Экспериментальный метод в истории науки

Урок 3. экспериментальные методы в естественных науках – Естествознание – 10 класс – Российская электронная школа

Экспериментальный метод в истории науки

Естествознание, 10 класс

Урок 3. Экспериментальные методы в естественных науках

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

  • Что значит уметь наблюдать?
  • Чем отличается наблюдение от эксперимента?
  • Что означает измерить?
  • Можно ли измерить неизмеримое?

Глоссарий по теме:

Наблюдение – это преднамеренное, целенаправленное восприятие объектов и процессов с целью осознания их существенных свойств.

Наблюдательность – важное качество, определяющее число и характер увиденных и отмеченных человеком деталей при знакомстве с различными явлениями.

Научное наблюдение – специально организованное исследователем наблюдение, позволяющее приходить к ответам на заранее поставленный вопрос.

Эксперимент – исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования.

Журнал наблюдений – документ, в котором наблюдатель фиксирует параметры происходящих процессов и их условия.

Гипотеза – предположение, выдвигаемое перед началом наблюдения или эксперимента, которое должно быть проверено в результате их проведения.

Измерения – действия, показывающие отношение одной величины относительно другой (эталонной).

Параметры – характеристики объектов, получаемые в результате измерений.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. – Лабиринт – с.14 – 15.
  2. Капица П. Л. Эксперимент, Теория, Практика. – М.: 1991.
  3. Перельман М.Е. Наблюдения и озарения, или Как физики выявляют законы природы. Издательство: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”, 2012.

Открытые электронные ресурсы по теме урока:

Музей лабораторного оборудования URL: http://www.museum-ru.com/kollektsiya/

Метрологический музейURL: http://www.vniim.ru/etalon.html

Рубрика «Эксперименты» // Учебно-методическая газета «Физика» (электронной версии) URL: http://fiz.1september.ru/topic.php?TopicID=14&Page=5

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Наблюдение мы постоянно используем в повседневной жизни, даже не задумываясь об этом, когда смотрим в окно, чтобы определить погоду, идем в театр или просто ждем транспорт на остановке. Умение наблюдать – это одно из главных умений, позволяющее сохранить биологический вид.

Познание природы развивало наблюдательность древнего человека. Это позволило ему сделать множество замечательных открытий. Люди постепенно научились разбираться в окружающем их растительном мире. Они научились отличать полезные растения от тех, которые могут причинить вред. Многие растения они стали употреблять в пищу, узнали лечебные свойства некоторых из них.

Охотясь или занимаясь собирательством, человек ориентировался на местности. Этому он научился, наблюдая за положением Солнца и звезд на небе.

 
Наблюдение звездного неба с древнейших времен формировало самого человека как мыслящее существо. Звездное небо до сих пор притягивает людей разных стран, поколений и профессий.

Наблюдая за движением планет, звезд и галактик мы продолжаем ставить вопросы и искать на них ответы.

Наблюдение. Каковы особенности научного наблюдения?

Научное наблюдение отличается от обычного созерцания тем, что позволяет приходить к ответам на поставленный исследователем вопрос.

Оно всегда целенаправленно, сознательно организовано, методически обдумано. Результаты наблюдения можно оценить, записать, измерить.

Главным в научном наблюдении являются условия, в которых оно проходит и то, что сам наблюдатель не вмешивается в ход наблюдаемого процесса.

Наблюдения могут быть прямыми или косвенными, они могут вестись с помощью технических приспособлений или без таковых.

Так, орнитолог видит птицу в бинокль и может слышать ее, а может фиксировать прибором звуки вне слышимого человеческим ухом диапазона; гистолог наблюдает с помощью микроскопа зафиксированный и окрашенный срез ткани, а, скажем, для молекулярного биолога наблюдением может быть фиксация изменения концентрации фермента в пробирке.

Исследователь знает, ради чего проводится наблюдение, какая поставлена цель. Наблюдателя интересуют все детали исследуемого процесса. Чем больше деталей он заметит, тем больше получит материала для обдумывания, обработки, размышлений. Поэтому обязательно ведется журнал наблюдений, где записывают все особенности происходящих процессов и их условия.

Впоследствии часто приходится снова и снова возвращаться к этим описаниям. Журналы наблюдений должны долго храниться, они становятся материалом для сравнения результатов разных исследователей. Наблюдение дает материал для дальнейших исследований, позволяет сформулировать вопросы, на которые надо ответить, обозначить проблемы, которые следует решить.

Эксперимент. Чем эксперимент отличается от наблюдения?

В отличие от наблюдения эксперимент – это исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же изменения течения процесса в нужном направлении.

Самой крупной экспериментальной установкой в Мире является андронный коллайдер. Это ускоритель заряженных частиц на встречных пучках, предназначенный для разгона протонов и тяжёлых ионов и изучения продуктов их соударений.

Коллайдер построен в ЦЕРНе, находящемся около Женевы, на границе Швейцарии и Франции. Большой адронный коллайдер располагается в туннеле с длиной окружности 26,7 км.

Специалисты надеются, что с помощью ускорителя смогут получить наиболее достоверную информацию о происхождении Вселенной.

Иногда используют так называемый мысленный эксперимент, когда исследователь мысленно моделирует процессы или системы, прогнозирует и описывает их поведение.

Реальный эксперимент – это метод, связанный с практическим, предметно-манипулятивным, “орудийную” познанием окружающего мира. В мысленном же эксперименте исследователь оперирует не материальными объектами, а их идеализированными образами само же оперирования происходит в его сознании, то есть чисто мысленно.

Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы современного естествознания, свидетельствует о существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей. 

Экспериментатор должен четко представлять, какие параметры процесса он изменяет, чтобы определить, что влияет на результат, установить причину и следствие.

При этом в эксперименте обязательно сравнивают поведение системы в обычных и специально измененных условиях. Результаты и условия эксперимента строго фиксируют и описывают.

Если при соблюдении одних и тех же условий результаты нескольких опытов совпадают, то можно делать выводы о достоверности полученных данных.

И. П. Павлов в своей лаборатории, расположенной недалеко от Санкт-Петербурга, ставил эксперименты, изучая механизмы образования условного рефлекса.

Суть знаменитого эксперимента состоит в изучении рефлексов животного, в данном случае собаки на внешнее воздействие.

Именно Павлов вводит понятие безусловного рефлекса, данного от природы и условного рефлекса выработанного на протяжении жизни или в результате жизненного опыта. Все свои наблюдения Иван Петрович фиксировал в дневниках и журналах.

Гипотеза.

В естествознании между наблюдением и экспериментом в цепочке исследования лежит важное звено – гипотеза (от греч. hypóthesis – основание, предположение). Перед тем как организовать эксперимент, продумать его условия, выдвигают предположение, которое нужно проверить (подтвердить или опровергнуть) экспериментально.

Павлову было уже почти 50 лет, когда он начал свои знаменитые исследования условных рефлексов. Этот новый интерес родился из случайного наблюдения одной особенности слюноотделения у собак. Обычно слюна начинает выделяться у собаки, когда пища попадает на ее язык, это врожденный рефлекс.

Но Павлов заметил, что у его собак слюна выделялась еще до того, как пища попадала им в рот; у собак начинала течь слюна, когда они видели, что им несут еду, или даже тогда, когда они слышали шаги человека, который их кормил. Получалось, что рефлекс теперь вызывался новыми, прежде нейтральными, раздражителями.

Сначала появилась гипотеза, в дальнейшем подтвержденная экспериментально.

Таким образом, гипотеза – предположение, выдвигаемое перед началом эксперимента, которое должно быть проверено в результате их проведения.

Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (теорию, теорему, закон), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений.Таким образом, из гипотезы, подтвержденной экспериментом, рождается теория.

Измерение. Что значит измерить величину?

Основа эксперимента – измерение. Естественнонаучное экспериментальное исследование всегда опирается на точные измерения. Каждый из вас измерял длину линейкой в сантиметрах и миллиметрах; температуру с помощью градусника или термометра в градусах. А что означает измерить? Измерить величину – это значит сравнить ее с эталоном, с единицей измерения.

