Kas vienija procesų matavimo stebėjimo palyginimo eksperimentą. Stebėjimas, matavimas, eksperimentas gamtos moksle ir socialiniame pažinime. Stebėjimas ir matavimas

Aprašymas, palyginimas, matavimas yra įtrauktos į tyrimo procedūras empiriniai metodai ir yra skirtingos pradinės informacijos apie tiriamą objektą gavimo galimybės, priklausomai nuo jo pirminio struktūrizavimo ir kalbinės išraiškos metodo.

Iš tiesų pradiniai empiriniai duomenys jų registravimui ir tolesniam naudojimui turi būti pateikti tam tikra kalba. Atsižvelgiant į loginę-konceptualią šios kalbos sandarą, galima kalbėti apie skirtingus tipai sąvokas ar terminus. Taigi R. Carnapas mokslines sąvokas skirsto į tris pagrindines grupes: klasifikacines, lyginamąsias, kiekybines. Pradėti nuo malonus vartojami terminai, galime skirti atitinkamai aprašymą, palyginimą, matavimą.

Apibūdinimas.apibūdinimas yra empirinių duomenų gavimas ir atvaizdavimas kokybiniu požiūriu. Paprastai aprašymas grindžiamas pasakojimas, arba pasakojimas, diagramos naudojant natūralią kalbą. Atkreipkite dėmesį, kad tam tikra prasme pateikimas palyginimo ir kiekybine prasme taip pat yra aprašymo rūšis. Bet čia terminą „apibūdinimas“ vartojame siaurąja prasme – kaip pirminį empirinio turinio vaizdavimą teigiamų faktinių sprendimų forma. Tokio pobūdžio sakiniai, fiksuojantys tam tikro objekto atributo buvimą ar nebuvimą, vadinami logika atributika, ir terminai, išreiškiantys tam tikras tam tikram objektui priskirtas savybes - predikatai.

Sąvokos, kurios veikia kaip kokybinės bendras atvejis apibūdinti tiriamą objektą visiškai natūraliu būdu (pavyzdžiui, kai skystį apibūdiname kaip „bekvapį, skaidrų, su nuosėdomis indo apačioje“ ir pan.). Tačiau jie gali būti naudojami ir ypatingesniu būdu, susiejant objektą su konkrečiu klasė. Taip jie naudojami taksonominis, tie. atliekant tam tikrą zoologijos, botanikos, mikrobiologijos sąvokų klasifikaciją. Tai reiškia, kad jau kokybinio aprašymo stadijoje vyksta konceptualus empirinės medžiagos sutvarkymas (jos apibūdinimas, grupavimas, klasifikavimas).

Anksčiau aprašomosios (arba aprašomosios) procedūros vaidindavo gana svarbų vaidmenį moksle. svarbus vaidmuo. Daugelis disciplinų anksčiau buvo tik aprašomosios. Pavyzdžiui, šiuolaikiniame Europos moksle iki XVIII a. gamtotyrininkai dirbo „gamtos istorijos“ stiliumi, rengdami gausius įvairių augalų, mineralų, medžiagų ir kt. savybių aprašymus (šiuolaikiniu požiūriu dažnai kiek atsitiktinai), kurdami ilgas savybių, panašumų ir skirtumų serijas. tarp objektų.

Šiandien aprašomąjį mokslą kaip visumą savo pozicijose pakeitė kryptys, orientuotos į matematinius metodus. Tačiau ir dabar aprašymas, kaip empirinių duomenų atvaizdavimo priemonė, neprarado savo reikšmės. Biologijos moksluose, kur buvo pradėtas tiesioginis stebėjimas ir aprašomasis medžiagos vaizdavimas, šiandien jie ir toliau plačiai naudoja aprašomąsias procedūras tokiose disciplinose kaip botanika Ir zoologija. Aprašymas vaidina svarbiausią vaidmenį humanitarinis mokslai: istorija, etnografija, sociologija ir kt.; ir taip pat viduje geografinė Ir geologinis mokslai

Žinoma, aprašymas šiuolaikiniame moksle įgavo šiek tiek kitokį pobūdį, palyginti su ankstesnėmis formomis. Šiuolaikinėse aprašomosiose procedūrose didelę reikšmę turi aprašymų tikslumo ir nedviprasmiškumo standartai. Juk tikrai moksliškas eksperimentinių duomenų aprašymas turėtų turėti tą pačią reikšmę bet kuriam mokslininkui, t.y. turi būti universalus, pastovus savo turiniu ir turėti intersubjekcinę reikšmę. Tai reiškia, kad reikia siekti tokių sąvokų, kurių reikšmė vienaip ar kitaip pripažinta išaiškinta ir fiksuojama. Žinoma, aprašomosios procedūros iš prigimties suteikia tam tikrą dviprasmiškumo ir pateikimo netikslumo galimybę. Pavyzdžiui, priklausomai nuo konkretaus geologo individualaus stiliaus, tų pačių geologinių objektų aprašymai kartais labai skiriasi vienas nuo kito. Tas pats vyksta ir medicinoje pirminės paciento apžiūros metu. Tačiau apskritai šie realios mokslinės praktikos neatitikimai yra koreguojami, įgyjami didesnis laipsnis patikimumas. Tam naudojamos specialios procedūros: duomenų iš nepriklausomų informacijos šaltinių palyginimas, aprašymų standartizavimas, konkretaus vertinimo kriterijų patikslinimas, objektyvesnė kontrolė, instrumentiniai metodai tyrimai, terminijos derinimas ir kt.

Aprašas, kaip ir visos kitos mokslinėje veikloje naudojamos procedūros, nuolat tobulinamas. Tai leidžia šiandienos mokslininkams skirti jam svarbią vietą mokslo metodologijoje ir visapusiškai panaudoti šiuolaikinėse mokslo žiniose.

Palyginimas. Lyginant, empiriniai duomenys pateikiami atitinkamai palyginimo požiūriu. Tai reiškia, kad lyginamuoju terminu žymima požymis gali turėti skirtingą raiškos laipsnį, t.y. būti priskirtas tam tikram objektui didesniu ar mažesniu mastu, palyginti su kitu objektu iš tos pačios tiriamos populiacijos. Pavyzdžiui, vienas objektas gali būti šiltesnis arba tamsesnis už kitą; subjektui gali pasirodyti viena spalva psichologinis testas malonesnis už kitą ir pan. Lyginimo operacija pavaizduota loginiu požiūriu požiūrio sprendimai(arba santykiniai sprendimai). Įdomu tai, kad palyginimo operacija yra įmanoma net tada, kai neturime aiškaus termino apibrėžimo, nėra tikslių lyginamųjų procedūrų standartų. Pavyzdžiui, mes galime nežinoti, kaip atrodo „tobula“ raudona spalva, ir negalime jos apibūdinti, bet tuo pat metu galime palyginti spalvas pagal „atstumo“ nuo tariamo standarto laipsnį. , sakydamas, kad viena iš spalvų, panašių į raudoną, šeimos yra aiškiai lengvesni raudona, kita tamsesnė, trečia dar tamsesnė už antrąją ir t.t.

Bandant pasiekti sutarimą sudėtingais klausimais, geriau naudoti santykinius sprendimus nei paprastus atributinius sakinius. Pavyzdžiui, vertinant tam tikrą teoriją, klausimas dėl nedviprasmiško jos apibūdinimo kaip tikro gali sukelti rimtų sunkumų, o lyginamuosiuose konkrečiuose klausimuose daug lengviau suprasti, kad ši teorija labiau atitinka duomenis nei konkuruojanti teorija arba kad ji yra paprastesnis už kitą, labiau intuityviai tikėtinas ir pan.

Šios sėkmingos santykinių sprendimų savybės prisidėjo prie to, kad lyginamosios procedūros ir lyginamosios sąvokos užėmė svarbią vietą mokslinėje metodikoje. Lyginimo terminų reikšmė slypi ir tame, kad jų pagalba galima pasiekti labai pastebimą didinant tikslumą sąvokose, kur matavimo vienetų tiesioginio įvedimo metodai, t.y. vertimas į matematikos kalbą neveikia dėl šios mokslo srities specifikos. Tai visų pirma taikoma humanitariniams mokslams. Tokiose srityse, naudojant palyginimo terminus, galima sukurti tam tikrus svarstyklės su tvarkinga struktūra, panašia į skaičių eilutę. Ir būtent todėl, kad santykinį sprendimą lengviau suformuluoti nei pateikti kokybinį absoliutų laipsnį, palyginimo sąlygos leidžia organizuoti dalykinę sritį neįvedant aiškaus matavimo vieneto. Tipiškas šio požiūrio pavyzdys yra Moso skalė mineralogijoje. Jis naudojamas nustatyti lyginamasis mineralų kietumas. Pagal šią techniką, kurią 1811 metais pasiūlė F. Mohsas, vienas mineralas laikomas kietesniu už kitą, jei palieka ant jo įbrėžimą; Tuo remiantis įvedama sąlyginė 10 balų kietumo skalė, kurioje talko kietumas laikomas 1, deimanto – 10.

Mastelio keitimas aktyviai naudojamas humanitariniai mokslai. Taigi ji vaidina svarbų vaidmenį sociologijoje. Įprastų mastelio keitimo metodų sociologijoje pavyzdys yra Thurstone, Likert ir Guttman skalės, kurių kiekviena turi savo privalumų ir trūkumų. Pačios svarstyklės gali būti klasifikuojamos pagal jų informacines galimybes. Pavyzdžiui, S. Stevensas 1946 metais pasiūlė panašią psichologijos klasifikaciją, išskirdamas skalę. nominalus(atstovauja nesutvarkytam klasių rinkiniui), reitingą
(kurioje požymio atmainos yra išdėstytos didėjančia arba mažėjančia tvarka, atsižvelgiant į požymio turėjimo laipsnį), proporcingas(leidžia ne tik išreikšti santykį „daugiau – mažiau“ kaip reitingavimo santykį, bet ir sudaro galimybes detaliau išmatuoti charakteristikų panašumus ir skirtumus).

Tam tikrų reiškinių vertinimo skalės įvedimas, net jei ji nėra pakankamai tobula, jau sukuria galimybę racionalizuoti atitinkamą reiškinių sritį; daugiau ar mažiau išvystytos skalės įvedimas pasirodo esąs labai efektyvus būdas: reitingavimo skalė, nepaisant jos paprastumo, leidžia apskaičiuoti vadinamąją. rango koreliacijos koeficientai, apibūdinantis sunkumą komunikacijos tarp skirtingų reiškinių. Be to, yra toks sudėtingas metodas kaip naudojimas daugiamatės svarstyklės, struktūrizuoja informaciją keliais pagrindais vienu metu ir leidžia tiksliau apibūdinti bet kokią integralią kokybę.

Norint atlikti palyginimo operaciją, reikalingos tam tikros sąlygos ir loginės taisyklės. Visų pirma, turi būti žinoma kokybinis vienodumas lyginami objektai; šie objektai turi priklausyti tai pačiai natūraliai susiformavusiai klasei (natūralioms rūšims), nes, pavyzdžiui, biologijoje lyginame tam pačiam taksonominiam vienetui priklausančių organizmų sandarą.

