“исследовательская программа”.
реклама
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный социально-педагогический университет» Факультет математики, информатики и физики Кафедра Теории и методики обучения физики и информатики Семестровая работа по методологии и методам научного исследования Исполнитель: Тухфатулина Юлия Юрьевна ИВМ-11 Преподаватель: Штыров Андрей Вячеславович канд. пед. наук Волгоград 2012 1.Роль физики в становлении науки и этапов ее развития. Какие открытия и как влияли на изменение мировоззрения людей в целом? Современная цивилизация носит техногенный характер. Это означает, что в системе этой цивилизации наука занимает одно из ведущих мест. Бесспорным является ведущая роль науки (прежде всего естествознания) в развитии материально-технического базиса современной цивилизации. Все, что нас окружает, во многом создано и было бы невозможно без развитой системы научного знания. В отличие от ремесленной техники античного и средневекового общества современная техника была бы просто невозможна вне ее научного фундамента. современный транспорт, Атомная химическая промышленность и промышленность, энергетика, электроника, биотехнология и медицина, телевидение и Интернет и т.д. и т.п. — все это немыслимо без науки. По общепринятому мнению, физика образует фундамент естествознания. Основной функцией науки, определяющей все остальные, в том числе и социальные, является приобретение фундаментальных знаний о реальности, ее наиболее фундаментальных объектах и законах их взаимосвязи. В развитии физического знания выделяют механистическую, электромагнитную и квантово-релятивистскую картины мира. Механистическая картина мира сложилась при переходе от эпохи Возрождения к эпохе Нового времени. Важнейшую роль в ее построении сыграли такие философские принципы, как принцип материального единства исключающий средневековое разделение на мир небесный и мир мира, земной, принцип причинности и законосообразности природных процессов. В это же время был сформулирован принцип экспериментального обоснования знания, отказ от созерцательности и установка на соединение экспериментального исследования природы с описанием ее законов на языке математики. Последнее положение стало одним из ключевых, резко отграничив науку Нового времени от средневековой науки. Лингвистическая фундаментальность физики. Естественные науки являются эмпирическими в том смысле, что их положения основываются на совокупности эмпирических данных и проверяются путем сопоставления с ними. Следовательно, для них фундаментальное значение имеют высказывания, описывающие эти данные. В обыденной жизни сообщения о каком-либо факте есть описание чего-то непосредственно наблюдаемого. В физике отчет об экспериментальных фактах обязательно предполагает совокупность теорий, дающих истолкование тому, что непосредственно констатируется. Еще в конце XIX в. П. Дюгем отмечал: «Физический эксперимент есть точное наблюдение группы явлений, связанное с истолкованием этих явлений. Это истолкование заменяет конкретные данные, действительно полученные наблюдением, абстрактными и символическими описаниями, соответствующими этим данным, на основании допущенных наблюдателем теорий». Эта черта характеризует прежде всего физический эксперимент. Большинство наблюдений как в физике, так и в других науках, носит «приборный» характер, и поэтому не только осознание экспериментальных фактов и их связи друг с другом предполагает наличие соответствующей теории, но и простое описание того, что наблюдается, опирается на теоретические представления об используемых приборах и позволяет истолковать, например, трек в камере Вильсона как след определенной элементарной частицы. Центральным в развиваемом взгляде является утверждение используемых преимущественно физического характера любых приборов. Приборов биологических, физиологических, химических и т.д. не бывает. Любой используемый ученым прибор есть всегда в своей основе физический объект и для истолкования своих показаний требует соответствующих физических теорий. Это обстоятельство делает язык физики неотъемлемым элементом языка любой другой естественнонаучной дисциплины и может быть названо лингвистической(языковой) фундаментальностью физики. Эпистемологическая фундаментальность физики (доктрина моно- и полифундаментальности). Среди разнообразных значений слова «фундаментальность» можно выделить еще один аспект, связанный с отношением физики к эмпирическим данным. Как известно, слово «фундаментальность» применительно к науке означает различение наук теоретических, ориентированных на раскрытие законов, описывающих изучаемый объект безотносительно к его практическому использованию. В этом смысле справедливо говорить о фундаментальном характере самых различных научных концепций в физике, химии, биологии, геологии и т.