С развитием научных знаний возникает необходимость в более точной фиксации наблюдений. Для решения этой задачи начинают изобретаться различные измерительные приборы: линейка, секундомер, термометр, весы, транспортир и т.д.

Характеристики объектов, получаемые в результате измерений, называют параметрами. Для измерения параметров служат специальные приборы, например манометр для измерения давления, вольтметр для измерения напряжения в электрической цепи.

Результаты измерений могут позволить рассчитать параметры объектов или характеристики процессов.

Например, объем куба можно рассчитать, измерив его ребро, а скорость равномерно движущегося автомобиля можно оценить, зная путь и время, за которое он пройден.

С развитием торговых отношений и научных знаний появилась необходимость в развитии единой системы единиц измерений. Постепенно складывается метрическая система мер.

На сегодняшний день международная система единиц (СИ) определяет семь базовых единиц измерения, являющихся основой для остальных единиц СИ: 1. Метр для длины; 2. килограмм для массы; 3.секунда для времени; 4. ампер для силы тока; 5.

кельвин для термодинамической температуры; 6. кандела для силы света; 7. моль для количества вещества.

При обработке результатов измерений всегда нужно оценивать:

  • с какой точностью вы измеряете, какую ошибку дает ваш прибор, т.е. определить погрешность измерений;
  • как влияет сам процесс измерения на объект, который вы измеряете.

С помощью обыкновенной линейки мы не можем определить размер клетки растения или атома. Но для таких измерений применяются более точные измерительные приборы. Для определения параметров объектов микромира микроскопы.

Клетку размером в 10-3 мм можно рассмотреть и измерить с помощью оптического микроскопа; молекулы белков и ДНК, размеры которых имеют порядок 10-5, – с помощью электронного микроскопа.

Здесь важно, чтобы длина волны излучения, которое используют в измерении, была сравнима с исследуемым объектом или меньше его.

Выводы:

Экспериментатор должен четко представлять себе, какие параметры процесса он измеряет, чтобы определить, что влияет на результат и установить причину и следствие.

Измерить величину – это значит сравнить ее с эталоном, выбранным за единицу измерения этой величины.

Как правило, естественнонаучное исследование происходит по следующим этапам: Наблюдение – Гипотеза – Эксперимент – Вывод (научно обоснованный факт).

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

Задание 1. Выпишите номера характерных черт научного наблюдения:

  1. целенаправленно;
  2. результат можно оценить;
  3. спонтанно;
  4. имеет только зрительную фиксацию;
  5. позволяет приходить к ответам на поставленный вопрос;
  6. сознательно организованно;
  7. результат можно измерить.

Верные ответы: 1, 2, 5,6,7

Задание 2. Выберите один правильный вариант ответа:

Эксперимент – это…

А) предположение, выдвигаемое перед началом наблюдения;

Б) действия, показывающие отношения одной величины относительно другой;

В) исследование каких-либо явлений путем создания новых условий, соответствующих целям исследования;

Г) специально организованное исследователем наблюдение.

Правильный вариант ответа: в.

Источник: https://resh.edu.ru/subject/lesson/4766/conspect/

Экспериментальный метод в истории науки: Прежде всего необходимо четко различать нижеследующее:

Экспериментальный метод в истории науки

  Прежде всего необходимо четко различать нижеследующее: экспериментирование вообще как вид познавательной деятельности, т.е. как особую поисковую активность. Целью такой активности, во многом спонтанной, неупорядоченной, иногда включающей игровые моменты, являются испытание и расширение собственных возможностей, общая «разведка» и освоение природной среды.

Ярким примером такой когнитивно-исследовательской деятельности служат игровые манипуляции, которые проводят дети с незнакомым предметом; это феномен, хорошо изученный в психологической науке. Конечно, такого рода экспериментирование было присуще человеку во все исторические эпохи.

Так, историки говорят о существовании неких зачатков экспериментирования в античной науке (в военном деле, в механике) и в Средние века (например, в оптике).

Но лишь в эпоху Возрождения и с началом Нового времени поисковая экспериментальная деятельность достигает высокой степени активности; интересно, что вначале это происходит в большей степени в искусстве, чем в научном познании (впрочем, в ту пору наука и искусство еще не разъединялись, а скорее, согласовывались друг с другом).

Показательным примером здесь являются поиски и достижения итальянских художников Возрождения в области перспективы или длительный процесс экспериментирования в музыке в XVT-XVII вв. по созданию равномерных интервальных соотношений музыкального строя; научный эксперимент как осознанный методологический принцип.

Формирующийся в начале Научного времени экспериментальный подход становится основой нового естествознания вообще. Заслуга в разработке эксперимента как основы научной методологии принадлежит прежде всего Галилео Галилею (1564-1642), который в конце XVI в. соединил экспериментальный подход с математическим мышлением и дал первое теоретическое осмысление этого методологического принципа.

Современник Г. Галилея Фрэнсис Бэкон (1561-1626) дал развернутое изложение экспериментального метода как программы создания новой науки. С начала Нового времени, с периода, называемого научной революцией XVI—ХУП вв., экспериментальное естествознание становится символом науки вообще, образцом научного метода. До наших дней экспериментальный подход занимает ведущую позицию в эмпирических науках.

Структура эксперимента В нее включаются: субъект, проводящего экспериментальное исследование, или экспериментатор исследуемый объект; условия и обстоятельства экспериментирования, к которым относят конкретные условия времени и места, технические средства экспериментирования (прежде всего экспериментальную установку, а также сопутствующие инструменты и приборы) и теоретический контекст, поддерживающий данную исследовательскую ситуацию. Логическая схема эксперимента

Терминология экспериментального подхода включает следующие понятия. Все явления, факторы, воздействия, состояния, которые могут изменяться в данной исследовательской ситуации и принимать различные значения, называются переменными. Эго могут быть как количественные величины, подлежащие измерению, так и неизмеряемые качественные состояния. Каждой переменной соответствует какое-либо число (но не менее двух) ее возможных значений, т.е. область значений переменной.