Be to, lyginamoji medžiaga turi paklusti tam tikrai loginei struktūrai, kurią galima pakankamai apibūdinti vadinamaisiais. tvarkos santykiai. Logikos požiūriu šie ryšiai buvo gerai ištirti: pasiūlyta šių santykių aksiomatizacija, naudojant eilės aksiomas, aprašytos įvairios eilės, pavyzdžiui, dalinis sutvarkymas, tiesinis sutvarkymas.

Logikoje taip pat žinomi specialūs lyginamieji metodai arba schemos. Tai visų pirma apima tradicinius požymių santykio tyrimo metodus, kurie standartinėje logikos kurse vadinami identifikavimo metodais. priežastinis ryšys ir reiškinių priklausomybė, arba Bacon-Mill metodai.Šie metodai apibūdina daugybę paprastų tiriamojo mąstymo modelių, kuriuos mokslininkai taiko beveik automatiškai, atlikdami palyginimo procedūras. Išvados pagal analogiją taip pat atlieka svarbų vaidmenį lyginamuosiuose tyrimuose.

Tuo atveju, kai pirmoje vietoje yra palyginimo operacija, tampant tarsi semantine visos mokslinės paieškos šerdimi, t.y. veikia kaip vadovaujanti procedūra organizuojant empirinę medžiagą, apie ką jie kalba lyginamasis metodas vienoje ar kitoje tyrimų srityje. Ryškus to pavyzdys yra biologijos mokslai. Lyginamasis metodas suvaidino lemiamą vaidmenį plėtojant tokias disciplinas kaip lyginamoji anatomija, lyginamoji fiziologija, embriologija, evoliucinė biologija ir kt. Taikant lyginamąsias procedūras, atliekami kokybiniai ir kiekybiniai organizmų formos ir funkcijos, genezės ir evoliucijos tyrimai. Taikant lyginamąjį metodą, susisteminamos žinios apie įvairius biologinius reiškinius, sukuriama galimybė kelti hipotezes ir kurti apibendrinančias koncepcijas. Taigi, remiantis tam tikrų organizmų morfologinės sandaros bendrumu, natūraliai iškeliama hipotezė apie jų kilmės ar gyvybės veiklos bendrumą ir pan. Kitas sistemingo lyginamojo metodo taikymo pavyzdys gali būti diferencinės diagnostikos medicinos moksluose problema, kai lyginamasis metodas tampa pagrindine informacijos apie panašius simptomų kompleksus analizės strategija. Norint išsamiai suprasti daugiakomponentinius, dinaminius informacijos masyvus, įskaitant įvairaus tipo neapibrėžtumus, iškraipymus ir daugiafaktorinius reiškinius, naudojami sudėtingi palyginimo ir duomenų apdorojimo algoritmai, įskaitant kompiuterines technologijas.

Taigi palyginimas kaip tyrimo procedūra ir empirinės medžiagos vaizdavimo forma yra svarbi konceptuali priemonė, leidžianti pasiekti reikšmingą dalykinės srities sutvarkymą ir sąvokų išaiškinimą, tarnauja kaip euristinė priemonė hipotezėms iškelti ir tolimesniam teoretizavimui; jis gali įgyti pirmaujančią reikšmę tam tikrose tyrimo situacijose, veikdamas kaip lyginamasis metodas.

Matavimas. Matavimas – tai tyrimo procedūra, kuri yra pažangesnė nei kokybinis aprašymas ir palyginimas, tačiau tik tose srityse, kuriose iš tikrųjų įmanoma efektyviai panaudoti matematinius metodus.

Matavimas- tai kiekybinių savybių priskyrimo tiriamiems objektams, jų savybėms ar ryšiams metodas, atliekamas pagal tam tikras taisykles. Pats matavimo aktas, nepaisant akivaizdaus jo paprastumo, suponuoja ypatingą loginę-konceptualią struktūrą. Jis išskiria:

1) matavimo objektas, laikomas dydis, matuojamas;

2) matavimo metodas, įskaitant metrinę skalę su fiksuotu matavimo vienetu, matavimo taisykles, matavimo priemones;

3) subjektas arba stebėtojas, kuris atlieka matavimą;

4) matavimo rezultatas, kuris gali būti toliau aiškinamas. Matavimo procedūros rezultatas išreiškiamas, kaip ir palyginimo rezultatas požiūrio sprendimai, bet viduje tokiu atvejušis ryšys yra skaitinis, t.y. kiekybinis.

Matavimas atliekamas tam tikrame teoriniame ir metodiniame kontekste, įskaitant būtinas teorines prielaidas, metodines gaires, instrumentinę įrangą ir praktinius įgūdžius. Mokslinėje praktikoje matavimas ne visada yra gana paprasta procedūra; Daug dažniau tam reikia sudėtingų, specialiai paruoštų sąlygų. Šiuolaikinėje fizikoje pats matavimo procesas yra paremtas gana rimtais teoriniais konstruktais; juose, pavyzdžiui, yra prielaidų ir teorijų rinkinys apie pačios matavimo ir eksperimentinės įrangos struktūrą ir veikimą, apie matavimo prietaiso ir tiriamo objekto sąveiką, apie tam tikrų dydžių, gautų atlikus matavimą, fizinę reikšmę. matavimas. Koncepcinis aparatas, palaikantis matavimo procesą, apima ir specialius aksiomų sistemos, susiję su matavimo procedūromis (A.N. Kolmogorovo aksiomos, N. Bourbaki teorija).

Norėdami iliustruoti su teoriniu matavimo palaikymu susijusių problemų spektrą, galime atkreipti dėmesį į dydžių matavimo procedūrų skirtumus. platus Ir intensyvus. Didieji (arba priediniai) kiekiai matuojami naudojant daugiau paprastos operacijos. Adityvinių dydžių savybė yra ta, kad esant tam tikram natūraliam dviejų kūnų deriniui, gauto kombinuoto kūno išmatuoto kiekio vertė bus lygi sudedamųjų kūnų verčių aritmetinei sumai. Tokie dydžiai apima, pavyzdžiui, ilgį, masę, laiką, elektros krūvį. Intensyviems arba nepridedant dydžiams matuoti reikia visiškai kitokio požiūrio. Tokie kiekiai apima, pavyzdžiui, temperatūrą ir dujų slėgį. Jie apibūdina ne atskirų objektų savybes, o masę, statistiškai fiksuotus kolektyvinių objektų parametrus. Norint išmatuoti tokius kiekius, reikia specialios taisyklės, kurio pagalba galite organizuoti intensyvaus dydžio verčių diapazoną, sudaryti skalę, paryškinti joje fiksuotas reikšmes ir nustatyti matavimo vienetą. Taigi, prieš sukuriant termometrą, atliekamas specialių veiksmų rinkinys, skirtas sukurti skalę, tinkančią kiekybinei temperatūros vertei matuoti.

Matavimai paprastai skirstomi į tiesiai Ir netiesioginis. Atliekant tiesioginį matavimą, rezultatas pasiekiamas tiesiogiai iš paties matavimo proceso. Atliekant netiesioginį matavimą, gaunama kai kurių kitų dydžių reikšmė, o norimas rezultatas pasiekiamas naudojant skaičiavimai remiantis tam tikru matematiniu ryšiu tarp šių dydžių. Daugelis reiškinių, kurie yra neprieinami tiesioginiam matavimui, pavyzdžiui, mikroskopiniai objektai ir tolimi kosminiai kūnai, gali būti matuojami tik netiesiogiai.

Matavimo objektyvumas. Svarbiausia matavimo charakteristika yra objektyvumas jo pasiektas rezultatas. Todėl būtina aiškiai atskirti patį matavimą nuo kitų procedūrų, suteikiančių empiriniams objektams bet kokias skaitines reikšmes: aritmetizacijos, kuri yra savavališkas kiekybinis objektų rikiavimas (tarkim, priskiriant jiems taškus ar skaičius), mastelio kėlimas arba reitingavimas, remiantis palyginimo procedūra ir dalykinės srities rikiavimas gana grubiomis priemonėmis, dažnai kalbant apie vadinamuosius. neryškūs rinkiniai. Tipiškas tokio reitingavimo pavyzdys yra mokyklos veiklos vertinimo sistema, kuri, žinoma, nėra matavimas.

Matavimo tikslas – nustatyti skaitinį tiriamojo dydžio santykį su kitu su juo vienalyčiu dydžiu (laikomu matavimo vienetu). Šis tikslas reikalauja buvimo svarstyklės(paprastai, uniforma) Ir vienetų. Matavimo rezultatas turi būti fiksuojamas gana nedviprasmiškai ir nekintamas matavimo priemonių atžvilgiu (pavyzdžiui, temperatūra turi būti vienoda nepriklausomai nuo matavimo subjekto ir termometro, kuriuo matuojama). Jei pradinis matavimo vienetas pasirenkamas gana savavališkai, remiantis tam tikru susitarimu (t. y. sutartinai), tada matavimo rezultatas tikrai turi būti objektyvus reikšmė, išreikšta tam tikra reikšme pasirinktais matavimo vienetais. Taigi matmuo apima abu sutartinis, taip ir objektyvus komponentai.

Tačiau praktikoje pasiekti skalės vienodumą ir vieneto stabilumą dažnai nėra taip paprasta: pavyzdžiui, įprastai ilgio matavimo procedūrai reikalingos standžios ir griežtai tiesinės matavimo skalės, taip pat standartinis standartas, kuris nesikeičia; juose mokslo srityse, kur įgyjama ypatinga svarba maksimalus tikslumas atliekant matavimus, tokių matavimo priemonių sukūrimas gali sukelti didelių techninių ir teorinių sunkumų.

Matavimo tikslumas. Tikslumo sąvoką reikėtų skirti nuo matavimo objektyvumo sąvokos. Žinoma, šios sąvokos dažnai yra sinonimai. Tačiau tarp jų yra tam tikras skirtumas. Objektyvumas yra prasmės savybė matavimas kaip pažinimo procedūra. Galite tik išmatuoti objektyviai egzistuojantis dydžiai, kurie turi savybę nekintami matavimo priemonėms ir sąlygoms; objektyvių matavimo sąlygų buvimas yra pagrindinė galimybė sukurti situaciją tam tikram kiekiui išmatuoti. Tikslumas yra savybė subjektyvus matavimo proceso aspektus, t.y. charakteristika mūsų galimybė nustatyti objektyviai egzistuojančio dydžio vertę. Todėl matavimas yra procesas, kurį paprastai galima be galo tobulinti. Esant objektyvioms matavimo sąlygoms, matavimo operacija tampa įmanoma, bet beveik niekada negali būti atlikta iki galo tie. Tikrasis naudojamas matavimo prietaisas negali būti idealus, visiškai tiksliai atkuriantis objektyvią vertę. Todėl tyrėjas konkrečiai sau formuluoja uždavinį, kurį reikia pasiekti reikiamas tikslumo laipsnis, tie. tikslumo laipsnį, kad pakankamai išspręsti konkrečią problemą ir kurią peržengus konkrečioje tyrimo situacijoje tiesiog nepraktiška padidinti tikslumą. Kitaip tariant, išmatuotų verčių objektyvumas yra būtina matavimo sąlyga, pakanka pasiektų verčių tikslumo.