д. На первых этапах развития естествознания в методологии естественных наук доминировал так называемый индуктивистский подход, согласно которому наиболее общие положения естественных наук непосредственно выводятся из опытных данных путем прямых индуктивных обобщений. Этот упрощенный взгляд отвергнут в современной философии науки. Данное обстоятельство нашло отражение в четко сформулированном и ставшем, по существу, афоризмом тезисе А. Эйнштейна: «Нет логического пути, ведущего от опытных данных к теории». По выражению Эйнштейна, наиболее важные фундаментальные законы науки не выводятся из опытных данных, а в лучшем случае лишь «навеваются» ими. Рассматривая систему естественнонаучных дисциплин, правомерно поставить вопрос: выводятся ли наиболее важные положения данной дисциплины из каких-либо других научных концепций или их единственным оправданием является ссылка на опытные данные? Тезис монофундаментальности утверждает, что есть лишь одна фундаментальная дисциплина, положения которой ни из каких других дисциплин вывести нельзя — они обречены на фундаментальный (в смысле ниоткуда не выводимый) характер. Концепция полифундаментальности предполагает наличие многих фундаментальных наук. В реальной истории естественных наук на фундаментальный статут претендовали физика, химия, биология. Это означает, что основные положения этих наук оправдывались ссылкой на опыт и ниоткуда не могли быть выведены. Явно упрощая реальную историю науки, можно сказать, что первой лишилась фундаментального статута химия. На сегодня основные особенности химии объясняются на базе квантовой физики. То, что в XIX в. рассматривалось как сугубо специфическая особенность химии, сегодня получает точное квантово-механическое обоснование, если угодно, выводится из квантовой физики. В этом смысле можно сказать, что физика обречена на фундаментальный статут. Даже если допустить, что в будущем появится некая наука, из которой можно будет теоретически вывести современную физику, то эта гипотетическая наука и будет называться новой физикой. Физика как наука изучает простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. Вследствие этой общности физика и ее законы лежат в основе всего естествознания, она является основой эволюции научных картин мира, способствует синтезу естественнонаучного и гуманитарного знания. Философские проблемы физики включают в себя онтологические, логико-гносеологические и методологические основания. Специфика методов физического познания связана со структурностью, системностью и функциональными особенностями реальности. Онтологические проблемы физики включают в себя изучение и выявление общих свойств и законов структурной организации и развития различных типов природно-материальных систем и предполагают рассмотрение ряда важнейших понятий и принципов. В философском понимании мира понятие материи является одним из основных, ибо все его мировоззренческое содержание связано с раскрытием всеобщих свойств, законов, структурных отношений, движения и развития материи во всех ее формах — как природных, так и социальных. В физике понятие материи — также центральное, поскольку физика изучает основные свойства вещества и поля, типы фундаментальных взаимодействий, законы движения различных систем (простые механические системы, системы с обратной связью, самоорганизующиеся системы) и т.д. Эти свойства и законы определенным образом проявляются в технических, биологических и социальных системах, в силу чего физика широко используется для объяснения происходящих в них процессов. Все это сближает философское понимание материи и физическое учение о ее строении и свойствах. Синергетикой называется современная междисциплинарная естественнонаучная теория самоорганизации. Исторической предпосылкой синергетики стало развитие исследований в сфере химической термодинамики, а основной областью ее современных приложений является физическая химия. Ядро синергетики составляет термодинамика неравновесных процессов и ее обобщение, которой И. Пригожин назвал теорией диссипативных структур. Существенную роль в синергетике играет теория колебаний и волн. Синергетику определяют также как физику открытых систем. Сегодня идеи синергетики используются почти во всех областях науки, и сама синергетика претендует на роль новой парадигмы (греч. paradeigma – пример, образец) естествознания и всей современной, постнеклассической науки. Синергетика тесно связана с другими современными науками о сложных системах – кибернетикой и общей теорией систем. Само понятие открытой системы возникло в общей теории систем, а понятие самоорганизации – в кибернетике. Но другие науки о сложных системах имеют математический характер, а синергетика изучает их с содержательной, физической стороны. Кроме того, кибернетика и ОТС исследуют в основном процессы гомеостаза, т. е. поддержания равновесия в системе, а синергетика изучает, наоборот, состояния сильной неравновесности. Кибернетика рассматривает самоорганизацию в основном как деятельность