Среди переменных, включенных в экспериментальную ситуацию, есть непустое множество переменных, которыми исследователь может управлять, меняя их значение. Эти переменные (как правило, это определенные виды воздействий, которые использует исследователь в данной ситуации) называются независимой переменной. Те переменные, которые, наоборот, изменяются при изменениях независимых переменных, называются зависимыми переменными. И наконец, существует еще некоторая совокупность факторов, которые не являются предметом прямого исследовательского интереса, но оказывают дополнительное воздействие на зависимую переменную, затрудняя изучение связи зависимой и независимой переменных и внося неопределенность в результаты эксперимента. Они называются побочными факторами. Очень простой иллюстрацией данной схемы может служить физиологический эксперимент по определению зависимости частоты дыхания испытуемого от выполняемой им физической нагрузки. Здесь дозируемая физическая нагрузка будет независимой переменной, изучаемая частота дыхания — зависимой переменной, а побочным фактором может выступать, скажем, содержание углекислоты в физиологической лаборатории: когда в помещении с недостаточной вентиляцией становится душно, у испытуемого соответственно возрастает частота дыхания, что создает помехи в достижении цели эксперимента. Простейшая схема экспериментальной ситуации, которая на самом деле представляет собой структуру классического однофакторного эксперимента, состоит только из двух переменных — независимой и зависимой (плюс побочные факторы) (см. рис. 1). В общем случае задачами экспериментатора являются устранение (или стабилизация) побочных факторов и выделение в чистом виде структуры «независимая переменная -gt; зависимая переменная». Легко видеть, что структура «независимая переменная – gt; зависимая переменная» обнаруживает значительное родство с математическим по- нятием функции: оно отражает идею зависимости одной переменной от другой, «аргумент функции -gt; значение функции» (где аргумент пробегает область определения данной функции, а значение — соответственно, область значений). Действительно, с началом Нового времени происходит не только становление нового экспериментального метода в естествознании, но и практически синхронно этому разработка понятия функции в математике (хотя общие формулировки понятия функции были даны лишь в XVIII в.). Итак, экспериментатор в ходе исследования пытается вмешаться в сам механизм протекания изучаемого процесса, в структуру того или иного явления. Цель эксперимента как исследовательской стратегии — выделить в изучаемом объекте существенные взаимосвязи, или, как мы говорили выше, интенсифицировать, углубить содержание эмпирического материала. Для прояснения общей логической схемы этой стратегии полезно ввести понятие идеального эксперимента (1). Это абстракция, которая представляет в явном виде и стратегию экспериментатора, и логическую структуру, извлекаемую экспериментатором из исследуемой области. В идеальном эксперименте ученый действует в абсолютно благоприятной для него ситуации; в реальности же мы работаем, как правило, лишь в условиях достаточно грубого приближения к ней. Ситуация идеального эксперимента обладает следующими свойствами: условия экспериментирования являются абсолютно стабильными, т.е. результирующая всех действующих побочных факторов есть величина неизменная; эксперимент идеально, без искажений, воспроизводим и поддерживаем в этом состоянии, т.е. он может быть проведен сколь угодно много раз и продолжаться сколь угодно долго, так что в ходе эксперимента продуцируется бесконечная совокупность однородных данных; экспериментальная ситуация полностью отражает те естественные ситуации, абстракцией которых она является, т.е. результаты, полученные в идеальном эксперименте, являются адекватно экстраполируемыми на определенный класс реальных ситуаций. Чем больше соответствует реально проводимый эксперимент по своим условиям идеальному эксперименту, т.е. чем он больше похож на идеальную схему, тем он лучше с точки зрения его научной значимости. Для оценки этого качества эксперимента используют термин валидность (лат. validus — «сильный, действенный, годный»). Валидность — это в некотором смысле степень совершенства эксперимента. [31] Для более детальной оценки предлагают (Р. Готтсданкер, Д. Кэмпбелл и др.) различать валидность внутреннюю и внешнюю. Внутренняя валидность оценивает само планирование эксперимента, его организацию, его внутреннюю логику. Если мы достаточно надежно устранили побочные влияния, почти как в идеальном эксперименте, то эксперимент обладает внутренней валидностью. В противном случае его можно назвать неудачным. Если результаты, полученные в эксперименте, идеально экстраполируемы на изучаемую предметную область, т.е. на класс реальных ситуаций, то эксперимент обладает внешней валидностью. В противном случае его можно назвать неадекватным. Таким образом, эксперимент должен быть и удачно спланирован, и экстраполируем по получаемым в нем результатам. ЕГримером эксперимента с недостаточной внутренней валидностью может служить приведенный выше пример физиологического эксперимента, где не были учтены побочные факторы (возрастание углекислоты в воздухе лаборатории). Иллюстрацией темы внешней валидно-сти эксперимента является типичная проблема экспериментальной биологии — расхождение между результатами, полученными в искусственных условиях (in vitro), и ожидаемыми результатами в естественных условиях (in vivo), когда встает задача экстраполируемости лабораторных данных на естественные ситуации. Существенная и весьма трудоемкая часть работы экспериментатора как раз и состоит в создании условий, приближающих данную исследовательскую ситуацию к схеме идеального эксперимента. Для этого он проводит нейтрализацию побочных факторов, добивается стабильного воспроизведения данного эффекта и поддержания его, обеспечивает условия достоверности фиксируемого эффекта (т.н. контроль эксперимента — использование отдельной совокупности объектов как контрольной системы, служащей для сравнения с непосредственно изучаемой системой), решает вопросы применимости полученных результатов к классу естественных ситуаций. Кроме того, выделив искомую зависимость, убедившись в ее постоянстве и воспроизводимости, экспериментатор исследует также ее характер (выражается ли она какой-либо математической функцией, представляет ли она собой какую-то степень корреляции, объясняется ли она какими-либо причинно-следственными связями и т.п.). Классификация экспериментов Назовем некоторые основания классификации. К разновидностям экспериментов относят: по условиям проведения — естественные и искусственные; по целям исследования — преобразующие, контролирующие, констатирующие, поисковые и др.; 5 -1410 Ушаков по количеству факторов — однофакторные и многофакторные; по степени контролируемости факторов — активные и пассивные (регистрирующие) . Рассмотрим некоторые виды экспериментов подробнее. По условиям проведения. Так называемый естественный эксперимент предполагает изучение объекта в реальных условиях его существования; чаще всего такой вид эксперимента применяется в биологических и гуманитарных науках. Искусственный же эксперимент требует для своего проведения специально создаваемой обстановки. Чаще используется в науках о неживой природе. Его называют также лабораторным экспериментом. Искусственный эксперимент имеет такие достоинства, как возможность обеспечить достаточные условия для устранения побочных факторов, т.е. для достижения высокой внутренней валидности, причем с эффективным использованием времени и ресурсов. Однако часто перед ним встает проблема внешней валидности, или экстраполируемое™ полученных результатов. Естественный же эксперимент, наоборот, уступая лабораторному в возможности создания удобных для исследователя условий, демонстрирует приближенный к реальности ход изучаемых процессов. Часто он используется в технических науках для испытания изготовленных объектов, в этом случае его называют натурным. В зависимости от условий непосредственного проведения естественный эксперимент может быть полевым, полигонным, производственным, клиническим и т.п. Елавная задача в естественном эксперименте — обеспечить максимальную непринужденность, натуральность окружающей обстановки. В эту задачу, как правило, входят изучение параметров воздействия среды на данный объект, особенностей поведения или функционирования данного объекта и их оценка. 2. По целям исследования. Эксперимент преобразующий, предполагает активное изменение структуры и функций изучаемого объекта, преднамеренное создание условий, которые должны способствовать появлению его новых качеств. Контролирующий эксперимент решает задачу обеспечения контроля над изучаемым объектом, управления объектом с помощью воздействующих факторов с одновременным изучением изменений его состояния в зависимости от воздействия. Констатирующий эксперимент представляет собой процедуру проверки какого-либо исходного предположения; целью данного эксперимента является фиксация наличия или отсутствия определенных свойств, отношений, эффектов, состояний и т.п. Поисковый эксперимент не имеет всецело систематического характера; часто он является лишь начальной стадией в серии экспериментально ных исследований. Проводится в тех ситуациях, когда недостаточно известен комплекс факторов, влияющих на изучаемый объект. Поэтому такой эксперимент носит разведывательный, предварительный характер. Именно для него в большой степени характерно то, что мы говорили выше об экспериментировании как поисковой активности. Поисковый эксперимент занимает достаточно видное место в научном познании, хотя его роль иногда недооценивается методологами из-за влиятельной роли теории в современной эмпирической науке, что будет рассмотрено несколько ниже. Важным видом эксперимента является также т.н. решающий эксперимент. Для его проведения характерна ситуация, когда две или несколько гипотез конкурируют друг с другом, претендуя на роль ведущей и примерно одинаково согласуясь с имеющимся эмпирическим базисом. В этом случае решающим экспериментом становится такой, результаты которого однозначно свидетельствуют в пользу одной теоретической системы и опровергают альтернативную ей систему. Для этого, конечно, сам эксперимент должен быть спланирован так, чтобы основной вопрос, решаемый в ходе экспериментального исследования, был сформулирован дихотомически, т.е. чтобы он допускал только два возможных ответа: «да» или «нет». Примерами решающих экспериментов могут служить: знаменитый «маятник Фуко», благодаря которому Ж.Б.Л. Фуко продемонстрировал вращение Земли (1851 г.), доказав справедливость теории Коперника и опровергнув теорию Птолемея; опыт О.Ж. Френеля с открытием белого пятна в тени диска, благодаря которому была открыта дифракция света и поддержана волновая теория света в противовес корпускулярной. Однако следует заметить, что вопрос о действительной роли решающих экспериментов в развитии научного знания весьма непрост. Например, далеко не всегда решающий эксперимент расценивается современниками как именно решающий; часто это удается понять лишь намного позже. В последующих разделах мы еще вернемся к этой теме. По количеству факторов — (подробно см. ниже). По степени контролируемости факторов. Эксперимент активный предполагает возможность существенного управления независимыми переменными. Экспериментатор контролирует «вход» и «выход» исследуемой системы. Но не всегда независимая переменная хорошо контролируема. Иногда мы можем лишь констатировать, что она изменяется, не будучи в состоянии целенаправленно воздействовать на нее. В этом случае имеет место ситуация пассивного, или регистрирующего, эксперимента. Здесь экспериментатор наблюдает за поведением зависимой переменной, стараясь извлечь максимум информации об изучаемых взаимосвязях. Примером может служить изучение шокового процесса в патологической физиологии, когда у лабораторного животного он вызывается искус – ственно; исследователь следит за функционированием биохимических систем организма в зависимости от стадии шока, не предпринимая активного вмешательства. В экспериментах подобного типа вообще велик удельный вес входящего в них наблюдения. Самостоятельным вариантом регистрирующего эксперимента является корреляционное исследование. Некоторые методологи считают его отдельным научным методом, но по своей логической схеме он является частным случаем именно пассивного, регистрирующего эксперимента. Корреляционные исследования часты в гуманитарных науках, где возможность активного вмешательства в изучаемые процессы весьма ограниченна. Например, исследователь выдвигает гипотезу, что дети из многодетных семей быстрее развиваются и демонстрируют большую успеваемость в школе, чем те дети, которые являются в своих семьях единственными. Как можно проверить эту гипотезу? Исследователь не может здесь предпринять какие-либо активные действия, чтобы вызвать и проверить искомые различия, однако у него есть возможность изучить зависимость между уже существующими различиями: для этого он ищет и изучает статистические данные, сопоставляя их между собой. Таким образом, в отличие от активного эксперимента, где осуществляются контролируемые воздействия, в корреляционном анализе проверяются гипотезы о взаимосвязи уже имеющихся данных, проводится ретроспективное изучение уже произошедших событий. Здесь ученый работает с наличными массивами данных, применяет статистические методы их обработки для выделения возможных детерминант определяемых различий. Корреляционное исследование относится к квазиэкспериментальному подходу, о котором мы говорили в предыдущем параграфе: оно сочетает в себе черты и эксперимента, и наблюдения. Помимо перечисленных, в методологии науки называют и другие виды экспериментов. Так, выделяют в качестве особой разновидности математический, или вычислительный, эксперимент: в этом случае на основе компьютерной обработки введенных данных получают результат в виде математического решения той или иной задачи. Он применяется в экологии, сейсмологии, аэродинамике и других науках. К преимуществам математического эксперимента, способствовавшим его широкому применению в современной науке, относится, помимо высокой точности проводимых расчетов, то, что в таком исследовании каждый участвующий фактор можно свободно варьировать при отсутствии того риска катастрофических последствий, который может возникнуть в натурном эксперименте. Математический эксперимент имеет черты, относящиеся к методу моделирования; в § 2.5 мы несколько подробнее поговорим о плюсах и минусах применения имитационных математических моделей.