Taigi galime suformuluoti ryšį tarp objektyvumo ir tikslumo: Mokslininkai objektyviai išmatuoja esamus kiekius, tačiau matuoja juos tik tam tikru tikslumu.

Įdomu pastebėti, kad pats reikalavimas tikslumas, taikomi matavimams moksle atsirado palyginti vėlai – tik XVI amžiaus pabaigoje, ir tai buvo būtent susiję su naujo, matematiškai orientuoto gamtos mokslo formavimu. A. Koyre'as atkreipia dėmesį į tai, kad ankstesnėje praktikoje buvo visiškai atsisakyta tikslumo reikalavimo: pavyzdžiui, mašinų brėžiniai buvo statomi akimis, apytiksliai, o kasdieniame gyvenime nebuvo vieningos matavimų sistemos – svoriai ir tūriai buvo matuojami įvairiais. „vietiniais keliais“, nebuvo nuolatinių laiko matavimų. Pasaulis pradėjo keistis, „tikslėti“ tik nuo XVII a., o šis impulsas daugiausia kilo iš mokslo, dėl didėjančio jo vaidmens visuomenės gyvenime.

Matavimo tikslumo samprata siejama su instrumentine matavimo puse, su matavimo priemonių galimybėmis. Matavimo priemonė vadinama matavimo priemone, skirta informacijai apie tiriamą kiekį gauti; matavimo prietaise išmatuota charakteristika vienaip ar kitaip paverčiama į indikacija, kurį fiksuoja tyrėjas. Prietaisų techninės galimybės tampa itin svarbios sudėtingose ​​tyrimų situacijose. Taigi, matavimo priemonės klasifikuojamos pagal rodmenų stabilumą, jautrumą, matavimo ribas ir kitas savybes. Prietaiso tikslumas priklauso nuo daugelio parametrų, kurie yra neatskiriama matavimo priemonės charakteristika. Įrenginio sukurta suma nukrypimai nuo reikiamo tikslumo laipsnio vadinama klaida matavimai. Matavimo paklaidos dažniausiai dalijamos iš sistemingas Ir atsitiktinis. Sistemingas vadinami tie, kurie turi pastovią vertę visoje matavimų serijoje (arba keičiasi pagal žinomą dėsnį).

Žinant skaitinę sisteminių klaidų reikšmę, į jas galima atsižvelgti ir neutralizuoti vėlesniuose matavimuose. Atsitiktinis dar vadinamos klaidomis, kurios yra nesisteminio pobūdžio, t.y. sukelia įvairūs atsitiktiniai veiksniai, trukdantys tyrėjui. Į juos negalima atsižvelgti ir neįtraukti kaip į sistemines klaidas; tačiau atliekant daugybę matavimų, naudojant statistinius metodus, vis dar įmanoma nustatyti būdingiausias atsitiktines paklaidas ir į jas atsižvelgti.

Atkreipkime dėmesį, kad aibė svarbių problemų, susijusių su tikslumu ir matavimo paklaidomis, leistinais klaidų intervalais, tikslumo didinimo metodais, klaidų apskaita ir kt., yra sprendžiama specialioje taikomojoje disciplinoje - matavimo teorija. Bendresni klausimai apie matavimo metodus ir taisykles apskritai suprantami moksle metrologija. Rusijoje metrologijos įkūrėjas buvo D.I. Mendelejevas. 1893 m. įkūrė Pagrindinius svorių ir matų rūmus, kurie daug nuveikė organizuojant ir įvedant metrinę sistemą mūsų šalyje.

Matavimas kaip tyrimo tikslas. Tikslus tam tikro dydžio matavimas pats gali turėti svarbiausią teorinę reikšmę. Šiuo atveju gauti tiksliausią tiriamos reikšmės reikšmę tampa paties tyrimo tikslu. Tuo atveju, kai matavimo procedūra pasirodo gana sudėtinga, reikalaujanti specialių eksperimentinių sąlygų, jie kalba apie specialų matavimo eksperimentą. Fizikos istorijoje vienas žinomiausių tokio pobūdžio pavyzdžių yra garsusis A. Michelsono eksperimentas, kuris iš tikrųjų buvo ne vienkartinis, o daugiametė eksperimentų serija, matuojanti greitį. eterinis vėjas“, dirigavo A. Michelsonas ir jo pasekėjai. Dažnai svarbiausiu tampa eksperimentuose naudojamos matavimo technologijos tobulinimas nepriklausoma prasmė. Taigi A. Michelsonas gavo 1907 m Nobelio premija ne už jų eksperimentinius duomenis, o už didelio tikslumo optinių matavimo priemonių sukūrimą ir naudojimą.

Matavimo rezultatų interpretavimas. Gauti rezultatai, kaip taisyklė, nėra tiesioginė mokslinių tyrimų išvada. Jie yra toliau svarstomi. Jau paties matavimo metu tyrėjas įvertina pasiektą rezultato tikslumą, jo tikimybę ir priimtinumą bei reikšmę teoriniam kontekstui, į kurį įtraukta ši tyrimo programa. Tokio interpretavimo rezultatas kartais yra matavimų tęsinys, o dažnai tai lemia tolesnį matavimo įrangos tobulinimą ir konceptualių patalpų koregavimą. Teorinis komponentas atlieka svarbų vaidmenį matavimo praktikoje. Pats matavimo procesą supančio teorinio-interpretacinio konteksto sudėtingumo pavyzdys yra eksperimentų serija, skirta išmatuoti elektrono krūvį, kurį atlieka R.E. Millikan, su savo sudėtingu interpretaciniu darbu ir didėjančiu tikslumu.

Stebėjimo ir matavimo priemonių reliatyvumo principas. Tačiau matavimo tikslumas ne visada gali didėti neribotai tobulėjant matavimo priemonėms. Yra situacijų, kai fizinio dydžio matavimo tikslumas yra ribotas objektyviai.Šis faktas buvo atrastas mikropasaulio fizikoje. Ją atspindi garsusis W. Heisenbergo neapibrėžtumo principas, pagal kurį, didėjant elementariosios dalelės judėjimo greičio matavimo tikslumui, didėja jos erdvinės koordinatės neapibrėžtis ir atvirkščiai. W. Heisenbergo rezultatą N. Bohras interpretavo kaip svarbią metodologinę poziciją. Vėliau garsus šalies fizikas V.A. Fockas jį apibendrino kaip „matavimo ir stebėjimo priemonių reliatyvumo principą“. Iš pirmo žvilgsnio šis principas prieštarauja reikalavimui objektyvumas, pagal kurią matavimas turi būti nekintamas matavimo priemonių atžvilgiu. Tačiau esmė čia yra objektyvus pačios matavimo procedūros apribojimai; Pavyzdžiui, pačios tyrimo priemonės gali sukelti nerimą keliantį poveikį aplinkai, o esama situacijų, kai nuo šio poveikio neįmanoma abstrahuotis. Tyrimo prietaiso įtaka tiriamam reiškiniui ryškiausiai matoma kvantinėje fizikoje, tačiau toks pat poveikis pastebimas ir, pavyzdžiui, biologijoje, kai bandant tirti biologiniai procesai tyrėjas įveda į juos negrįžtamą destruktūrizavimą. Taigi matavimo procedūros turi objektyvią pritaikomumo ribą, susijusią su tiriamos dalyko srities specifika.

Taigi matavimas yra pati svarbiausia tyrimo procedūra. Norint atlikti matavimus, reikalingas specialus teorinis ir metodologinis kontekstas. Matavimas turi objektyvumo ir tikslumo ypatybes. Šiuolaikiniame moksle dažnai reikiamu tikslumu atliktas matavimas yra galingas veiksnys plėtojant teorines žinias. Svarbų vaidmenį matavimo procese atlieka teorinė gautų rezultatų interpretacija, kurios pagalba suvokiami ir tobulinami tiek patys matavimo įrankiai, tiek konceptuali matavimo atrama. Matavimas, kaip tyrimo procedūra, toli gražu nėra universalus; ji turi ribas, susijusias su pačios dalykinės srities specifika.

Stebėjimas

Stebėjimas yra vienas iš empirinių metodų, turinčių bendrą mokslinę reikšmę. Istoriškai stebėjimas vaidino labai svarbų vaidmenį plėtojant mokslo žinias, nes Iki eksperimentinio gamtos mokslo atsiradimo tai buvo pagrindinė eksperimentinių duomenų gavimo priemonė.

Stebėjimas- supančio pasaulio objektų, reiškinių ir procesų kryptingo suvokimo tyrimo situacija. Taip pat yra vidinio pasaulio stebėjimas psichinės būsenos, arba savistaba, naudojamas psichologijoje ir vadinamas savistaba.

Stebėjimas kaip empirinio tyrimo metodas atlieka daug funkcijų mokslo žiniose. Visų pirma, stebėjimas suteikia mokslininkui daugiau informacijos, reikalingos problemoms kelti, hipotezėms iškelti ir teorijoms patikrinti. Stebėjimas derinamas su kitais tyrimo metodais: jis gali veikti kaip pradinis tyrimo etapas prieš pradedant eksperimentą, kuris reikalingas detalesnei bet kokių tiriamo objekto aspektų analizei; priešingai, jis gali būti atliktas po eksperimentinės intervencijos, įgyjant svarbią prasmę dinaminis stebėjimas(stebėjimas), kaip, pavyzdžiui, medicinoje, svarbus vaidmuo skiriamas pooperaciniam stebėjimui po eksperimentinės operacijos.

Galiausiai stebėjimas įtraukiamas į kitas tyrimo situacijas kaip esminis komponentas: stebėjimas atliekamas tiesiogiai jo metu eksperimentas, yra svarbi proceso dalis modeliavimas etape, kai tiriamas modelio elgesys.

Stebėjimas – empirinio tyrimo metodas, susidedantis iš sąmoningo ir tikslingo tiriamo objekto suvokimo (tyrėjui nesikišant į tiriamą procesą).

Stebėjimo struktūra

Stebėjimas kaip tyrimo situacija apima:

1) sekimą atliekantis subjektas arba stebėtojas;

2) pastebimas objektas;

3) stebėjimo sąlygos ir aplinkybės, apimančios specifines laiko ir vietos sąlygas, technines stebėjimo priemones ir teorinį kontekstą, patvirtinantį tam tikrą tyrimo situaciją.

