
представить изучаемое явление в виде процесса, происходящего
по строгим правилам;
вероятностный подход, нацеливающий исследователя на
выявление статистических закономерностей, ориентирующий на
изучение процессов как статистических ансамблей;
информационный подход связан с выделением и
исследованием информационного аспекта различных явлений
действительности – объема информации, способов ее
кодирования и алгоритмов переработки.

22. Системный подход

метод исследования окружающего мира, при котором
интересующие нас предметы и явления
рассматриваются как части или элементы
определенного целостного образования. Эти части и
элементы, взаимодействуя друг с другом,
формируют новые свойства этого целостного
образования (системы), отсутствующие у них в
отдельности.
мир, с точки зрения системного подхода, предстает
перед нами как совокупность систем разного уровня,
находящихся в отношениях иерархии

23. Система

внутреннее (или внешнее) упорядоченное
множество взаимосвязанных элементов,
проявляющее себя как нечто единое по
отношению к другим объектам или внешним
условиям.
Во всех системах связь между ее элементами
является более устойчивой, упорядоченной и
внутренне необходимой, чем связь каждого
из элементов с окружающей средой

24. Структура системы -

Структура системы
совокупность связей между элементами
Горизонтальные связи – это связи координации
между однопорядковыми элементами системы. Они
носят коррелирующий характер: ни одна часть
системы не может измениться без того, чтобы не
изменились другие части.
Вертикальные связи – это связи субординации,
т.е. соподчинения элементов. Они выражают
сложное внутреннее устройство системы, где одни
части по своей значимости могут уступать другим и
подчиняться им.

25. Типы систем (по взаимодействию с окружающим миром)

Открытые системы – системы реального мира,
обязательно обменивающиеся веществом, энергией
или информацией с окружающей средой.
Закрытые системы не обмениваются ни
веществом, ни энергией, ни информацией с
окружающей средой. Это понятие является
абстракцией высокого уровня и, хотя используется в
науке, реально не существует, так как в
действительности никакая система не может быть
полностью изолирована от воздействия других
систем. Поэтому все известные в мире системы
являются открытыми.

26. Свойства систем

Эмерджентность – наличие у систем
свойств, которые отсутствуют у отдельных
элементов системы и появляются только у
системы в целом. Поэтому система всегда
больше, чем просто сумма составляющих ее
элементов.
Целостность – каждый элемент системы
вносит вклад в реализацию целевой функции
системы, то есть система обладает
собственной целью.

27. История системного подхода

Понятие системы, как и системный подход в
целом, было сформировано только в XX веке на
основе работ А.А. Богданова (1873-1928) и Л. фон
Берталанфи (1901-1972).
Теория систем формируется в середине XX века
Появление системного подхода говорит о зрелости
современной науки. Этот подход тесно связан с
интегративным характером современного
естествознания, проявляясь в междисциплинарных
исследованиях, занимающих все более почетное
место в современной науке.
Воплощением системного подхода стала кибернетика
– наука, изучающая способы управления сложными
системами с обратными связями.

28. Глобальный эволюционизм

(современная концепция развития)
убеждение в том, что как Вселенная в целом, так и
отдельные ее элементы не могут существовать не
развиваясь. При этом считается, что развитие
идет по единому алгоритму – от простого к
сложному, путем самоорганизации.
Этот подход сложился лишь в 1970-е годы, хотя
сама по себе идея развития появилась еще с
начала XIX века. Правда, в то время существовала
классическая концепция развития, которая
признавала, что весь мир находится в постоянном
развитии, но живая природа развивается от
простого к сложному, а неживая – от современного
сложного состояния к самому простому состоянию
хаоса.

29. Классическая концепция развития

базировалась на ряде теорий классической
науки XIX века.
Представления о развитии живой природы
как усложнении нашли свое обоснование в
эволюционной теории Ч. Дарвина.
Суждения об эволюции неживой материи как
деградации основывались на положениях
классической термодинамики.

30. Классическая термодинамика

это физическая наука, занимающаяся
изучением взаимопревращения
различных видов энергии.
сновывается на трех основных
постулатах, или началах.

31. Первое начало термодинамики

закон сохранения энергии – количество
энергии сохраняется неизменным в
изолированной системе
нельзя построить вечный двигатель
первого рода, то есть такую машину,
которая совершала бы работу больше
подводимой к ней извне энергии.

32. Третье начало термодинамики

невозможность достижения температуры
абсолютного нуля. Такая величина
существует в шкале температур Кельвина,
она равна – 273,15°С.
Достижение телом такой температуры
означало бы прекращение любого движения,
в том числе движения атомов и
элементарных частиц, что невозможно.