Еще одним специальным видом экспериментирования, занимающим важное место в научной практике, является мысленный эксперимент. Он применяется учеными как средство расширения доступных им экспериментальных средств.

В случае, когда провести реальный эксперимент не представляется возможным, ученый может мысленно воспроизвести и продумать саму экспериментальную ситуацию, получив в ходе этого продумывания важные теоретические результаты.

Хрестоматийным примером мысленного эксперимента является мысленное рассмотрение падающего лифта, осуществленное Эйнштейном в ходе разработки теории относительности. Мысленный эксперимент опирается на различные процедуры абстрагирования, идеализации, рассуждений по аналогии.

Он сочетает в себе черты как эмпирического, так и теоретического уровней исследования. Как уже говорилось выше (§ 1.4), приемы мысленного экспериментирования, составляющие особый метод конструктивного обоснования абстрактных объектов, играют важнейшую роль в развитии теоретического знания (В.С, Степин).

Источник: Ушаков Е.В.. Введение в философию и методологию науки. 2005

Источник: https://bookucheba.com/obschaya-filosofiya/eksperimentalnyiy-metod-istorii-53767.html

История возникновения эксперимента как научного метода

Экспериментальный метод в истории науки

Оглавление

Введение 2 1. Теоретические основы возникновения эксперимента как научного метода 5 1.1. Определение и виды эксперимента как научного метода 5 1.2. Особенности применения метода эксперимента в социологии управления 13 2.

Практический анализ применения метода эксперимента в социологии управления 23 2.1. Особенности использования метода эксперимента в социологических исследованиях 23 2.2.

Анализ результатов, полученных методом эксперимента 26 Заключение 30 Список использованных источников 31

Введение

Одним из методов сбора научной информации в социологическом исследовании является метод эксперимента, так как это один из множества методов научного познания, который является наиболее активным и наиболее действенным в плане возможностей проникновения исследователя в интересующую его область реальной действительности.

Метод эксперимента широко применяется в самых различных научных исследованиях, в том числе и социологических.

Роль этого метода в научном познании, несомненно, очень велика и постоянно возрастает, ведь эксперимент является одним из самых используемых методов, с помощью которого строятся новые представления о структуре общества и различных процессов, происходящих там.

Теоретическая разработка метода эксперимента носит разноплановый характер и исследуется рядом наук (политология, история, социология, психология, биология, химия, физика и др.). В связи с этим была проанализирована литература нескольких направлений.

В основе научной разработанности метода эксперимента лежат работы, посвященные различным аспектам механических, физических и биологических процессов (Г. Галилей, Р. Бойль, Д. Пристли, И. Глаубер, Архимед, Л.Пастер, М. Мальпиги, Ж. Гельмонт). Эти опыты акцентированы на возникновении первых научных представлений.

Экспериментальный метод пришел в социальные науки из естественных наук, где он примерно с XVII века стал основным способом эмпирической проверки научных теорий. Метод эксперимента разрабатывался многими учеными, такими как, Д. Джоуль, Ш. Кулон, А. Вольт, Л. Гальвани, Б. Куртуа, А. Балар.

Эксперимент – краеугольный камень эмпирического подхода в приобретении данных о мире. Этот метод используется как в естественных науках, так и в общественных. Впервые метод эксперимента получил философское осмысление в трудах Ф. Бэкона, разработавшего и первую классификацию экспериментов.

Далее метод эксперимента получил свое развитие в работах таких психологов и социологов, как У. Мак-Гвайр, К. Герген, Ф. Олпорт, Р. Фишер, Д. Кэмпбелл, Н.К. Дружинин, Р. Готтсданкер, Э. Тоффлер, С. Милгрэм, Р.В. Рывкина и А. В. Винокур, А. П. Куприян, Г. А. Анчугин и др. В связи с тем, что ведущие социологи (Дж.С.Миль, О.Конт, М.

Вебер) отрицали возможность применения метода эксперимента в изучении социальных явлений, которые слишком сложны и изменчивы, и однозначная интерпретация поведения человека или социальной общности невозможна, эксперимент как метод эмпирического исследования начал активно применяться лишь с 20-х годов нынешнего века.

В настоящее время эксперимент в социологии достаточно сложен, потому что многие социальные процессы и явления еще мало изучены, для того чтобы к ним можно было выдвигать новые гипотезы, объясняющие их, а организация проведения эксперимента, достаточно сложна и часто требует крупных материальных затрат.

Актуальность данной работы заключается в необходимости рассмотрения истории возникновения эксперимента как научного метода. Объект исследования – общественные отношения, возникающие в ходе применения норм, регулирующих эксперимент как научный метод. Предмет исследования – особенности, присущие истории возникновения эксперимента как научного метода. При написании данной работы целью является выявить область применения эксперимента как научного метода Для осуществления этой цели выполняются следующие задачи: – рассмотреть теоретические основы возникновения эксперимента как научного метода; – проанализировать применение метода эксперимента в социологии управления. Методы, используемые в работе – обобщение, описание, метод сравнения. Структурно работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

Заключение

Эксперимент в социологии управления — специфический метод, основанный на контролируемом взаимодействии исследователя с исследуемым объектом в заранее заданных условиях. В эксперименте можно получить информацию в искусственно созданной обстановке, что отличает этот метод от обычного наблюдения.