Stebėjimų klasifikacija

Yra įvairių būdų klasifikuoti mokslinio stebėjimo tipus. Įvardinkime kai kuriuos klasifikavimo pagrindus. Visų pirma, yra įvairių stebėjimo tipų:

1) pagal suvokiamą objektą – stebėjimas tiesioginis(kurioje tyrėjas tiria tiesiogiai stebimo objekto savybes) ir netiesioginis(kuriame suvokiamas ne pats objektas, o jo sukeliami padariniai aplinkoje ar kitame objekte. Analizuodami šiuos efektus gauname informaciją apie pirminį objektą, nors, griežtai tariant, pats objektas lieka nepastebimas. Pavyzdžiui, mikropasaulio fizikoje elementarios dalelės vertinamos pagal pėdsakus, kuriuos dalelės palieka judėdamos, šie pėdsakai fiksuojami ir teoriškai interpretuojami);

2) tyrimo priemonėmis – stebėjimu tiesioginis(be instrumentų, atliekama tiesiogiai jutimais) ir netiesioginis, arba instrumentinis (atliekamas naudojant technines priemones, t. y. specialius prietaisus, dažnai labai sudėtingus, reikalaujančius specialių žinių ir pagalbinės materialinės bei techninės įrangos), šis stebėjimo būdas dabar yra pagrindinis gamtos mokslai;

3) smūgiu į objektą - neutralus(neturi įtakos objekto struktūrai ir elgsenai) ir transformuojantis(kurioje įvyksta tam tikras tiriamo objekto ir jo funkcionavimo sąlygų pasikeitimas; tokio tipo stebėjimas dažnai būna tarpinis tarp faktinio stebėjimo ir eksperimentavimo);

4) atsižvelgiant į tiriamų reiškinių visumą - kietas(kai tiriami visi tiriamos populiacijos vienetai) ir atrankinis(kai tiriama tik tam tikra dalis, imtis iš visumos); šis skirstymas svarbus statistikoje;

5) pagal laiko parametrus - tęstinis Ir su pertrūkiais; adresu tęstinis(kuris humanitariniuose moksluose dar vadinamas naratyvu) tyrimai nepertraukiamai vykdomi gana ilgą laiką, daugiausia naudojami sunkiai nuspėjamiems procesams tirti, pavyzdžiui, socialinėje psichologijoje, etnografijoje; su pertrūkiais turi įvairius potipius: periodinius ir neperiodinius ir kt.

Yra ir kitų klasifikavimo tipų: pavyzdžiui, pagal detalumo lygį, pagal stebimo dalyko turinį ir kt.

Pagrindinės charakteristikos mokslinis stebėjimas

Stebėjimas yra visų pirma aktyvus, kryptingas charakteris. Tai reiškia, kad stebėtojas ne tik fiksuoja empirinius duomenis, bet rodo tyrimo iniciatyvą: ieško tų faktų, kurie jį iš tikrųjų domina, siejant su teoriniais principais, juos atrenka ir pateikia pirminį aiškinimą.

Be to, mokslinis stebėjimas yra gerai organizuotas, priešingai, tarkime, įprasti, kasdieniai stebėjimai: vadovaujamasi teorinėmis mintimis apie tiriamą objektą, įrengtas techniškai, dažnai pastatytas pagal konkretų planą ir interpretuojamas atitinkamame teoriniame kontekste.

Techninė įranga yra vienas iš svarbiausių šiuolaikinio mokslinio stebėjimo bruožų. Techninės stebėjimo įrangos paskirtis – ne tik padidinti gaunamų duomenų tikslumą, bet ir užtikrinti galimybė stebėti atpažįstamą objektą, nes Daugelis šiuolaikinio mokslo sričių egzistuoja pirmiausia dėl tinkamos techninės pagalbos.

Mokslinio stebėjimo rezultatai vaizduojami kokiu nors konkrečiai moksliniu būdu, t.y. specialia kalba naudojant terminus aprašymai, palyginimai arba matavimai. Kitaip tariant, stebėjimo duomenys iš karto yra vienaip ar kitaip struktūrizuojami (kaip specialaus aprašymai arba skalės vertes palyginimai, arba rezultatus matavimai).Šiuo atveju duomenys fiksuojami grafikų, lentelių, diagramų ir pan. pavidalu, taip atliekamas pirminis medžiagos sisteminimas, tinkamas tolesnei teoretizacijai.

Nėra „grynos“ stebėjimo kalbos, kuri būtų visiškai nepriklausoma nuo teorinio turinio. Kalba, kuria užrašomi stebėjimo rezultatai, pati savaime yra esminė tam tikro teorinio konteksto sudedamoji dalis.

Tai bus išsamiau aptarta toliau.

Taigi mokslinio stebėjimo ypatumai apima jo tikslingumą, iniciatyvumą, konceptualų ir instrumentinį organizavimą.

Skirtumas tarp stebėjimo ir eksperimento

Visuotinai pripažįstama, kad pagrindinė stebėjimo savybė yra jo nesikišimasį tiriamus procesus, priešingai nei aktyvus įgyvendinimas tiriamoje srityje, kuris atliekamas eksperimentuojant. Apskritai šis teiginys yra teisingas. Tačiau atidžiau išnagrinėjus šią nuostatą reikėtų patikslinti. Esmė ta, kad stebėjimas tam tikru mastu taip pat yra aktyvus.

Aukščiau sakėme, kad, be neutralaus, taip pat yra transformuojantis stebėjimas, nes pasitaiko ir situacijų, kai be aktyvaus įsikišimo į tiriamą objektą pats stebėjimas bus neįmanomas (pavyzdžiui, histologijoje be išankstinio gyvo audinio dažymo ir išpjaustymo tiesiog nebus ką stebėti).

Tačiau tyrėjo įsikišimas stebėjimo metu yra skirtas tam, kad būtų pasiektos optimalios sąlygos pastebėjimai. Stebėtojo užduotis – gauti pirminių duomenų apie objektą rinkinį; Žinoma, šioje visumoje jau matomos tam tikros duomenų grupių priklausomybės viena nuo kitos, tam tikri dėsningumai ir šablonai. Todėl ši pradinė populiacija turi būti toliau tiriama (o kai kurie preliminarūs spėjimai ir prielaidos kyla atliekant patį stebėjimą). Tačiau tyrėjas nekeičia struktūrašie duomenys netrukdo jo įrašytiems duomenims santykiai tarp reiškinių. Tarkime, jei reiškiniai A ir B lydi vienas kitą per visą stebėjimų seriją, tyrėjas tik fiksuoja jų pasikartojimą

Empirinis mokslo žinių lygis daugiausia grindžiamas gyva tiriamų objektų kontempliacija, nors racionalios žinios yra privalomas komponentas; norint pasiekti empirines žinias, būtinas tiesioginis kontaktas su žinių objektu. Empiriniu lygmeniu tyrėjas taiko bendruosius loginius ir bendruosius mokslinius metodus. Bendrieji moksliniai empirinio lygmens metodai apima: stebėjimą, aprašymą, eksperimentą, matavimą ir kt. Susipažinkime su atskirais metodais.

Stebėjimas yra juslinis objektų ir reiškinių atspindys išorinis pasaulis. Tai pradinis empirinio pažinimo metodas, leidžiantis gauti tam tikros pirminės informacijos apie supančios tikrovės objektus.

Mokslinis stebėjimas skiriasi nuo kasdieninio stebėjimo ir jam būdingos kelios savybės:

fokusavimas (požiūrių į atliekamą užduotį fiksavimas);

planingumas (veiksmas pagal planą);

veikla (sukauptų žinių, techninių priemonių įtraukimas).

Pagal stebėjimo metodą gali būti:

nedelsiant,

netiesioginis,

netiesioginis.

Tiesioginiai stebėjimai- tai juslinis tam tikrų savybių, tiriamo objekto aspektų atspindys naudojant tik jusles. Pavyzdžiui, vizualinis planetų ir žvaigždžių padėties danguje stebėjimas. Tycho Brahe tai darė 20 metų su plika akimi neprilygstamu tikslumu. Jis sukūrė empirinę duomenų bazę, skirtą tolesniam Keplerio planetų judėjimo dėsnių atradimui.

Šiuo metu kosmoso tyrimuose iš laivo naudojami tiesioginiai stebėjimai kosminės stotys. Atrankinis žmogaus regėjimo ir loginės analizės gebėjimas yra tas unikalių savybių vizualinių stebėjimų metodas, kurio neturi jokia įranga. Kita metodo taikymo sritis tiesioginis stebėjimas yra meteorologija.

Vicario pastebėjimai- objektų tyrimas naudojant tam tikras technines priemones. Tokių priemonių atsiradimas ir plėtra iš esmės lėmė milžinišką metodo galimybių išplėtimą, įvykusį per pastaruosius keturis šimtmečius. Jei į XVII pradžia Nuo amžių astronomai plika akimi stebėjo dangaus kūnus, o 1608 m. išradus optinį teleskopą mokslininkams buvo atskleista didžiulė Visatos išvaizda. Tada atsirado atspindintys teleskopai, ir dabar orbitinės stotys Yra rentgeno spinduliai, kurie leidžia stebėti tokius Visatos objektus kaip pulsarai ir kvazarai. Kitas netiesioginio stebėjimo pavyzdys – optinis mikroskopas, išrastas XVII amžiuje, o elektroninis – XX amžiuje.

Netiesioginiai stebėjimai- tai ne pačių tiriamų objektų, o jų įtakos kitiems objektams rezultatų stebėjimas. Šis stebėjimas ypač naudojamas atominėje fizikoje. Čia mikroobjektų negalima stebėti nei jutimo organais, nei instrumentais. Ką mokslininkai pastebi atlikdami empirinius tyrimus branduolinė fizika, yra ne patys mikroobjektai, o jų veiksmų su kai kuriomis techninėmis tyrimo priemonėmis rezultatai. Pavyzdžiui, tiriant įkrautų dalelių savybes naudojant debesų kamerą, šias daleles tyrėjas suvokia netiesiogiai pagal jų matomas apraiškas – pėdsakus, susidedančius iš daugybės skysčio lašelių.

Bet koks stebėjimas, nors ir pagrįstas jusliniais duomenimis, reikalauja teorinio mąstymo dalyvavimo, kurio pagalba jis įforminamas tam tikra forma. mokslo terminai, grafikai, lentelės, paveikslai. Be to, jis remiasi tam tikrais teoriniais principais. Tai ypač aiškiai matoma netiesioginiuose stebėjimuose, nes tik teorija gali nustatyti ryšį tarp nepastebimo ir stebimo reiškinio. A. Einšteinas šiuo klausimu pasakė: „Ar įmanoma stebėti šis reiškinys ar ne, priklauso nuo jūsų teorijos. Tai teorija, kuri turi nustatyti, ką galima stebėti, o ko ne.

Stebėjimai dažnai gali atlikti svarbų euristinį vaidmenį mokslinėse žiniose. Stebėjimų metu gali būti aptikti visiškai nauji reiškiniai ar duomenys, leidžiantys pagrįsti vieną ar kitą hipotezę. Prie mokslinių stebėjimų turi būti pridėtas aprašymas.

apibūdinimas - Tai stebėjimo metu gautos informacijos apie objektus įrašymas natūralia ir dirbtine kalba. Aprašymas gali būti laikomas paskutiniu stebėjimo etapu. Aprašymo pagalba jutiminė informacija verčiama į sąvokų, ženklų, diagramų, brėžinių, grafikų, skaičių kalbą, taip įgaunant formą, patogią tolesniam racionaliam apdorojimui (sisteminimui, klasifikavimui, apibendrinimui).

Matavimas - Tai metodas, kurį sudaro tam tikrų savybių, tiriamo objekto ar reiškinio aspektų kiekybinių verčių nustatymas naudojant specialius techninius prietaisus.