33. Второе начало термодинамики (принцип возрастания энтропии)

указывает на существование двух различных форм энергии –
теплоты, связанной с неупорядоченным, хаотическим
движением молекул (например, броуновское движение
молекул, скорость которого напрямую связана с температурой),
и работы, связанной с упорядоченным движением.
Работу всегда можно превратить в эквивалентное ей тепло.
В то же время тепло в эквивалентную ему работу полностью
превратить нельзя, всегда останется некоторое количество
теплоты, которое пропадет бесполезно. Другими словами,
неупорядоченную форму энергии невозможно полностью
перевести в упорядоченную.
Поэтому невозможно построить такую машину, которая
работала бы за счет переноса тепла от холодного тела к
горячему. Это не запрещено первым началом термодинамики,
но практически невозможно.

34. Энтропия

Мера неупорядоченности, или мера хаоса системы
Энтропия в изолированной системе не бывает
отрицательной, она всегда положительна.
Поэтому второе начало термодинамики еще
называют принципом возрастания энтропии.
В открытых системах уменьшение энтропии вполне
возможно, оно связано с ростом упорядоченности
системы.
Негэнтропия – мерило упорядоченности системы.
Эта величина может быть только отрицательной.
Рост негэнтропии соответствует возрастанию
порядка, энтропии – росту хаоса.

35. Принцип возрастания энтропии как основа концепции тепловой смерти Вселенной

сформулирована В. Томсоном (Кельвином) (1824-1907) в 1851
году.
Упорядоченными источниками энергии во Вселенной являются
звезды, время существования которых хотя и велико, но не
бесконечно. До открытия второго начала считалось, что на
смену погасшим звездам загораются новые, и процесс этот
будет идти бесконечно.
Но признание того факта, что все виды энергии деградируют,
со временем превращаясь в тепло, требовало признать, что
новых звезд должно загораться меньше, чем гасло старых.
Поэтому делался вывод, что со временем должны закончить
свое существование все звезды, отдав свою энергию в
окружающее пространство, и вся Вселенная придет в
состояние хаоса – термодинамического равновесия с
температурой лишь на несколько градусов выше абсолютного
нуля. В этом пространстве будут разбросаны безжизненные,
остывшие шары планет и звезд. Не будет источников энергии
– не будет жизни.

36. Становление современной концепции развития

1920-е годы – появилась модель расширяющейся Вселенной,
которая возникла в результате Большого взрыва и лишь
постепенно пришла к современному упорядоченному
состоянию от первоначального хаоса.
До середины XX века по-прежнему считалось, что для
неживой материи основной тенденцией является стремление
к разрушению, и лишь жизнь, представляющая стремление к
упорядоченности и организованности, противостоит этой
основной тенденции. Это противоречие впервые было четко
зафиксировано в книге известного физика-теоретика
Э.Шредингера «Что такое жизнь?». Он же предположил, что
процессы развития во Вселенной должны идти одинаково в
любых системах. К середине XX века была сформулирована
общая теория систем и основы кибернетики. В них было
установлено, что все системы, известные нам, являются
открытыми.
Тогда же было установлено, что при определенных
условиях в открытых системах могут возникать процесс
самоорганизации.

37. Самоорганизация

это скачкообразный природный процесс,
переводящий открытую неравновесную систему,
достигшую в своем развитии критического состояния,
в новое устойчивое состояние с более высоким
уровнем упорядоченности по сравнению с исходным.
Критическое состояние – это состояние крайней
неустойчивости, достигаемое открытой
неравновесной системой в ходе предшествующего
периода плавного, эволюционного развития.
Ключ к пониманию процессов самоорганизации
находится в исследовании взаимодействия открытых
систем с окружающей средой.

38. Появление теорий самоорганизации

общие теории самоорганизации появились лишь в 1970е годы
Вначале их создатели работали в рамках своих узких
дисциплин, но постепенно стали выходить за их рамки,
замечать аналогию между математическими моделями и
концептуальными системами, описывающими разные, на
первый взгляд, процессы.
Так появилось убеждение, что во всех этих явлениях
есть единая основа, позволяющая создать общую
теорию самоорганизации материи.
Сегодня общая теория самоорганизации развивается в
основном в рамках синергетики.

39. Популяризаторы синергетики в науке ХХ в.

ПОПУЛЯРИЗАТОРЫ СИНЕРГЕТИКИ
В НАУКЕ ХХ В.
Илья Романович
Пригожин (1917-2003гг.)
Герман Хакен (род.в
1927г.)

40. Основы синергетики

понятие означает «кооперативность,
сотрудничество,
взаимодействие
различных элементов системы»
по определению ее создателя Г.
Хакена, наука о самоорганизации
простых систем, о превращении хаоса в
порядок.
идея о принципиальной возможности
спонтанного возникновения порядка и
организации из беспорядка и хаоса в
результате процесса самоорганизации при
возникновении положительной обратной
связи между системой и окружающей
средой.