Воспользовавшись теоретическими данными и практическими разработками многих ученых и исследователей, нами было проведено исследование с применением метода эксперимента, с помощью которого мы смогли проследить зависимость между некорректным вопросом и конечным ответом респондента.

Мы выяснили, что введенный нами экспериментальный фактор очень сильно повлиял на ответ респондентов. В дальнейшем можно было бы улучшить и доработать наш эксперимент, изменив формулировку вопроса на: «По данным социологического исследования Путин является лучшим президентом РФ.

Кто на Ваш взгляд был или будет лучшим правителем в истории Российского государства», тем самым можно будет повысить чистоту эксперимента, ведь при нынешней формулировке вопроса у респондентов был не слишком великий выбор, поскольку в истории Российской Федерации на данный момент было всего три Президента.

Так же можно будет ввести иную переменную и в другие вопросы анкеты, чтобы проследить, как некорректная формулировка может повлиять на мнение и конечный ответ респондентов.

Можно было бы применить и информационное давление, включив в необходимый вопрос отсылку к какому-нибудь авторитету, тем самым проследив, как сильно повлияет это на ответ, но так же пришлось бы вводить новый вопрос, уточняющий отношение респондентов к этому авторитету, чтобы проследить более глубокую зависимость и обеспечить еще большую чистоту эксперимента.

Список литературы

Анчугин Г. А. Роль социального эксперимента в выработке и принятии управленческого решения. –В сб.: Научное управление обществом, вып. 2. М, Мысль. –2014. – с. 292 – 295. Ахутин А. В. История принципов физического эксперимента от античности до XVII в. – М.: Наука. – 2011. Барлоу Д. и Херсен М. Экспериментальные планы для единичных случаев. – 2014. Башмакова И. Г.

Дифференциальные методы у Архимеда // Историко-математические исследования. – М.: ГИТТЛ. – 2014. – № 6. – С. 609–658. Башмакова И. Г. Трактат Архимеда «О плавающих телах» // Историко-математические исследования. – М.: ГИТТЛ. – 2013. – № 9. – С. 759–788. Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира. М.: ВШ. – 2012. – 656 с. Гельмонт Ж.

// Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) – СПб. – 2013. Глаубер В. Я., Рудольф И. // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.) – СПб. – 2014. Готтсданкер Р. Основы психологического эксперимента/ Пер. с англ. М.: Изд-во МГУ. – 2014; Дружинин Н.К. Выборочное наблюдение и эксперимент. М.: Статистика.– 2012.

Клеев С.А. Обработка результатов педагогического эксперимента: методические рекомендации / С.А. Клеев, С.А. Волков. — Новосибирск: НИП-КиПРО. – 2014.–36 с. Копнин П. В. Эксперимент и его роль в познании. – Вопросы философий. – 2014. –№ 4. – с.29. Куприян А.П. Методологические проблемы социального эксперимента. М.: Наука. – 2013.

Куртуа, Бернар// Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). – СПб.– 2014. Кэмпбелл Д. Модели экспериментов в социальной психологии и прикладных исследованиях / Пер. с англ. Сост. и общ.ред. М.И.Бобневой. М.: Прогресс. – 2014. Лебедев В. И. Исторические опыты по физике/ В.И. Лебедев – Л.: Глав. ред. научно-популярной и юношеской литературы.

– 2014. Лежнева О. А. Труды Ш. О. Кулона в области электричества и магнетизма, «Электричество». – 2014. – № 11. – С. 79-81. Мягков А.Ю., Журавлева С.Л. Экспериментальная оценка качества данных в телефонном интервью // Социология: 4М. – № 32. – 2011. Паутова Л.А. Ассоциативный эксперимент: опыт социологического применения// Социология: 4М. – № 24. – 2011. Рывкина Р. В.

и Винокур А. В. «Социальный эксперимент» — Новосибирск: Наука. – 2014. Сивоконь П. Е. Методологические проблемы естественнонаучного эксперимента – Изд. Моск. ун-та. – 2012. – 370 с. Сивоконь П.Е. Методологические проблемы научного эксперимента. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора философских наук. – МГУ. – М. – 2013. Шумилин А.

Общественная практика и эксперимент. – Политическое самообразование. – 2014. – № 1-1. – с. 51.

Источник: https://www.work5.ru/gotovye-raboty/103240

Экспериментальный метод в истории науки

Экспериментальный метод в истории науки

Эксперимент

Эксперимент (лат. experimentum — “опыт, проба,испытание”) как общенаучный методзанимает важнейшее, если не центральноеместо в методологии современной науки.Эксперимент представляет собойисследовательскую ситуацию изученияявления в специально создаваемых,контролируемых условиях, позволяющихактивно управлять ходом данного процесса,т.е.

вмешиваться в него и видоизменятьего в соответствии с исследовательскимизадачами, а также воспроизводитьизучаемое явление при воспроизведенииданных условий. Задачаисследователя-экспериментатора – изолировать изучаемое явление отнесущественных влияний, выделитьинтересующий его феномен в “чистомвиде”.

Таким образом, в эксперименте,в отличие от наблюдения, создаютсяусловия для более интенсивного анализа,для активного и сознательного воздействияна исследуемые объекты, часто с глубокимвмешательством в те или иные процессы.Конечно, в реальной экспериментальнойпрактике далеко не всегда удаетсядействительно овладеть изучаемымявлением, т.е.

научиться вызывать его,управлять им, модифицировать в нужнуюсторону и т.п. Однако цель, которуюпреследует экспериментальная деятельность,состоит именно в этом — в достижениимаксимально возможного уровня управленияданным процессом. Эго являетсяметодологическим идеалом экспериментальногоподхода. Очевидно, что экспериментявляется более мощным исследовательскимсредством, чем наблюдение.

Ведь экспериментпо своему предназначению направлен наинтенсификацию опыта, в отличие отэкстенсивно ориентированного наблюдения.

К несомненным достоинствам экспериментальногометода можно отнести такие, каквоспроизводимость данного явлениятогда, когда это требуется; варьируемостьэкспериментальной среды, благодарячему ученый может изучать объект в самыхразных условиях, вводить в действиеновые факторы и т.п.; возможностьдобиваться достаточно высокойдостоверности получаемых результатов;(возможность создавать такие процессы,явления, свойства объектов, которые вестественном виде в природе не существуют.

Прежде всего необходимо четко различатьнижеследующее:

1) экспериментирование вообще как видпознавательной деятельности, т.е. какособую поисковую активность. Цельютакой активности, во многом спонтанной,неупорядоченной, иногда включающейигровые моменты, являются испытание ирасширение собственных возможностей,общая “разведка” и освоение природнойсреды.

Ярким примером такойкогнитивно-исследовательской деятельностислужат игровые манипуляции, которыепроводят дети с незнакомым предметом;это феномен, хорошо изученный впсихологической науке. Конечно, такогорода экспериментирование было присущечеловеку во все исторические эпохи.

Так, историки говорят о существованиинеких зачатков экспериментирования вантичной науке (в военном деле, в механике)и в Средние века (например, в оптике).

Нолишь в эпоху Возрождения и с началомНового времени поисковая экспериментальнаядеятельность достигает высокой степениактивности; интересно, что вначале этопроисходит в большей степени в искусстве,чем в научном познании (впрочем, в тупору наука и искусство еще не разъединялись,а скорее, согласовывались друг с другом).

Показательным примером здесь являютсяпоиски и достижения итальянскиххудожников Возрождения в областиперспективы или длительный процессэкспериментирования в музыке в XVI-XVIIвв. по созданию равномерных интервальныхсоотношений музыкального строя;

2) научный эксперимент как осознанныйметодологический принцип. Формирующийсяв начале Научного времени экспериментальныйподход становится основой новогоестествознания вообще.

Заслуга вразработке эксперимента как основынаучной методологии принадлежит преждевсего Галилео Галилею (1564-1642), которыйв конце XVI в. соединил экспериментальныйподход с математическим мышлением идал первое теоретическое осмыслениеэтого методологического принципа.