Matavimo įvedimas į gamtos mokslą pastarąjį pavertė griežtu mokslu. Tai papildo kokybiniai metodaižinių natūralus fenomenas kiekybinis. Matavimo operacija yra pagrįsta objektų palyginimu pagal bet kokias panašias savybes ar aspektus, taip pat tam tikrų matavimo vienetų įvedimas.

Vienetas - tai standartas, su kuriuo lyginama išmatuota objekto ar reiškinio pusė. Standartui priskiriama skaitinė reikšmė „1“. Yra daug matavimo vienetų, atitinkančių įvairius objektus, reiškinius, jų savybes, aspektus, ryšius, kuriuos tenka išmatuoti mokslo žinių procese. Šiuo atveju matavimo vienetai skirstomi į pagrindinius, pasirenkamas kaip pagrindas konstruojant vienetų sistemą, ir dariniai, gautas iš kitų vienetų, naudojant tam tikrus matematinius ryšius. Vienetų sistemos, kaip pagrindinių ir išvestinių aibės, konstravimo metodiką 1832 m. pirmą kartą pasiūlė K. Gaussas. Jis sukūrė vienetų sistemą, kurios pagrindu buvo paimti 3 savavališki pagrindiniai vienetai, nepriklausomi vienas nuo kito: ilgis (milimetras), masė (miligramas) ir laikas (sekundė). Visi kiti buvo nustatyti naudojant šiuos tris.

Vėliau, tobulėjant mokslui ir technologijoms, atsirado kitos fizikinių dydžių vienetų sistemos, sukurtos pagal Gauso principą. Jie buvo pagrįsti metrine matavimų sistema, tačiau skyrėsi vienas nuo kito pagrindiniais vienetais.

Be minėto požiūrio, dar vadinama natūrali vienetų sistema. Jos pagrindiniai vienetai buvo nustatyti pagal gamtos dėsnius. Pavyzdžiui, Maxo Plancko pasiūlyta „natūrali“ fizinių vienetų sistema. Jis buvo pagrįstas „pasaulio konstantomis“: šviesos greičiu vakuume, gravitacijos konstanta, Boltzmanno konstanta ir Plancko konstanta. Prilyginęs juos „1“, Plankas gavo išvestinius ilgio, masės, laiko ir temperatūros vienetus.

Kiekių matavimo vienodumo nustatymo klausimas buvo iš esmės svarbus. Tokio vienodumo trūkumas sukėlė didelių sunkumų mokslo žinioms. Taigi iki 1880 m. imtinai elektros dydžių matavimo vienybės nebuvo. Pavyzdžiui, varžai buvo 15 matavimo vienetų pavadinimų, 5 elektros srovės pavadinimų vienetai ir kt. Visa tai apsunkino gautų duomenų skaičiavimą, palyginimą ir tt Tik 1881 m., pirmajame tarptautiniame elektros kongrese, buvo priimta pirmoji vieninga sistema: amperas, voltas, omas.

Šiuo metu gamtos moksluose daugiausia naudojama tarptautinė vienetų sistema (SI), priimta 1960 m. XI Generalinėje svorių ir matų konferencijoje. Tarptautinė vienetų sistema pagrįsta septyniais pagrindiniais (metras, kilogramas, sekundė, amperas, kelvinas, kandela, molis) ir dviem papildomais (radianais, steradianais) vienetais. Naudodami specialią daugiklių ir priešdėlių lentelę, galite sudaryti kartotinius ir dalinius (pvz., 10-3 = mili - viena tūkstantoji originalo dalis).

Tarptautinė fizinių kiekių vienetų sistema yra pažangiausia ir universaliausia iš visų iki šiol egzistavusių. Ji apima fizikinius mechanikos, termodinamikos, elektrodinamikos ir optikos dydžius, kurie yra tarpusavyje susiję fizikiniais dėsniais.

Vieningos tarptautinės matavimo vienetų sistemos poreikis šiuolaikinės mokslo ir technologijų revoliucijos sąlygomis yra labai didelis. Todėl tarptautinės organizacijos, tokios kaip UNESCO ir Tarptautinė teisinės metrologijos organizacija, paragino valstybes, kurios yra šių organizacijų narės, priimti SI sistemą ir joje kalibruoti visas matavimo priemones.

Yra keletas matavimų tipų: statiniai ir dinaminiai, tiesioginiai ir netiesioginiai.

Pirmuosius lemia nustatyto dydžio priklausomybės nuo laiko pobūdis. Taigi, atliekant statinius matavimus, mūsų matuojamas kiekis laikui bėgant išlieka pastovus. Dinaminiuose matavimuose matuojamas dydis, kuris kinta laikui bėgant. Pirmuoju atveju tai yra kūno matmenys, pastovus slėgis ir pan., antruoju atveju tai yra vibracijų, pulsuojančio slėgio matavimas.

Pagal rezultatų gavimo būdą matavimai skiriami tiesioginiai ir netiesioginiai.

Tiesioginiais matavimais norima išmatuoto dydžio vertė gaunama tiesiogiai lyginant ją su etalonu arba išduodama matavimo prietaisu.

Su netiesioginiu matavimu norimas dydis nustatomas remiantis žinomu matematiniu ryšiu tarp šio dydžio ir kitų, gautų tiesioginiais matavimais. Netiesioginiai matavimai plačiai naudojami tais atvejais, kai norimo dydžio neįmanoma arba per sunku išmatuoti tiesiogiai, arba kai tiesioginis matavimas duoda ne tokį tikslų rezultatą.

Matavimo priemonių techninės galimybės iš esmės atspindi mokslo išsivystymo lygį. Šiuolaikiniai instrumentai yra daug pažangesni nei tie, kuriuos mokslininkai naudojo XIX amžiuje ir anksčiau. Tačiau tai nesutrukdė praėjusių amžių mokslininkams padaryti puikių atradimų. Pavyzdžiui, įvertinęs amerikiečių fiziko A. Michelsono atliktą šviesos greičio matavimą, S.I. Vavilovas rašė: „Jo eksperimentinių atradimų ir matavimų pagrindu išaugo reliatyvumo teorija, vystėsi ir tobulėjo bangų optika ir spektroskopija, o teorinė astrofizika sustiprėjo.

Tobulėjant mokslui, tobulėja ir matavimo technologijos. Sukurta net ištisa gamybos šaka – instrumentų gamyba. Puikiai išvystyta matavimo įranga, įvairūs metodai ir didelio našumo matavimo priemonės prisideda prie mokslinių tyrimų pažangos. Savo ruožtu sprendimas mokslines problemas dažnai atveria naujų būdų pagerinti pačius matavimus.

Nepaisant stebėjimo, aprašymo ir matavimo vaidmens moksliniuose tyrimuose, jie turi rimtą apribojimą - jie nereiškia aktyvaus žinių subjekto įsikišimo į natūralią proceso eigą. Tolesnis mokslo raidos procesas apima aprašomosios fazės įveikimą ir nagrinėjamų metodų papildymą aktyvesniu metodu – eksperimentu.

Eksperimentuokite (iš lot. – testas, eksperimentas) – tai metodas, kai, keičiant konkretaus proceso sąlygas, kryptį ar pobūdį, sukuriamos dirbtinės galimybės tirti objektą santykinai „gryna“ forma. Tai apima aktyvią, kryptingą ir griežtai kontroliuojamą tyrėjo įtaką tiriamam objektui, siekiant išsiaiškinti tam tikrus aspektus, savybes ir ryšius. Tokiu atveju eksperimentatorius gali transformuoti tiriamą objektą, sukurti dirbtines sąlygas jo tyrimui ir trukdyti natūraliai procesų eigai.

Eksperimentas apima ankstesnius empirinio tyrimo metodus, t.y. stebėjimas ir aprašymas, taip pat kita empirinė procedūra – matavimas. Tačiau tai ne jiems priklauso, o turi savo ypatybes, išskiriančias jį iš kitų metodų.

Pirma, Eksperimentas leidžia tyrinėti objektą „išgrynintoje“ formoje, t.y. pašalinant visokius šalutinius veiksnius ir sluoksnius, kurie apsunkina tyrimo procesą. Pavyzdžiui, eksperimentui reikia specialių patalpų, apsaugotų nuo elektromagnetinio poveikio.

Antra, eksperimento metu galima sukurti specialios sąlygos, Pavyzdžiui, temperatūros režimas, spaudimas, elektros įtampa. Tokiomis dirbtinėmis sąlygomis galima atrasti stebinančias, kartais netikėtas objektų savybes ir taip suvokti jų esmę. Ypač atkreiptinas dėmesys į eksperimentus erdvėje, kur egzistuoja ir pasiekiamos tokios sąlygos, kurios žemiškose laboratorijose neįmanomos.

Trečias, pakartotinis eksperimento atkuriamumas leidžia gauti patikimus rezultatus.

Ketvirta, Tirdamas procesą, eksperimentuotojas gali į jį įtraukti viską, kas, jo manymu, reikalinga norint gauti tikrų žinių apie objektą, pavyzdžiui, pakeisti cheminius įtakos veiksnius.

Eksperimentas apima šiuos veiksmus:

užsibrėžti tikslą;

klausimo pareiškimas;

pradinių teorinių nuostatų prieinamumas;

numanomo rezultato buvimas;

eksperimento atlikimo būdų planavimas;

eksperimentinės instaliacijos, suteikiančios būtinas sąlygas daryti įtaką tiriamam objektui, sukūrimas;

kontroliuojamas eksperimentinių sąlygų modifikavimas;

tikslus smūgio poveikio fiksavimas;

naujo reiškinio ir jo savybių aprašymas;

10) tinkamos kvalifikacijos žmonių prieinamumas.

Moksliniai eksperimentai yra šių pagrindinių tipų:

• - matavimas,
• - paieškos sistemos,
• - čekius,
• - kontrolė,
• - tyrimai

ir kiti, priklausomai nuo pavestų užduočių pobūdžio.

Priklausomai nuo srities, kurioje atliekami eksperimentai, jie skirstomi į:

• - fundamentiniai eksperimentai gamtos mokslų srityje;
• - taikomieji eksperimentai gamtos mokslų srityje;
• - pramoninis eksperimentas;
• - socialinis eksperimentas;
• - eksperimentai humanitarinių mokslų srityje.

Pažvelkime į kai kuriuos mokslinių eksperimentų tipus.

Tyrimas Eksperimentas leidžia atrasti naujų, anksčiau nežinomų objektų savybių. Tokio eksperimento rezultatas gali būti išvados, kurios neišplaukia iš turimų žinių apie tyrimo objektą. Pavyzdys – E. Rutherfordo laboratorijoje atlikti eksperimentai, kurių metu buvo aptiktas keistas alfa dalelių elgesys, kai jos bombardavo aukso foliją. Dauguma dalelių praėjo per foliją, o ne didelis skaičius buvo nukreiptas ir išsklaidytas, o kai kurios dalelės buvo ne tik nukreiptos, bet ir stumiamos atgal, kaip kamuolys iš tinklo. Šis eksperimentinis vaizdas, remiantis skaičiavimais, buvo gautas tuo atveju, kai atomo masė yra sutelkta branduolyje, užimančiame nedidelę jo tūrio dalį. Alfa dalelės, susidūrusios su branduoliu, atšoko atgal. Taigi Rutherfordo ir jo kolegų atliktas mokslinis eksperimentas paskatino atrasti atominį branduolį, taigi ir branduolinės fizikos gimimą.