управляющих центров системы, а синергетика делает акцент на стихийной самоорганизации. Примечательно, что междисциплинарную кибернетика комплексную также теорию, представляет и сейчас уже собой утратила самостоятельное значение, а наработанные в ней идеи вошли в другие области науки. Возможно, такая судьба ожидает и синергетику. Центральная идея синергетики – возможность спонтанной самоорганизации, т. е. – возникновения новых или усложнения существующих внутренних структур, по общим законам в материальных системах любой природы, живой, самоорганизации неживой считаются и 1) социальной. значительная Главными удаленность условиями системы от равновесия, внутреннего или с окружающей средой; 2) открытый характер системы, т. е. дрейф энергии, вещества, магнитные, финансовые, информационные и др. потоки через систему; 3) взаимодействие между частями системы. В философском отношении синергетика примыкает к диалектике, т. к. 1) признает самодвижение свойством всей материи. Отличие нового взгляда на мир от традиционного столь глубоко, что мы можем с полным основанием говорить о новом диалоге человека с природой”; 2) синергетика признает качественные скачки и подчеркивает их роль в развитии систем (они описываются, в частности, математической "теорией катастроф" Р. Тома). 3) Синергетика, как и диалектика, признает необратимость всех реальных процессов; 4) оба этих направления признают единство и взаимопереход необходимости и случайности, а также 5) единство причинных и непричинных форм связи явлений; 6) синергетика и диалектика равно стремятся отразить действительность во всей ее полноте, а не в рамках идеализаций (в диалектике это называется принципом конкретности истины). Главным содержанием синергетики являются именно законы превращения хаоса в порядок. Литература: 1.Б.Г. Кузнецов. История философии для физиков и математиков. Издательство «Наука», М.:1974, 346с. 2.Войтов А.Г. ФИЛОСОФИЯ: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ АСПИРАНТАМ. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2003. – 514 с. 3. Современные философские проблемы естественных, технических С56 и социально-гуманитарных наук : учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук / под общ. ред. д-ра филос. наук, проф. В. В. Миронова. — М. : Гардарики, 2006. — 639 с. 4. Кохановский В.П., Золотухина Е.В., Лешкевич Т.Г., Фатхи Т.Б. Философия для аспирантов: Учебное пособие. Изд. 2-е - Ростов н/Д: "Феникс", 2003. - 448 с. (Серия "Высшее образование".) 5. Хрестоматия по философии: Учебное пособие / Отв. ред. А. А. Радугин. — Москва: Центр, 2001.— 416с. и сост. 2.Роль Имре Лакатоса в становлении философии науки. При этом надо четко осветить следующие моменты: «Согласно моей методологической концепции, исследовательские программы являются величайшими научным (и достижениями и их можно оценивать на основе прогрессивного или регрессивного сдвига проблем; при этом научные революции состоят в том, что одна исследовательская программа (прогрессивная) вытесняет другую. В соответствии с моей концепцией, фундаментальной единицей оценки должна быть не изолированная теория или совокупность теорий, а “исследовательская программа”. Последняя включает в себя конвенциально принятое (и потому “неопровержимое” согласно заранее избранному решению) “жесткое ядро” и “позитивную эвристику”, которая определяет проблемы для исследования, выделяет защитный пояс вспомогательных гипотез, предвидит аномалии и победоносно превращает их в подтверждающие примеры — все это в соответствии с заранее разработанным планом. Ученый видит аномалии, но поскольку его исследовательская программа выдерживает их натиск, он может свободно игнорировать их. Не аномалии, а позитивная эвристика его программы — вот что в первую очередь диктует ему выбор проблем. И именно тогда, когда активная сила позитивной эвристики ослабевает, аномалиям может быть уделено большее внимание. В результате методология исследовательских программ может объяснить высокую степень автономности теоретической науки… Исследовательская программа считается прогрессирующей тогда, когда ее теоретический рост предвосхищает ее эмпирический рост, то есть когда она с некоторым успехом может предсказывать новые факты (“прогрессивный сдвиг проблемы”); программа регрессирует, если ее теоретический рост отстает от ее эмпирического роста, то есть когда она дает только, запоздалые объяснения либо случайных открытий, либо фактов, предвосхищаемых и открываемых конкурирующей программой (“регрессивный сдвиг проблемы”). Если исследовательская программа прогрессивно объясняет больше, нежели конкурирующая, то она “вытесняет” ее и эта конкурирующая программа может быть устранена... В рамках исследовательской программы некоторая теория может быть устранена только лучшей теорией, то есть такой теорией, которая обладает большим эмпирическим содержанием, чем ее предшественница, и часть этого содержания впоследствии подтверждается.» ЛАКАТОС (Lakatos) Имре (1922—1974) — британский философ и историк науки. Род. в Венгрии. Во время Второй мировой войны участвовал в антифашистском движении Сопротивления. Свою настоящую фамилию (Липшиц) в период фашистской диктатуры Хорти сменил на Мольнар (Мельник), а после прихода к власти коммунистов — на Лакатош (Столяр). В Московском ун-те под руководством проф. С.