Современник Г. Галилея Фрэнсис Бэкон(1561-1626) дал развернутое изложениеэкспериментального метода как программысоздания новой науки. С начала Новоговремени, с периода, называемого научнойреволюцией XVI—XVH вв.

, экспериментальноеестествознание становится символомнауки вообще, образцом научного метода.До наших дней экспериментальный подходзанимает ведущую позицию в эмпирическихнауках.

Структура эксперимента

В нее включаются:

1) субъект, проводящий экспериментальноеисследование, или экспериментатор

2) исследуемый объект;

3) условия и обстоятельстваэкспериментирования, к которым относятконкретные условия времени и места,технические средства экспериментирования(прежде всего экспериментальнуюустановку, а также сопутствующиеинструменты и приборы) и теоретическийконтекст, поддерживающий даннуюисследовательскую ситуацию.

Логическая схема эксперимента

Терминология экспериментального подходавключает следующие понятия. Все явления,факторы, воздействия, состояния, которыемогут изменяться в данной исследовательскойситуации и принимать различные значения,называются переменными. Эго могут бытькак количественные величины, подлежащиеизмерению, так и неизмеряемые качественныесостояния.

Каждой переменной соответствуеткакое-либо число (но не менее двух) еевозможных значений, т.е. область значенийпеременной. Среди переменных, включенныхв экспериментальную ситуацию, естьнепустое множество переменных, которымиисследователь может управлять, меняяих значение.

Эти переменные (как правило,это определенные виды воздействий,которые использует исследователь вданной ситуации) называются независимойпеременной. Те переменные, которые,наоборот, изменяются при измененияхнезависимых переменных, называютсязависимыми переменными.

И наконец,существует еще некоторая совокупностьфакторов, которые не являются предметомпрямого исследовательского интереса,но оказывают дополнительное воздействиена зависимую переменную, затрудняяизучение связи зависимой и независимойпеременных и внося неопределенность врезультаты эксперимента. Они называютсяпобочными факторами.

Очень простойиллюстрацией данной схемы может служитьфизиологический эксперимент поопределению зависимости частоты дыханияиспытуемого от выполняемой им физическойнагрузки.

Здесь дозируемая физическаянагрузка будет независимой переменной,изучаемая частота дыхания — зависимойпеременной, а побочным фактором можетвыступать, скажем, содержание углекислотыв физиологической лаборатории: когдав помещении с недостаточной вентиляциейстановится душно, у испытуемогосоответственно возрастает частотадыхания, что создает помехи в достижениицели эксперимента.

Простейшая схема экспериментальнойситуации, которая на самом делепредставляет собой структуру классическогооднофакторного эксперимента, состоиттолько из двух переменных — независимойи зависимой (плюс побочные факторы) (см.рис. 1). В общем случае задачамиэкспериментатора являются устранение(или стабилизация) побочных факторов ивыделение в чистом виде структуры“независимая переменная -> зависимаяпеременная”.

Легко видеть, что структура “независимаяпеременная – > зависимая переменная”обнаруживает значительное родство сматематическим по-

нятием функции: оно отражает идеюзависимости одной переменной от другой,“аргумент функции -> значение функции”(где аргумент пробегает областьопределения данной функции, а значение— соответственно, область значений).

Действительно, с началом Нового временипроисходит не только становление новогоэкспериментального метода в естествознании,но и практически синхронно этомуразработка понятия функции в математике(хотя общие формулировки понятия функциибыли даны лишь в XVIII в.).

Итак, экспериментатор в ходе исследованияпытается вмешаться в сам механизмпротекания изучаемого процесса, вструктуру того или иного явления.

Цельэксперимента как исследовательскойстратегии — выделить в изучаемом объектесущественные взаимосвязи, или, как мыговорили выше, интенсифицировать,углубить содержание эмпирическогоматериала. Для прояснения общей логическойсхемы этой стратегии полезно ввестипонятие идеального эксперимента (1).

Этоабстракция, которая представляет вявном виде и стратегию экспериментатора,и логическую структуру, извлекаемуюэкспериментатором из исследуемойобласти.

В идеальном эксперименте ученый действуетв абсолютно благоприятной для негоситуации; в реальности же мы работаем,как правило, лишь в условиях достаточногрубого приближения к ней.

Источник: https://studfile.net/preview/3181375/

Эксперимент

Экспериментальный метод в истории науки

Эксперимент — это метод научного познания, при помощи которого исследуются явления реально-предметной действительности в определённых (заданных), воспроизводимых условиях путём их контролируемого изменения.

Экспериментальное исследование относится к эмпирическим научным методам и представляет собой разновидность опыта, имеющего целенаправленно познавательный, методический характер. Эксперимент занимает ведущее место среди методов научного познания (см.

 Методы научного познания) и часто выполняет функцию критерия истинности научного знания в целом.

В отличие от такого метода научно-практического познания как наблюдение (которое непосредственно связано с методом эксперимента), эксперимент осуществляется на основе теории (см. Теория), определяющей постановку задач исследования и интерпретацию его результатов.

В эксперименте исследователь активно вмешивается в протекание изучаемого процесса с целью получить о нём определённые знания. Исследуемое явление наблюдается здесь в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет воспроизводить ход явления при повторении сходных условий.

Создав искусственную систему, далее становится возможно осознанно (а иногда и неосознанно, случайно) влиять на неё путём перегруппировки её элементов, их элиминирования или замены другими элементами.

Наблюдая при этом за изменяющимися следствиями, возможно раскрыть определённую причинную взаимосвязь между элементами и тем самым выявить новые свойства и закономерности изучаемых явлений. В ходе эксперимента исследователь не только контролирует и воспроизводит условия, в которых изучается объект, но и часто искусственно изменяет эти условия, варьирует их.

В этом заключается одно из важных преимуществ эксперимента по сравнению с наблюдением. Изменяя условия взаимодействия, исследователь получает большие возможности для обнаружения скрытых свойств и связей объекта. Обычно контроль и изменение условий осуществляется за счёт использования приборных устройств, которые являются орудием воздействия наблюдателя на объект.

Основные логико-практические элементы экспериментальной процедуры следующие:

  1. Постановка вопроса и выдвижение предположительного ответа.
  2. Создание экспериментальной установки, обеспечивающей необходимые исследователю условия взаимодействия изучаемого объекта.
  3. Контролируемое видоизменение этих условий.
  4. Фиксация следствий и установление причин.
  5. Описание нового явления и его свойств.

Эксперимент как метод исследования возник в естествознании Нового времени (У. Гилберт, Г. Галилей). Впервые он получил философское осмысление в трудах Ф. Бэкона, разработавшего и первую классификацию экспериментов.

До этого формы языка и рационально-предметной деятельности были одинаковыми и для вненаучной практики, и для науки, различаясь лишь по целевому использованию (это различение терминологически фиксируется противопоставлением практического эмпирическому), а специфика научного познания усматривалась в психологических аспектах деятельности учёного. Лишь после триумфа механистической картины мира (И. Ньютон), давшей естествознанию принципиально новую систему предметных средств — теорию в современном смысле этого понятия, — рационально-предметная деятельность в науке начинает опираться на теоретические средства — продукт своего собственного развития. Развитие экспериментальной деятельности в науке сопровождалось в теории познания борьбой рационализма и эмпиризма, по-разному понимавших соотношение эмпирического и теоретического знания. Преодоление односторонности этих направлений, развитие теоретической базы естествознания и смена господства механики сосуществованием различных теорий привели к тому, что не только средства, но и объекты эмпирического исследования начали выступать не в качестве непосредственно, эмпирически данных, а в качестве опосредованных развитием теории. Иными 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 теоретического результата.

Современная наука (см. Наука) использует разнообразные виды эксперимента. Особенно велика его роль в естественных науках. В сфере фундаментальных исследований простейший тип эксперимента — качественный эксперимент, имеющий целью установить наличие или отсутствие предполагаемого научной теорией явления (см. Качество).