Patikrinti.Šis eksperimentas skirtas tam tikroms teorinėms konstrukcijoms patikrinti ir patvirtinti. Taigi nemažai elementariųjų dalelių (pozitronų, neutrinų) iš pradžių buvo nuspėjama teoriškai, o vėliau jos buvo atrastos eksperimentiniu būdu.

Kokybiniai eksperimentai yra paieškos sistemos. Jie neapima kiekybinių ryšių, bet leidžia nustatyti tam tikrų veiksnių poveikį tiriamam reiškiniui. Pavyzdžiui, eksperimentas, skirtas tirti gyvos ląstelės elgesį veikiant elektromagnetiniam laukui. Kiekybiniai eksperimentai dažniausiai seka kokybinį eksperimentą. Jomis siekiama nustatyti tikslius kiekybinius ryšius tiriamame reiškinyje. Pavyzdys – elektros ir magnetinių reiškinių ryšio atradimo istorija. Šį ryšį atrado danų fizikas Ørstedas atlikdamas grynai kokybinį eksperimentą. Jis padėjo kompasą šalia vadovo, kuriuo praėjo elektros, ir atrado, kad kompaso rodyklė nukrypsta nuo pradinės padėties. Po to, kai Oerstedas paskelbė apie savo atradimą, daugelis mokslininkų atliko kiekybinius eksperimentus, kurių raida buvo įtvirtinta srovės vieneto pavadinime.

Taikomieji eksperimentai savo esme yra artimi fundamentiniams moksliniams eksperimentams. Taikomieji eksperimentai savo uždaviniu iškėlė vieno ar kito atrasto reiškinio praktinio pritaikymo galimybių paiešką. G. Hercas iškėlė užduotį eksperimentiškai išbandyti Maksvelo teorinius principus, jo nedomino praktinis pritaikymas. Todėl Hertzo eksperimentai, kurių metu buvo gautos Maksvelo teorijos numatytos elektromagnetinės bangos, išliko gamtos mokslu ir fundamentalia prigimtimi.

Popovas iš pradžių išsikėlė sau praktinio turinio užduotį, o jo eksperimentai pažymėjo taikomojo mokslo – radijo inžinerijos – pradžią. Be to, Hertzas visiškai netikėjo galimybe praktiškai pritaikyti elektromagnetines bangas, nematė jokio ryšio tarp savo eksperimentų ir praktikos poreikių. Sužinojęs apie bandymus praktiškai panaudoti elektromagnetines bangas, Hertzas net parašė Drezdeno prekybos rūmams apie būtinybę uždrausti šiuos eksperimentus kaip nenaudingus.

Kalbant apie pramoninius ir socialinius eksperimentus, taip pat humanitarinių mokslų srityje, jie atsirado tik XX a. Humanitariniuose moksluose eksperimentinis metodas ypač intensyviai vystosi tokiose srityse kaip psichologija, pedagogika, sociologija. XX amžiaus 20-ajame dešimtmetyje išsivystė socialiniai eksperimentai. Jie prisideda prie naujų socialinio organizavimo formų diegimo ir socialinio valdymo optimizavimo.

Stebėjimas- tai tikslingas objekto suvokimas, nulemtas veiklos uždavinio. Pagrindinė mokslinio stebėjimo sąlyga yra objektyvumas, t.y. galimybė kontroliuoti pakartotinai stebint arba naudojant kitus tyrimo metodus (pavyzdžiui, eksperimentą). Tai pats elementariausias metodas, vienas iš daugelio kitų empirinių metodų.

Palyginimas- tai ryšys tarp dviejų sveikųjų skaičių a ir b, o tai reiškia, kad šių skaičių skirtumas (a - b) yra padalintas iš sveikojo skaičiaus m, vadinamo moduliu C; parašyta a = b (mod, t).

Tyrime lyginimas – tai panašumų ir skirtumų tarp objektų ir tikrovės reiškinių nustatymas. Lyginimo rezultate nustatomas bendrumas, būdingas dviem ar daugiau objektų, o reiškiniuose pasikartojančio bendrumo identifikavimas, kaip žinoma, yra žingsnis teisės pažinimo keliu.

Kad palyginimas būtų vaisingas, jis turi atitikti du pagrindinius reikalavimus.

1. Reikėtų lyginti tik tokius reiškinius, tarp kurių gali būti tam tikras objektyvus bendrumas. Negalite lyginti dalykų, kurie akivaizdžiai nepalyginami; tai jums nieko neduoda. Geriausiu atveju galima daryti tik paviršutiniškas ir todėl bevaises analogijas.

2. Palyginimas turi būti atliekamas pagal svarbiausias savybes.Palyginimas pagal nesvarbias savybes gali lengvai sukelti painiavą.

Taigi formaliai lyginant tos pačios rūšies produkciją gaminančių įmonių darbą, jų veikloje galima rasti daug bendro. Jei tuo pat metu nepalyginama pagal tokius svarbius parametrus kaip gamybos lygis, produkcijos savikaina, įvairios sąlygos, kuriomis lyginamos įmonės veikia, tada lengva prieiti prie metodinės klaidos, dėl kurios daromos vienpusės išvados. . Jei atsižvelgsime į šiuos parametrus, paaiškės, kokia yra priežastis ir kur slypi tikrieji metodinės klaidos šaltiniai. Toks palyginimas jau suteiks tikrą supratimą apie nagrinėjamus reiškinius, atitinkančius tikrąją reikalų būklę.

Įvairūs tyrėją dominantys objektai gali būti lyginami tiesiogiai arba netiesiogiai – lyginant juos su kokiu nors trečiu objektu. Pirmuoju atveju dažniausiai gaunami kokybiniai rezultatai (daugiau – mažiau; šviesesni – tamsesni; aukštesni – žemesni ir pan.). Tačiau net ir tokiu palyginimu galima gauti paprasčiausias kiekybines charakteristikas, kurios skaitine forma išreiškia kiekybinius objektų skirtumus (2 kartus daugiau, 3 kartus daugiau ir pan.).

Kai objektai lyginami su kokiu nors trečiu objektu, veikiančiu kaip standartas, įgyja kiekybinės charakteristikos ypatinga vertybė, kadangi jie aprašo objektus nesusiję vienas su kitu, jie suteikia gilesnių ir išsamesnių žinių apie juos (pavyzdžiui, žinoti, kad vienas automobilis sveria 1 toną, o kitas 5 tonas, reiškia apie juos žinoti daug daugiau, nei yra sakinyje: „Pirmasis automobilis yra 5 kartus lengvesnis už antrąjį.“ Šis palyginimas vadinamas matavimu ir bus išsamiai aptartas toliau.

Naudojant palyginimą, informaciją apie objektą galima gauti dviem skirtingais būdais.

Pirma, tai labai dažnai veikia kaip tiesioginis palyginimo rezultatas. Pavyzdžiui, bet kokių ryšių tarp objektų nustatymas, skirtumų ar panašumų tarp jų nustatymas yra informacija, gaunama tiesiogiai palyginus. Šią informaciją galima pavadinti pagrindine.

Antra, labai dažnai pirminės informacijos gavimas nėra pagrindinis palyginimo tikslas, šis tikslas yra gauti antrinę arba išvestinę informaciją, kuri yra pirminių duomenų apdorojimo rezultatas. Dažniausias ir svarbiausias tokio apdorojimo būdas yra išvada pagal analogiją. Šią išvadą atrado ir ištyrė (pavadinimu „paradeigma“) net Aristotelis.

Jo esmė susiveda į tai: jei palyginus iš dviejų objektų aptinkami keli identiški požymiai, tačiau vienas iš jų turi papildomą požymį, tai daroma prielaida, kad ši savybė turėtų būti būdinga ir kitam objektui. Trumpai tariant, išvados pagal analogiją eiga gali būti pavaizduota taip:

A turi charakteristikas X1, X2, X3, ..., Xn, Xn+,.

B turi charakteristikas X1, X2, X3, ..., Xn.

Išvada: „Tikriausiai B turi HP +1 bruožą“. Analogija pagrįsta išvada yra tikimybinio pobūdžio, ji gali nuvesti ne tik į tiesą, bet ir į klaidą. Norėdami padidinti tikimybę gauti tikrų žinių apie objektą, turite atsiminti:

¨ išvada pagal analogiją suteikia kuo teisingesnę reikšmę, tuo daugiau panašių bruožų randame lyginamuose objektuose;

¨ išvados pagal analogiją teisingumas tiesiogiai priklauso nuo panašių objektų požymių reikšmingumo, net ir daug panašių, bet nereikšmingų požymių gali lemti klaidingą išvadą;

¨ kuo gilesnis ryšys tarp objekte aptiktų savybių, tuo didesnė klaidingos išvados tikimybė;

¨ bendras dviejų objektų panašumas nėra pagrindas daryti išvadas pagal analogiją, jei objektas, apie kurį daroma išvada, turi požymį, nesuderinamą su perkeltu požymiu. Kitaip tariant, norint gauti teisingą išvadą, būtina atsižvelgti ne tik į panašumo, bet ir į skirtumų tarp objektų pobūdį.

Matavimas- veiksmų, atliekamų naudojant matavimo priemones, visuma, siekiant rasti išmatuoto dydžio skaitinę reikšmę priimtais matavimo vienetais. Yra tiesioginiai matavimai (pavyzdžiui, ilgio matavimas graduota liniuote) ir netiesioginiai matavimai, pagrįsti žinomu ryšiu tarp norimo dydžio ir tiesiogiai išmatuotų dydžių.

Matuojant daroma prielaida, kad yra šie pagrindiniai elementai:

matavimo objektas;

matavimo vienetai, t.y. atskaitos objektas;

matavimo priemonė (-ės);

matavimo metodas;

stebėtojas (tyrėjas).

Atliekant tiesioginį matavimą, rezultatas gaunamas tiesiogiai iš paties matavimo proceso (pavyzdžiui, sporto varžybose, matuojant šuolio ilgį naudojant matavimo juostą, matuojant kiliminės dangos ilgį parduotuvėje ir pan.).

Atliekant netiesioginį matavimą, norimas dydis nustatomas matematiškai, remiantis žiniomis apie kitus dydžius, gautus tiesioginiu matavimu. Pavyzdžiui, žinodami statybinės plytos dydį ir svorį, galite išmatuoti specifinį slėgį (su atitinkamais skaičiavimais), kurį plyta turi atlaikyti statant daugiaaukščius namus.

Matavimų vertė akivaizdi iš to, kad jie suteikia tikslią, kiekybinę informaciją apie supančią tikrovę. Dėl matavimų galima nustatyti tokius faktus, padaryti tokius empirinius atradimus, kurie veda į radikalų nusistovėjusių moksle idėjų žlugimą. Tai visų pirma susiję su unikaliais, išskirtiniais matavimais, kurie yra labai svarbūs mokslo istorijos etapai. Panašų vaidmenį fizikos raidoje suvaidino, pavyzdžiui, garsieji A. Michelsono šviesos greičio matavimai.