41. Базовые свойства открытой системы: СИСТЕМНОСТЬ

БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ОТКРЫТОЙ
СИСТЕМЫ: СИСТЕМНОСТЬ
принцип, в соответствии с которым в
любом внешне хаотичном явлении
можно
найти
определённую
последовательность действий; способ
познания
действительности,
при
котором ключ к пониманию явления
лежит
через
исследование
совокупности его элементов.

42. Базовые свойства открытой системы: Самоорганизация

БАЗОВЫЕ СВОЙСТВА ОТКРЫТОЙ
СИСТЕМЫ: САМООРГАНИЗАЦИЯ
это понятие, обозначающее способность
системы,
реагируя
на
раздражение
внешней среды, восстанавливать свои
внутренние ресурсы, усиливать их,
переводить на новый уровень развития.

43. Три основные идеи синергетики

ТРИ ОСНОВНЫЕ ИДЕИ
СИНЕРГЕТИКИ
1. Неравновесность -
состояние открытой
системы, при котором
происходит изменение ее
макроскопических
параметров, то есть ее
состава, структуры и
поведения.
2. Неустойчивость
(открытость) –
способность системы
постоянно обмениваться
веществом, энергией,
информацией с
окружающей средой
3.Нелинейность -
способность системы
переходить в различные
состояния развития своей
структуры.

44. Две фазы самоорганизации:

ДВЕ ФАЗЫ САМООРГАНИЗАЦИИ:
фаза плавного
эволюционного
развития, по
итогам которого
система входит в
неустойчивое,
критическое
состояние.
выход из
критического
состояния,
переход системы
на новый уровень
развития,
связанный с
формированием у
неё новых
признаков и
свойств.

45. Области применения синергитики:

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
СИНЕРГИТИКИ:
В биологии — это рост
растений и животных,
эволюция видов;
В социологии методы
синергетики применимы
при изучении процесса
формирования
общественного мнения,
в медицине —
сотрудничества и
электрическая и магнитная
конкуренции между соц.
активность головного
группами;
мозга,
В психологии —
В экономике методы
особенности
синергетики применимы
человеческого поведения
к исследованию
временных колебаний
В политологии – для
биржевых курсов и
анализа порядка и хаоса
других сложных
политических процессов
временных рядов;

46. Синергетика как система мышления

СИНЕРГЕТИКА КАК СИСТЕМА
МЫШЛЕНИЯ
Линейное
мышление:
- неукоснительное
соблюдение
правил;
- отсутствие
инициативы;
-мышление
стереотипами;
-излишний
консерватизм;
Нелинейное
мышление:
-умение
импровизировать;
-следование
интуиции;
-игнорирование
стереотипов и
шаблонов.

47.

Бифуркация – понятие, обозначающее
изменение в развитии системы связанное с
необходимостью выбора одного из
нескольких путей дальнейшего развития.

48. Понятие бифуркации как доказательство необратимости времени

При протекании самоорганизации в явном виде
обнаруживается «стрела времени» –
однонаправленность времени от прошлого к
будущему.
Процесс скачка невозможно повернуть назад.
После перехода через точку бифуркации система
качественно преобразуется.
Таким образом, законы неравновесной
термодинамики с неизбежностью говорят о
необратимости времени. Ведь скачок в точке
бифуркации всегда случаен, определяется
уникальным сочетанием множества факторов,
воссоздать которые вновь (если бы мы захотели
повернуть процесс вспять) практически
невозможно.

49.

Флукт уация – понятие, при помощи
которого описывается любое
периодическое изменение в развитии
открытой системы.
Существует определённая закономерность в
воздействии флуктуации на систему:
если система обладает сложной структурой
, то воздействие на неё флуктуации будет
незначительным;
если система проста по структуре, то
последствия для неё флуктуации могут
быть катастрофическими.

50.

Коэволюция – понятие,
обозначающее
одновременное развитие
двух объектов в рамках
одной системы, при
котором изменение в одном
их объектов приводит к
некоторым изменениям в
другом .
Николай Тимофеев-Рисовский , автор
понятия «коэволюция»

51.

Выводы по теме:
1) синергетика является универсальной сферой
междисциплинарного исследования, так как
объединяет в себе методологию многих
естественных, точных и гуманитарных наук;
2)предметом синергетики являются процессы
хаоса, случайности, системности и
самоорганизации;
3) методы этой науки могут быть применимы к
исследованию как биологических, так и
социальных процессов и явлений;
4) синергетика формирует особый тип
мышления – нелинейный, основанный на
нестандартном подходе к решению проблем.