Более сложен измерительный эксперимент, выявляющий количественную определённость какого-либо свойства объекта (см. Количество, Измерение). Нередко главной задачей эксперимента служит проверка гипотез научной теории (см. Гипотеза), имеющих принципиальное значение (так называемый решающий эксперимент).

Ещё один тип эксперимента, находящий широкое применение в фундаментальных исследованиях — так называемый мысленный эксперимент (см. Эксперимент мысленный). Он относится к области теоретического знания и представляет собой систему мысленных, практически не осуществимых процедур, проводимых над идеальными объектами.

Будучи теоретическими моделями реальных ситуаций, мысленные эксперименты проводятся в целях выяснения согласованности основных принципов теории. В области прикладных исследований применяются все указанные виды эксперимента. Их задача — проверка конкретных теоретических моделей.

Для прикладных наук специфичен модельный эксперимент, который ставится на материальных моделях, воспроизводящих существ, черты исследуемой природной ситуации или технического устройства. Он тесно связан с производственным экспериментом.

Для обработки результатов указанных экспериментов применяются методы математической статистики, специальная отрасль которой исследует принципы анализа и планирования эксперимента.

В XX веке с развитием научного знания о социальных явлениях в связи с потребностями общественной практики, в частности в связи с потребностями совершенствования организации и управления обществом, всё большее значение начинают приобретать и социальные эксперименты.

Социальный эксперимент, будучи методом исследования, вместе с тем выполняет функцию оптимизации социальных систем (см. Общество). Он одновременно принадлежит и к сфере науки и к сфере социального управления, помогая проектировать и внедрять в жизнь новые социальные формы.

Объект социального эксперимента, в роли которого выступает определённая группа или общность людей, является одним из участников эксперимента, с интересами которого необходимо считаться, а сам исследователь оказывается включённым в изучаемую им ситуацию.

и процедуры социальных экспериментов обусловлены правовыми и моральными нормами общества.

Основные характеристики экспериментальной стратегии, определяющей место и смысл разных (частных) видов эксперимента (исследовательский, проверочный, демонстрационный, качественный, решающий, модельный, мысленный), могут быть сведены к следующим:

  1. Эксперимент исследует изменение состояния наблюдаемого объекта в зависимости от изменяющихся условий его существования, он ищет за природными «субстанциями» схему функциональной зависимости, рассматривая их как примеры действия единого закона, одной «природы». Эксперимент становится методом познания, когда саму природу понимают как метод действия.
  2. Изменение условий в эксперименте строится как ряд последовательных приближений 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.
  3. Поскольку в опыте видимое дано вместе с определённым образом видения и понимания, экспериментирование с предметом опыта преобразует и конструктивное воображение субъекта. Открывая новые объекты, эксперимент одновременно создаёт соответствующую им способность видения экспериментатора, то есть субъекта познания.
  4. Эксперимент устремлён к пределу, в котором исследуемое явление выступает в «чистом виде», изолированно. Преобразующее действие эксперимента направлено к разделению сложной системы взаимодействий с целью выделить, изолировать элементарную связь причина-действие и, далее, — свободное от действий (инерциальное) бытие 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 только и относятся утверждения теории). Эксперимент весьма далёк от какого бы то ни было натурального наблюдения. Специальными техническими средствами эксперимент создаёт условия, максимально приближённые к идеальным (абсолютная пустота, абсолютно твёрдое тело, идеальный газ, силовые линии электромагнитного поля, простой рефлекс, социальный тип, чистая фонема и другие). Вместе с тем он указывает путь «реализации» идеального — реальной интерпретации идеальных (теоретических) событий и причинного объяснения реальных явлений. Всякий реальный эксперимент имеет смысл только в горизонте мысленного эксперимента с идеальными объектами. Точно так же и всякий теоретический конструкт (см. Конструкт) получает смысл реального понятия лишь в качестве идеального проекта реального эксперимента. Мысленный эксперимент в специальном смысле, то есть принципиально нереализуемый, воображаемый эксперимент, лишь обнаруживает внутреннюю экспериментальность самого теоретического мышления.
  5. Воспроизведение реального события в идеальном пределе предполагает исключительные, искусственно созданные условия эксперимента. Поскольку же идеализация в эксперименте устремлена к выявлению элементарных действий (как причин и как следствий), эксперимент находит опору в технике (см. Техника). Экспериментальная наука делается в лабораториях. Эксперимент рассматривает технику как форму открытия сущностных законов природы и заранее открывает природу как возможную технику. Экспериментальная техника (метод) однородна с воспроизводимым явлением (предмет), она представляет собой звено, через которое теоретическое открытие становится техническим изобретением, а достижения техники позволяют продвинуться в исследованиях. Фундаментальные исследования являются и наиболее техноёмкими, и наиболее технически эффективными.
  6. Однородность технического средства и исследуемого предмета в эксперименте сказывается в том, что теоретическое открытие сразу же приводит к совершенствованию экспериментальной техники. В экспериментальной установке, построенной на базе теории, последняя утрачивает характер объектности, объективной картины мира, приобретая форму инструмента исследования, направленного на мир. Она совершенствует орудийную оснащённость экспериментатора. В форме эксперимента теоретическое знание вновь выталкивает мир из его «объективной» картины как непознанный и бесконечный в себе предмет.
  7. Неклассическая физика XX века (релятивистская и квантовая механика) обнаруживает внутренние ограничения эксперимента как метода познания. Принципы наблюдаемости, неопределённости, дополнительности фиксируют неустранимое участие познавательного действия в определении бытия познаваемого «объекта» (то есть его не-объектность). Намечается существенно новое понимание бытия — бытие-событие, бытие-возможность (онтология виртуальности), новая идея разума, архитектонически отличного от разума объективно познающего, и соответственно новое, неэкспериментальное понимание опыта.

Источник: https://gtmarket.ru/concepts/6998

Экспериментальные методы исследования в системе исторических наук (стр. 1 из 3)

Экспериментальный метод в истории науки

Обращение к теме исторической реконструкции вовсе не случайно. Уже в течение нескольких столетий историки, археологи, этнологи, антропологи и другие ученые разных стран с успехом используют в своих исследованиях данные, полученные в результате реконструкции и исторического эксперимента.

У исторической реконструкции, как у своеобразного метода исследований, есть как свои сторонники, считающие, что в ряде случаев обращение к тому или иному эксперименту просто необходимо, так и противники, обвиняющие исследователей-экспериментаторов в “искажении истории”, “профанации” и т.д.

В данном случае уместно отметить, что довольно часто, например, при явной нехватке письменных данных, выводы, сделанные в результате различных экспериментов, безусловно важны, но ни в коем случае не должны идеализироваться и могут быть использованы лишь в качестве необходимых дополнений к основной работе.

Значение данного метода возрастает, когда исследователь обращается к дописьменной истории человечества и часто располагает лишь отдельными предметами материальной культуры или же в случае, если информация письменных источников противоречит здравому смыслу и нуждается в немедленной проверке.

При этом возникает целый ряд объективных проблем, встающих перед экспериментатором. Например, никогда нельзя быть точно уверенным, что наши далекие предки поступали в точности так, как ведет себя участник эксперимента, или же различные реплики (копии) древних орудий труда, одежды, оружия абсолютно соответствуют своим прототипам.

Эти, а также ряд других причин, значительно осложняют работу экспериментатора и ставят под вопрос результаты опытов. Тем не менее данный метод исследования не раз приходил на помощь исследователям, часто оказываясь единственным путем разрешения наиболее сложных и спорных вопросов, возникающих в процессе работы.

Так, например, при экспериментальной транспортировке макета базальтовой стелы ольмекской культуры, произведенной в Ла-Венте (Мексика),было доказано, что крупные каменные монолиты невозможно было переносить вручную, хотя ранее считалось, что подобный способ вполне возможен.

Попытки использования различных экспериментальных методов в истории, археологии и этнографии имеют давнюю традицию и можно назвать ряд известных ученых, считавших их неотъемлемой и серьезной составляющей частью научного исследования. Считается, что в рамках исторической науки впервые к методу реконструкции и эксперимента обратился немецкий ученый Андреас Альберт Роде(1682-1724.