Svarbiausias matavimo kokybės ir jo mokslinės vertės rodiklis yra tikslumas. Būtent didelis T. Brahe matavimų tikslumas kartu su nepaprastu J. Keplerio kruopštumu (jis pakartojo savo skaičiavimus 70 kartų), leido nustatyti tikslius planetų judėjimo dėsnius. Praktika rodo, kad pagrindiniai būdai pagerinti matavimo tikslumą yra šie:

tam tikrais nustatytais principais veikiančių matavimo priemonių kokybės gerinimas;

naujausių pagrindu veikiančių įrenginių kūrimas mokslo atradimai. Pavyzdžiui, laikas dabar matuojamas naudojant molekulinius generatorius, kurių tikslumas yra iki 11 skaitmens.

Tarp empirinių tyrimo metodų matavimas užima maždaug tokią pat vietą kaip stebėjimas ir palyginimas. Tai gana elementarus metodas, vienas iš komponentai eksperimentas yra sudėtingiausias ir reikšmingiausias empirinio tyrimo metodas.

Eksperimentuokite- bet kokių reiškinių tyrimas, juos aktyviai veikiant, sukuriant naujas sąlygas, atitinkančias tyrimo tikslus, arba keičiant proceso eigą. teisinga kryptimi Tai sudėtingiausias ir efektyviausias empirinio tyrimo metodas, apimantis paprasčiausius empirinius metodus – stebėjimą, palyginimą ir matavimą. Tačiau jo esmė – ne ypatingame kompleksiškume, „sintetiškume“, o tikslingame, apgalvotame tiriamų reiškinių transformavime, eksperimentuotojo įsikišime pagal jo tikslus natūralių procesų metu.

Pažymėtina, kad eksperimentinio metodo įsitvirtinimas moksle yra ilgas procesas, kuris vyko aršioje pažangių Naujųjų laikų mokslininkų kovoje su antikinėmis spekuliacijomis ir viduramžių scholastika. (Pavyzdžiui, anglų filosofas materialistas F. Baconas vienas pirmųjų priešinosi eksperimentams moksle, nors ir pasisakė už patirtį.)

Galilėjus Galilėjus (1564-1642) pagrįstai laikomas eksperimentinio mokslo pradininku, kuris patirtį laikė žinių pagrindu. Kai kurie jo tyrimai yra šiuolaikinės mechanikos pagrindas: jis nustatė inercijos, laisvo kritimo ir kūnų judėjimo pasvirusioje plokštumoje dėsnius, judesių sudėjimą, atrado švytuoklės svyravimų izochronizmą. Jis pats pastatė teleskopą su 32 kartų didinimu ir Mėnulyje atrado kalnus, keturis Jupiterio palydovus, Veneros fazes, dėmes ant Saulės. 1657 m., po jo mirties, atsirado Florencijos patirties akademija, kuri dirbo pagal jo planus ir pirmiausia siekė atlikti eksperimentinius tyrimus. Mokslo ir technologijų pažanga reikalauja vis plačiau naudoti eksperimentą. Kalbant apie šiuolaikinį mokslą, jo raida tiesiog neįsivaizduojama be eksperimento. Šiuo metu eksperimentiniai tyrimai tapo tokie svarbūs, kad yra laikomi viena pagrindinių tyrėjų praktinės veiklos formų.

Eksperimento pranašumai prieš stebėjimą

1. Eksperimento metu atsiranda galimybė ištirti tą ar kitą reiškinį „gryna“ forma. Tai reiškia, kad galima pašalinti visokius „sijono“ veiksnius, užgožiančius pagrindinį procesą, o tyrėjas gauna tikslių žinių apie mus dominantį reiškinį.

2. Eksperimentas leidžia ištirti tikrovės objektų savybes ekstremaliomis sąlygomis:

esant itin žemai ir itin aukštai temperatūrai;

esant didžiausiam slėgiui:

esant didžiuliam elektrinių ir magnetinių laukų intensyvumui ir kt.

Dirbant tokiomis sąlygomis įprastuose dalykuose galima atrasti netikėčiausių ir labiausiai stebinančių savybių ir taip leidžia daug giliau įsiskverbti į jų esmę. Tokio pobūdžio „keistų“ reiškinių, aptinkamų ekstremaliomis su valdymo lauku susijusiomis sąlygomis, pavyzdys yra superlaidumas.

3. Svarbiausias eksperimento privalumas – jo pakartojamumas. Eksperimento metu būtinus pastebėjimus, palyginimai ir matavimai paprastai gali būti atliekami tiek kartų, kiek reikia patikimiems duomenims gauti. Ši eksperimentinio metodo savybė daro jį labai vertingu tyrimuose.

Visi eksperimento privalumai bus išsamiau aptarti toliau, pristatant kai kuriuos konkrečius eksperimento tipus.

Reikalingos situacijos eksperimentiniai tyrimai

1. Situacija, kai reikia atrasti anksčiau nežinomas objekto savybes. Tokio eksperimento rezultatas – teiginiai, kurie neišplaukia iš turimų žinių apie objektą.

Klasikinis pavyzdys – E. Rutherfordo X dalelių sklaidos eksperimentas, kurio rezultatas buvo nustatyta atomo planetinė struktūra. Tokie eksperimentai vadinami tyrimo eksperimentais.

2. Situacija, kai reikia patikrinti tam tikrų teiginių ar teorinių konstrukcijų teisingumą.

Stebėjimas- sistemingas informacijos, kuri gali būti naudojama sprendimų priėmimui gerinti, taip pat netiesiogiai informuoti visuomenę arba tiesiogiai kaip grįžtamojo ryšio priemonė projektų įgyvendinimo, programos vertinimo ar politikos formavimo tikslais, rinkimas ir apdorojimas. Ji atlieka vieną ar daugiau iš trijų organizacinių funkcijų:

· nustato kritinių ar kintančių reiškinių būseną aplinką, kurios atžvilgiu bus parengtas veiksmų planas ateičiai;

· užmezga ryšius su savo aplinka, teikia Atsiliepimas, atsižvelgiant į ankstesnes tam tikrų politikos krypčių ar programų sėkmes ir nesėkmes;

· nustato taisyklių ir sutartinių įsipareigojimų laikymąsi.

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.site/

Sočio valstybinis turizmo ir kurortų verslo universitetas

Turizmo verslo fakultetas

Ekonomikos ir socialinės bei kultūrinės veiklos organizavimo katedra

TESTAS

Disciplinoje „Metodai moksliniai tyrimai»

tema: „Mokslo pažinimo metodai. Stebėjimas, palyginimas, matavimas, eksperimentas"

Įvadas

1. Mokslo pažinimo metodai

2.1 Stebėjimas

2.2 Palyginimas

2.3 Matavimas

2.4 Eksperimentuokite

Išvada

Įvadas

Šimtmečių patirtis leido žmonėms padaryti išvadą, kad gamtą galima tyrinėti naudojant mokslinius metodus.

Metodo sąvoka (iš graikų kalbos „methodos“ - kelias į kažką) reiškia praktinio ir teorinio tikrovės tobulinimo metodų ir operacijų rinkinį.

Metodo doktrina pradėjo vystytis šiuolaikiniame moksle. Taigi, iškilus filosofas ir mokslininkas XVII a. F. Baconas pažinimo metodą palygino su žibintu, nušviečiančiu kelią tamsoje vaikštančiam keliautojui.

Egzistuoja visa žinių sritis, kuri yra specialiai skirta metodų studijoms ir paprastai vadinama metodologija („metodų studija“). Svarbiausias metodikos uždavinys – ištirti pažinimo metodų kilmę, esmę, efektyvumą ir kitas charakteristikas.

1.Mokslo žinių metodai

Kiekvienas mokslas taiko skirtingus metodus, kurie priklauso nuo sprendžiamų problemų pobūdžio. Tačiau mokslinių metodų išskirtinumas slypi tame, kad jie yra santykinai nepriklausomi nuo problemos tipo, tačiau priklauso nuo mokslinio tyrimo lygio ir gylio, o tai pirmiausia pasireiškia jų vaidmeniu mokslinio tyrimo procesuose.

Kitaip tariant, kiekviename tyrimai Proceso metu kinta metodų derinys ir jų struktūra.

Mokslinių žinių metodai paprastai skirstomi pagal pritaikymo mokslinių tyrimų procese mastą.

Yra bendrieji, bendrieji moksliniai ir specifiniai moksliniai metodai.

Žinių istorijoje yra du universalūs metodai: dialektinis ir metafizinis. Metafizinis metodas nuo XIX amžiaus vidurio. pradėjo vis dažniau keisti dialektine.

Bendrieji moksliniai metodai taikomi įvairiose mokslo srityse (turi tarpdisciplininį pritaikymo spektrą).

Bendrųjų mokslo metodų klasifikacija glaudžiai susijusi su mokslo žinių lygių samprata.

Yra du mokslo žinių lygiai: empirinis ir teorinis. Kai kurie bendrieji moksliniai metodai taikomi tik empiriniu lygmeniu (stebėjimas, palyginimas, eksperimentas, matavimas); kiti – tik apie teorinius (idealizavimas, formalizavimas), o kai kurie (pavyzdžiui, modeliavimas) – tiek empiriniais, tiek teoriniais.

Empiriniam mokslo žinių lygiui būdingas tiesioginis realiai egzistuojančių, juslinių objektų tyrimas. Šiame lygmenyje vykdomas informacijos apie tiriamus objektus kaupimo procesas (matuojant, atliekant eksperimentus), čia vyksta pirminis įgytų žinių sisteminimas (lentelių, diagramų, grafikų pavidalu).

Teorinis mokslinio tyrimo lygis atliekamas racionaliojoje (loginėje) pažinimo stadijoje. Šiame lygmenyje nustatomi giliausi, reikšmingiausi aspektai, ryšiai ir modeliai, būdingi tiriamiems objektams ir reiškiniams. Teorinių žinių rezultatas – hipotezės, teorijos, dėsniai.

Tačiau empirinis ir teorinis žinių lygiai yra tarpusavyje susiję. Empirinis lygmuo veikia kaip teorinio pagrindas, pagrindas.

Trečiajai mokslo žinių metodų grupei priskiriami metodai, naudojami tik konkretaus mokslo ar konkretaus reiškinio tyrimo rėmuose.

Tokie metodai vadinami privačiais moksliniais metodais. Kiekvienas specialus mokslas (biologija, chemija, geologija) turi savo specifinius tyrimo metodus.

Tačiau specifiniai moksliniai metodai turi ir bendrųjų, ir universalių mokslo metodų bruožų. Pavyzdžiui, privatūs moksliniai metodai gali apimti stebėjimus ir matavimus. Arba, pavyzdžiui, universalus dialektinis vystymosi principas pasireiškia biologijoje Čarlzo Darvino atrasto gamtos istorinio gyvūnų ir augalų rūšių evoliucijos dėsnio pavidalu.

2. Empirinio tyrimo metodai

Empirinio tyrimo metodai yra stebėjimas, palyginimas, matavimas, eksperimentas.

Šiame lygmenyje tyrėjas kaupia faktus ir informaciją apie tiriamus objektus.