А. Яновской работал над кандидатской диссертацией по философии математики. В кон. 1940-х гг. был обвинен в «ревизионизме» и более трех лет провел в заключении. После восстания 1956 эмигрировал из Венгрии в Австрию, затем уехал в Великобританию (1958). С 1960 преподавал в Лондонской школе экономики, стал учеником и последователем К. Поппера. Внес крупный вклад в развитие философии и методологии критического рационализма. Имре Лакатос: концепция научно-исследовательских программ. Заслуга критического переосмысления и дальнейшего развития попперовских идей принадлежит его ученику Имре Лакатосу. Лакатос сохраняет приверженность историцистскому направлению в философии науки: по его мнению, всякая методологическая концепция должна быть и историографической, а оценка ее может быть дана по той рациональной реконструкции истории науки, которую она предлагает. В то же время он различает реальную историю познания с ее социально-психологическим контекстами, и ее логическую реконструкцию, используемую при анализе научного познания, которая носит у него название “внутренней истории”. Лакатос соглашается с Поппером в том, что философское изучение науки должно сосредоточиваться прежде всего на выявлении ее рациональных оснований, определяющих, по его мнению, профессиональную деятельность ученого. Выражением этого является его “Методология фальсификационизма и закономерностей научного знания” , согласно которой реальны лишь те науки, которые позволяют изучать себя с точки зрения определенных логических требований. В то же время, подчеркивая связь проблем научной рациональности с методологией, он констатирует неопределенность рациональных оснований применительно к попперовской модели науки. Более того, по его мнению попытки решения проблемы обоснования знаний приводят к бесконечному регрессу оснований: основание любого знания должно иметь свое основание и т.д. В своей работе “История науки и ее рациональные реконструкции” Лакатос выделяет четыре типа методологических доктрин (одновременно – и критериев рациональности). Три первые – индуктивизм, конвенционализм, методологический фальсификационизм – признаются им неэффективными с точки зрения адекватности рациональной реконструкции науки. Поиск оснований, которые позволяли бы с единой точки зрения изучать и объяснять познавательную деятельность ученых, логику научного исследования и исторический прогресс науки, приводит философа к четвертой доктрине – концепции научно-исследовательских программ (НИП). С ее помощью, по его мнению, возможно, избежать проблемы обоснования конкретных теорий. Концепция НИП сохраняет определенную преемственность с эпистемологией Поппера. В качестве исходной модели роста научного знания Лакатос берет мир идей, автономно развивающегося знания, в котором осуществляется “внутренняя история” познания. Однако, в то время как по Попперу, на смену одной теории приходит другая, старая теория отвергается полностью, по Лакатосу рост знания осуществляется в форме критического диалога конкурирующих исследовательских программ. Именно они, а не теории, являются фундаментальной единицей развития науки. Лакатос доказывал, что рост “зрелой” теоретической науки является почти всегда результатом смены исследовательских программ, представляющих собой непрерывно связанную последовательность теорий. Научно-исследовательская программа является в концепции Лакатоса теоретически и логически связанным рациональным основанием, которое включает в себя совокупность наиболее важных идей, теорий, гипотез. В ней выделяются жесткое ядро – исходное основание, которое принимается конвенционально и поэтому признается неопровержимым и защитный пояс вспомогательных гипотез, выдвигаемых для обоснования самой научноисследовательской программы, для согласования ее исходных элементов и объяснения самих познавательных действий ученых, дающий возможность учесть какие пути в науке в дальнейшем исследователь должен избегать. Кроме того, в структуру НИП включается свод методологических “исследовательских правил” : положительная и отрицательная эвристики, аномалии, контрпримеры, вспомогательные гипотезы, парадоксы и т.