), изготовивший и испытавший реплику кремневого топора и его соотечественник Якоб фон Меллен(1659-1743), занимавшийся реконструкцией древней керамики Северной Германии.

До этого периода метод эксперимента уже был хорошо известен, постоянно совершенствовался и, начиная с эпохи Возрождения, широко применялся такими известными учеными как, например, Леонардо да Винчи, Галилей, Коперник, Бэкон или Меркати.

С середины XIXв. экспериментальные методы в археологии постепенно занимают достаточно устойчивые позиции и их используют как отдельные исследователи, так и целые группы специалистов-экспериментаторов.В 1874г.

во время археологической конференции в Копенгагене демонстрируется деревянная постройка, срубленная при помощи каменных орудий. В этот же период Отто Тишлер и его коллеги экспериментально доказывают возможность сверления каменных изделий при помощи деревянного сверла и подсыпаемого под него песка.

До этого считалось, что подобная технологическая операция возможна лишь при использовании металлических инструментов. Своего рода сенсацией стало первое экспериментальное плавание через Атлантический океан на судне “Викинг”, представлявшем копию драккара из Гокстада (IXв., Норвегия).

Корабль за 40 дней благополучно достиг берегов “Винланда”. Таким образом уже в 1883г. была сделана попытка экспериментально доказать возможность открытия Америки за долго до плавания Христофора Колумба.

В ХХ в. была открыта новая страница в развитии данного метода исторических исследований. В 1922г. возникает принципиально новая форма археологического эксперимента, сочетающая в себе достижения всей системы исторических наук.

Техника и методика реконструкции значительно усложнились, исследования приобрели комплексный характер, а участники экспериментов предпочитали использовать так называемые методики “погружения в историческую эпоху”, “слияния с историей” и т.п.

Так, например, в Швейцарии на берегах Боденского озера реконструируются поселения каменного и бронзового веков, где усилиями экспериментаторов воссоздается жизнь людей далекого прошлого. Сейчас на этом месте находится один из крупнейших швейцарских музеев под открытым небом.

В Польше подобный центр возник в Бискупине, где с высокой степенью точности было реконструировано городище эпохи железа. Начиная с 1936г., на территории этого поселения исследуются различные архаичные хозяйственные процессы, исследователи живут в древних домах, готовят пищу, охотятся и обрабатывают землю при помощи древних орудий труда.

Даже сам распорядок дня и повседневное поведение людей в коллективе со временем подвергается значительным изменениям. Одним из основных условий чистоты подобных экспериментов является по возможности полное ограничение воздействия со стороны современной цивилизации.

Получают широкое распространение и признание долгосрочные проекты, проводящиеся на протяжении месяцев и даже лет. Многие добровольцы, по собственной воле оказавшиеся в той или иной “исторической эпохе”, позже отмечали, что уже очень скоро они ощущали, как спадает “короста современной цивилизации” и пропадают различные порожденные ей мнимые ценности, в результате чего человек начинает гораздо лучше понимать себя, окружающих его близких людей и свое место в Природе.

Новый мощный толчок к развитию экспериментальная археология получает в 50-е годы в СССР, где в рамках школы выдающегося ленинградского археолога С.А.Семенова, разрабатываются новые методы научных исследований.

В результате на свет появляется оригинальная методика определения и изучения функций орудий труда по характеру следов работы (трассеологический метод), благодаря которой, например, было доказано, что древние каменные топоры использовались для обработки древесины ( это мнение подтверждалось и этнографами, изучавшими изолированные этнические группы папуасов Новой Гвинеи в ХIХ – ХХ вв.), а не для перекапывания земли, как считал немецкий археолог Бурхард Брентьес. При этом экспериментально было установлено, что эффективность рубки леса репликами каменных топоров всего в 3-4 раза ниже, чем при выполнении аналогичной работы современными топорами, сделанными из железа. Если же принять во внимание, что для древнего человека подобное занятие было вполне привычным, а экспериментаторы испытывали явное неудобство в работе, то разница в скорости рубки деревьев значительно уменьшается.

Всплеск общественного интереса к экспериментальным методам исторических исследований был тесно связан с именем отважного норвежского исследователя, путешественника и популяризатора методов исторической реконструкции Тура Хейердала, совершившего сенсационную экспедицию на бальсовом плоту “Кон-Тики” в 1947г. Он был построен на основании старинных испанских описаний плотов инков.

Вслед за этим последовали плавания на камышовых судах “Ра I ” и “Ра II “, сконструированных на основе древнеегипетских изображений и копии тростниковой лодки шумеров, названной “Тигрис”.

В результате ряда серьезных исследований ему удалось сформулировать проблему и доказать необходимость комплексного и всестороннего исследования культурно-исторического значения Мирового Океана в истории человечества.

Вслед за Хейердалом последовало множество исследователей, совершивших не менее важные и рискованные эксперименты. Следует отметить экспедиции на плотах “Таити-Нуи- I-II”, совершенных под руководством Эрика де Бишопа в 1956-1958гг (предполагаемый маршрут древних полинезийцев к побережью Южной Америки и обратно) и конечно же, плавание Тимоти Северина на “Брендане”.

На основе исторических документов был разработан маршрут, проходящий через Исландию на Ньюфаундленд. В результате тщательного анализа ряда источников и последующей сложной комплексной историко-этнографической реконструкции удалось сделать реплику ирландской кожаной лодки VIв.

Специально был подготовлен каркас из ясеня, льняные нитки ручной пряжи; кожа для оболочки судна пропитывалась особым дубовым экстрактом и смазывалась животным воском. Следуя логике исторического эксперимента, команда “Брендана” полностью отказалась от современных мореходных приборов, тем самым пытаясь достигнуть максимальной достоверности полученных данных.

По свидетельству участников экспедиции, лодка показала отличные мореходные качества, кожаная оболочка корпуса постепенно огрубела, стала весьма прочной и не пропускала воды. Эксперимент проходил в условиях весьма близких к тем, в которых оказался аббат Брендан и 17 ирландских монахов 14 столетий назад и увенчался успехом.

В настоящее время подобный вид реконструкции стал одним из наиболее распространенных и просторы Мирового Океана бороздят драккары викингов, греческие триеры, плоты, лодки-долбленки и сотни других древних плавсредств.

Со временем исторические эксперименты начинают привлекать к себе внимание не только археологов, историков и этнографов, но и специалистов в области социологии, психологии( в первую очередь исследователей психологии группового поведения), экологии и ряда других наук.

Таким образом уже сам процесс исторической реконструкции и участники различных экспериментов становятся объектом исследования. Другой отличительной особенностью современных центров экспериментальной археологии является их полифункциональность.

Помимо научных исследований, подобные организации занимаются музейной работой, популяризацией результатов своей деятельности через средства массовой информации, разработкой специальных обучающих программ для школ и ВУЗов.

Более того, весьма часто они выступают в роли своеобразных координационных центров ( например, Культурный центр “Лайкакота” в Боливии( Ла-Пас) или же “Норск Фольке музеум” и “Лилленхаммер” в Норвегии) в системе разнообразных культурных обществ и клубов исторической реконструкции более низкого ранга.

Одной из первых организаций, развивающих именно этот подход к методу исторической реконструкции, является Центр экспериментальной археологии в Лейре (Дания).** В 1972г.

примеру датских коллег последовали английские археологи и в 24 км к северу от Портсмута в графстве Гэмпшир на холме Батсер возникло кельтское поселение эпохи раннего железа, где уже на протяжении нескольких десятков лет проводятся уникальные исследования в области сельскохозяйственной деятельности древних кельтов. Кроме этого группа английских исследователей занимается выведением новых видов домашнего скота путем обратного скрещивания, а также сельскохозяйственных культур и ведет постоянные записи ежедневных погодных условий, производя их сравнение с доступными палеоклиматическими данными.

Источник: https://mirznanii.com/a/118934/eksperimentalnye-metody-issledovaniya-v-sisteme-istoricheskikh-nauk

Book for ucheba
Добавить комментарий