Слайд 12. Структура и методы естественнонаучного познания.
2.1. Основы и структура
естественнонаучного познания.
2.2. Классификация методов научного
познания.
2.3. Концепция аксиом и ее роль в
процессе познания.
2.4. Метод и концепция моделирования
объектов.
2.5. Экспериментальная достоверность и
концепция измерений.
Слайд 22.1. Методы и основные принципы естественнонаучного познания
Три основных положения естественнонаучного
познания:
Любое естественнонаучное знание относительно.
В основе естественнонаучного познания лежит причинно-следственная
связь.
Истинность естественнонаучных знаний подтверждается экспериментом, опытом.
Слайд 3Стандартная модель построения научного знания
Опытные факты
Эмпирический закон
Теоретическая гипотеза
Теория
Эмпирический
уровень познания
Теоретический уровень познания
Слайд 4Критерии проверки истинности научных теорий
Принцип верификации: какое-либо понятие или суждение
имеет значение, если оно эмпирически проверяемо.
Теория верна,
если она подтвердилась экспериментом.
Принцип фальсификации (австрийский философ Карл Поппер, 1902–1994 г.): критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость или опровержимость.
Слайд 5Эмпирические методы познания
Научный метод - совокупность приемов и операций практического
и теоретического познания действительности.
Наблюдение - целенаправленный процесс восприятия предметов действительности,
которые при этом не должны быть изменены.
Эксперимент - изучение явления при его воспроизведении в строго контролируемых условиях.
2.2. Классификация методов научного познания
Слайд 6Теоретические методы познания
Абстрагирование - мысленное отвлечение от всех свойств и
связей изучаемого объекта, которые несущественны для данной теории.
Идеализация -
мысленное выделение какого-либо одного свойства и мысленное конструирование объекта с этим свойством.
Формализация - использование специальной символики вместо реальных объектов.
Гипотеза – предположение или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании.
Аналогия - метод, при котором происходит перенос знания с какого-либо одного объекта, на другой, схожий с первым.
Слайд 7Индукция - получение общего вывода на основании частных посылок, движение
от частного к общему.
Дедукция - получение частных выводов на основе
общих знаний, вывод от общего к частному.
Синтез - процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему.
Анализ - процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение.
Слайд 82.3. Концепция аксиом и ее роль в процессе познания
Аксиома –
утверждение, доказательства истинности которого не требуется.
Аксиомы – «точки отсчета» для
построения любой науки.
Метод аксиом наиболее применим в математике.
Давид Гильберт, германский математик, логик (1862 - 1943) - «...нередко бывает достаточно небольшого числа исходных положений (аксиом), над которыми затем чисто логическим путем надстраивается всё здание рассматриваемой теории».
Слайд 9Теорема Гёделя (30-40 годы ХХ века)
Для любой непротиворечивой системы аксиом
существует утверждение, которое в рамках принятой системы не может быть
ни доказано, ни опровергнуто.
Другими словами – в природе есть недоказуемые истины!!
Переоценка роли интуиции в научном творчестве, которая восполняет ограниченность логического пути познания.
Роберт Пенроуз, английский физик, род. 1931 г. – невозможность создания искусственного разума.
Слайд 102.4. Метод и концепция моделирования объектов
Модель - некий материальный или
мысленный образ изучаемого объекта или прообраз некоторого объекта, создаваемого человеком.
Создание, а затем изучение этих вспомогательных объектов называется моделированием.
Л. Ландау: «Главное в физике - это умение пренебрегать».
Слайд 11Типы моделей
Материальные
Идеальные
Наиболее общий признак типа модели
Ценность модели в ее материальных
качествах
Ценность модели в ее способности отображать идеи, представления, чувства
1. Макеты
2.
Образцы
3. Натурный эксперимент
1. Вербальное описание
2. Символьное отображение
3. Отображение средствами художественного творчества
Варианты реализации моделей
Слайд 12Гармонический осциллятор
Материальная модель
Идеальная модель
Слайд 132.5. Экспериментальная достоверность и концепция измерений
Эксперимент и наблюдение связаны с
измерениями.
Д.И. Менделеев (1834-1907 г.): «Наука началась тогда, когда люди научились
мерить; точная наука немыслима без меры».
Измерение – получение числовой информации об изучаемом объекте в результате наблюдения или эксперимента.
При измерении производят сопоставление исследуемой величины с эталоном.
Измерения бывают прямые и косвенные.
Слайд 14Прямые и косвенные измерения
Прямые измерения – данные получают в
ходе наблюдения или эксперимента.
Косвенные измерения
– данные получают путем расчетов, выполненных на основе прямых измерений.
Слайд 15Погрешности измерений
Случайные
Систематические
Абсолютная погрешность
хср = х0 – хср
Относительная погрешность
х0 – истинное
значение результата.
Окончательная запись результата измерений должна иметь вид
Слайд 16Расчет погрешностей
Производим многократные измерения.
Определяем результат измерений хср:
Находим для каждого
измерения: хi = хi − хср.
По теории погрешностей из хi
определяем абсолютную хср и относительную погрешности результата измерений.
Величина погрешности результата измерений определяется:
погрешностью каждого результата
количеством измерений
необходимой достоверностью измерений.
Слайд 17Графическое представление результатов измерений
()А - интерполяция, ()В - экстраполяция данных.