д. Позитивная эвристика определяет отбор проблем исследований, направления усовершенствования созданных в рамках программы теорий, адаптации теорий к контрпримерам и аномалиям; негативная – указывает нежелательные методологические приемы, а также способы перевода удара опровергающих фактов с ядра теории на защитный пояс. Исследовательская программа реализуется в исторически развивающейся последовательности теорий, каждая из которых возникает из предыдущей путем модификации, вызванной встречей с противоречащими ей экспериментальными контрпримерами. “Твердое ядро” программы переходит от одной теории данной программы к другой, а защитный пояс, состоящий из вспомогательных гипотез, может частично разрушаться. Главная ценность программы – ее способность пополнять знания, предсказывать новые факты. Противоречия и трудности в объяснении какихлибо явлений не влияют существенно на отношение к ней ученых. Отсюда следует отказ от попперовской модели, в которой за выдвижением некоторой гипотезы следует ее опровержение. Ни один эксперимент не является решающим и достаточным для опровержения теории. Это позволяет понять, с одной стороны, как научные концепции преодолевают неизбежные затруднения, а с другой – существование альтернативных исследовательских программ. Лишь когда будет разрушено “твердое ядро” программы, необходимым окажется переход от старой научно-исследовательской программы к новой. Это и составляет сущность “научной революции” . Таким образом, новаторство Лакатоса заключается в замене попперовской идеи бинарного столкновения (теория – эксперимент) идеей тернарного противостояния (конкурирующие научно-исследовательские программы – эксперимент). Главным источником развития науки является не взаимодействие теории и эмпирических данных, а конкуренция исследовательских программ в деле лучшего описания и объяснения наблюдаемых явлений и, что еще важнее, предсказания новых фактов Другим значительным достижением Лакатоса является “поворот”, хотя и достаточно своеобразный, попперовского критического рационализма к личности исследователя. Он рассматривает научно-исследовательскую деятельность как “картину научной игры” , совершаемой по заранее принимаемым правилам. Они присутствуют в науке в качестве оценок рациональности действий ученого, демаркационного критерия для разграничения между наукой и псевдонауками, а также “кодекса научной честности” – своеобразного memento mori, избавляющего от переоценки исследователем разделяемой им теории: главную роль в нем играют скромность и сдержанность. Для ученого важно осознавать, в рамках какой научно-исследовательской программы и теории он находится. Такое осознание требует сравнения теорий и программ. Признание НИП исходным пунктом научного исследования позволяет показать автономность и действительную познавательную роль “теоретической науки”, чего, по Лакатосу, не позволяет сделать попперовская концепция научного исследования. Исследовательская программа прогрессирует, если ее теоретический рост предвосхищает рост эмпирический, т.е. если она с успехом предсказывает новые факты. Она регрессирует, если дает лишь запоздалые объяснения новым фактам, предсказанным конкурирующей программой либо открытым случайно. Если одна исследовательская программа прогрессивно объясняет больше, чем другая, с ней конкурирующая, то первая вытесняет вторую. Таким образом, у Лакатоса попперовский критический рационализм утрачивает свой негативно-разрушительный характер и становится конструктивным. С позиций методологии исследовательских программ выполнение принципов критического рационализма заключается в создании альтернативных концепций с целью рассмотрения исследуемой проблемы с максимального числа точек зрения. “Картина научной игры, которую предлагает методология исследовательских программ, весьма отлична от подобной картины методологического фальсификационизма. Исходным пунктом здесь является выдвижение исследовательской программы” . Другими словами, ядро концепции НИП образует критический конвенциализм, согласно которому оценки в науке представляют собой форму особых соглашений, основания для которых задаются, как правило, научной элитой. В концепции Лакатоса реальная структуры научного исследования заменяется методологическая концепция ученого, организуемая правилами научной игры. При этом отсутствует индуктивный переход, связывающий правила этой игры с реальностью. В концепции НИП из-за деятельности ученого уже явно выступает некий глобальный надличностный процесс, “метафизический принцип”. Однако сформулировать и обосновать этот принцип, в рамках принятых исходных посылок философу не удалось. Литература: 1.Лакатос И. История науки и ее реконструкция // Структура и развитие науки. — М., 1978. 2.Войтов А.Г. ФИЛОСОФИЯ: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ АСПИРАНТАМ. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2003. – 514 с. 3. Кохановский В.П., Золотухина Е.В., Лешкевич Т.Г., Фатхи Т.Б. Философия для аспирантов: Учебное пособие. Изд. 2-е - Ростов н/Д: "Феникс", 2003. - 448 с.(Серия"Высшее образование".) 4. Философия науки: учебное пособие/ Под ред. д-ра филос. наук А.И. Липкина-М.:ЭКСМО,2007-608с. 5. Хрестоматия по философии: Учебное пособие / Отв. ред. Радугин. — Москва: Центр, 2001.— 416с. и сост. А. А.