2.1 Stebėjimas

Stebėjimas yra paprasčiausias mokslo žinių tipas, pagrįstas juslių duomenimis. Stebėjimas yra susijęs su minimalia įtaka objekto veiklai ir maksimaliai priklausoma nuo natūralių subjekto pojūčių. Bent jau tarpininkai stebėjimo procese, pavyzdžiui, įvairūs prietaisai, turėtų tik kiekybiškai sustiprinti pojūčių gebėjimą atskirti. Galima išskirti įvairius stebėjimo tipus, pavyzdžiui, ginkluotą (naudojant instrumentus, pavyzdžiui, mikroskopą, teleskopą) ir neginkluotą (prietaisai nenaudojami), lauko (stebėjimas natūrali aplinka objekto egzistavimas) ir laboratorija (dirbtinėje aplinkoje).

Stebėdamas pažinimo subjektas apie objektą gauna itin vertingos informacijos, kurios paprastai negali gauti kitu būdu. Stebėjimo duomenys yra itin informatyvūs, suteikiantys unikalią informaciją apie objektą, kuri šiuo metu ir tokiomis sąlygomis yra unikali tik šiam objektui. Stebėjimo rezultatai sudaro faktų pagrindą, o faktai, kaip žinome, yra mokslo oras.

Norint atlikti stebėjimo metodą, pirmiausia būtina užtikrinti ilgalaikį, ilgalaikį, kokybišką objekto suvokimą (pavyzdžiui, reikia turėti gerą regėjimą, klausą ir pan. arba gerus prietaisus). kurie stiprina natūralius žmogaus suvokimo gebėjimus).

Jei įmanoma, šį suvokimą būtina atlikti taip, kad jis nedarytų didelės įtakos natūraliai objekto veiklai, kitaip stebėsime ne tiek patį objektą, kiek jo sąveiką su stebėjimo subjektu (maža stebėjimo įtaka objektas, kurio galima nepaisyti, vadinamas stebėjimo neutralumu).

Pavyzdžiui, jei zoologas stebi gyvūnų elgesį, tuomet jam geriau pasislėpti, kad gyvūnai jo nematytų, ir stebėti juos iš už prieglaudos.

Naudinga objektą suvokti įvairesnėmis sąlygomis – skirtingu laiku, skirtingose ​​vietose ir pan., siekiant gauti išsamesnės jutiminės informacijos apie objektą. Būtina sustiprinti dėmesį, norint pabandyti pastebėti menkiausius objekto pokyčius, kurie išvengia įprasto paviršutiniško suvokimo. Būtų gerai, nepasikliaujant savo atmintimi, kažkaip konkrečiai užfiksuoti savo stebėjimo rezultatus, pavyzdžiui, vesti stebėjimo žurnalą, kuriame fiksuojate stebėjimo laiką ir sąlygas bei aprašote stebėjimo suvokimo rezultatus. tuo metu gautas objektas (tokie įrašai dar vadinami stebėjimo protokolais).

Galiausiai reikia pasirūpinti, kad stebėjimas būtų atliekamas tokiomis sąlygomis, kai kitas asmuo iš esmės galėtų atlikti panašų stebėjimą ir gauti maždaug tuos pačius rezultatus (galimybė, kad bet kuris asmuo gali pakartoti stebėjimą, vadinama stebėjimo intersubjektyvumu). Gerai stebint, nereikia skubėti kažkaip paaiškinti objekto apraiškas ar kelti tam tikras hipotezes. Tam tikru mastu naudinga išlikti nešališkam, viską, kas vyksta, fiksuojant ramiai ir nešališkai (šis stebėjimo nepriklausomumas nuo racionalių pažinimo formų vadinamas teoriniu neapkrautu stebėjimu).

Taigi mokslinis stebėjimas iš principo yra toks pat stebėjimas kaip ir kasdienybėje, kasdienybėje, bet visais įmanomais būdais sustiprintas įvairiais papildomais ištekliais: laiku, padidėjusiu dėmesiu, neutralumu, įvairove, fiksavimu, intersubjektyvumu, lengvumu.

Tai ypač pedantiškas juslinis suvokimas, kurio kiekybinis sustiprinimas pagaliau gali suteikti kokybinį skirtumą, palyginti su įprastu suvokimu, ir padėti pamatą mokslinėms žinioms.

Stebėjimas – tai kryptingas objekto suvokimas, nulemtas veiklos uždavinio. Pagrindinė mokslinio stebėjimo sąlyga yra objektyvumas, t.y. galimybė kontroliuoti pakartotinai stebint arba naudojant kitus tyrimo metodus (pavyzdžiui, eksperimentą).

2.2 Palyginimas

Tai vienas iš labiausiai paplitusių ir universaliausių tyrimo metodų. Garsus aforizmas„Viskas žinoma lyginant“ yra geriausias to įrodymas. Palyginimas yra ryšys tarp dviejų sveikųjų skaičių a ir b, o tai reiškia, kad šių skaičių skirtumas (a - b) yra padalintas iš pateikto sveikojo skaičiaus m, vadinamo moduliu C; parašytas a b (mod, m). Tyrime lyginimas – tai panašumų ir skirtumų tarp objektų ir tikrovės reiškinių nustatymas. Lyginimo rezultate nustatomas bendrumas, būdingas dviem ar daugiau objektų, o reiškiniuose pasikartojančio bendrumo identifikavimas, kaip žinoma, yra žingsnis teisės pažinimo keliu. Kad palyginimas būtų vaisingas, jis turi atitikti du pagrindinius reikalavimus.

Reikėtų lyginti tik tokius reiškinius, tarp kurių gali būti tam tikras objektyvus bendrumas. Negalite lyginti akivaizdžiai neprilygstamų dalykų – tai jums nieko neduos. Geriausiu atveju galima prieiti prie paviršutiniškų ir todėl bevaisių analogijų. Palyginimas turėtų būti atliekamas pagal svarbiausias charakteristikas. Palyginimas, pagrįstas nesvarbiomis savybėmis, gali lengvai sukelti painiavą.

Taigi formaliai lyginant tos pačios rūšies produkciją gaminančių įmonių darbą, jų veikloje galima rasti daug bendro. Jei tuo pat metu nepalyginama pagal tokius svarbius parametrus kaip gamybos lygis, produkcijos savikaina, įvairios sąlygos, kuriomis lyginamos įmonės veikia, tada lengva prieiti prie metodinės klaidos, dėl kurios daromos vienpusės išvados. . Jei atsižvelgsime į šiuos parametrus, paaiškės, kokia yra priežastis ir kur slypi tikrieji metodinės klaidos šaltiniai. Toks palyginimas jau suteiks tikrą supratimą apie nagrinėjamus reiškinius, atitinkančius tikrąją reikalų būklę.

Įvairūs tyrėją dominantys objektai gali būti lyginami tiesiogiai arba netiesiogiai – lyginant juos su kokiu nors trečiu objektu. Pirmuoju atveju dažniausiai gaunami kokybiški rezultatai. Tačiau net ir tokiu palyginimu galima gauti paprasčiausias kiekybines charakteristikas, kurios skaitine forma išreiškia kiekybinius objektų skirtumus. Kai objektai lyginami su kokiu nors trečiu objektu, kuris veikia kaip standartas, kiekybinės charakteristikos įgyja ypatingą vertę, nes apibūdina objektus neatsižvelgdamos vienas į kitą ir suteikia apie juos gilesnių ir detalesnių žinių. Šis palyginimas vadinamas matavimu. Tai bus išsamiai aptarta toliau. Naudojant palyginimą, informaciją apie objektą galima gauti dviem skirtingais būdais. Pirma, tai labai dažnai veikia kaip tiesioginis palyginimo rezultatas. Pavyzdžiui, bet kokių ryšių tarp objektų nustatymas, skirtumų ar panašumų tarp jų nustatymas yra informacija, gaunama tiesiogiai palyginus. Šią informaciją galima pavadinti pagrindine. Antra, labai dažnai pirminės informacijos gavimas nėra pagrindinis palyginimo tikslas, šis tikslas yra gauti antrinę arba išvestinę informaciją, kuri yra pirminių duomenų apdorojimo rezultatas. Dažniausias ir svarbiausias tokio apdorojimo būdas yra išvada pagal analogiją. Šią išvadą atrado ir ištyrė (pavadinimu „paradeigma“) Aristotelis. Jo esmė susiveda į tai: jei palyginus iš dviejų objektų aptinkami keli identiški požymiai, tačiau vienas iš jų turi papildomą požymį, tai daroma prielaida, kad ši savybė turėtų būti būdinga ir kitam objektui. Trumpai tariant, išvados pagal analogiją eiga gali būti pavaizduota taip:

A turi atributus X1, X2, X3..., X n, X n+1.

B turi atributus X1, X2, X3..., X n.

Išvada: „Tikriausiai B turi atributą X n+1“.

Analogija pagrįsta išvada yra tikimybinio pobūdžio, ji gali nuvesti ne tik į tiesą, bet ir į klaidą. Norėdami padidinti tikimybę gauti tikrų žinių apie objektą, turite atsiminti:

išvedžiojimas pagal analogiją suteikia kuo teisingesnę reikšmę, tuo daugiau panašių požymių randame lyginamuose objektuose;

išvados pagal analogiją teisingumas tiesiogiai priklauso nuo panašių objektų požymių reikšmingumo, net ir daug panašių, bet nereikšmingų požymių gali lemti klaidingą išvadą;

Kuo gilesnis ryšys tarp objekte aptiktų požymių, tuo didesnė klaidingos išvados tikimybė.

Bendras dviejų objektų panašumas nėra pagrindas daryti išvadas pagal analogiją, jei tas, apie kurį daroma išvada, turi požymį, nesuderinamą su perkeltu požymiu.

Kitaip tariant, norint gauti teisingą išvadą, būtina atsižvelgti ne tik į panašumo pobūdį, bet ir į objektų prigimtį bei skirtumus.

2.3 Matavimas

Matavimas istoriškai išsivystė iš palyginimo operacijos, kuri yra jo pagrindas. Tačiau, skirtingai nei palyginimas, matavimas yra galingesnis ir universalesnis pažinimo įrankis.

Matavimas – tai visuma veiksmų, atliekamų naudojant matavimo priemones, siekiant rasti išmatuoto dydžio skaitinę reikšmę priimtais matavimo vienetais.

Yra tiesioginiai matavimai (pavyzdžiui, ilgio matavimas graduota liniuote) ir netiesioginiai matavimai, pagrįsti žinomu ryšiu tarp norimo dydžio ir tiesiogiai išmatuotų dydžių.

Matuojant daroma prielaida, kad yra šie pagrindiniai elementai:

· matavimo objektas;

· matavimo vienetai, t.y. atskaitos objektas;

· matavimo priemonė (-ės);

· matavimo metodas;

· stebėtojas (tyrėjas).

Tiesioginio matavimo metu rezultatas gaunamas tiesiogiai iš paties matavimo proceso. Atliekant netiesioginį matavimą, norimas dydis nustatomas matematiškai, remiantis žiniomis apie kitus dydžius, gautus tiesioginiu matavimu. Matavimų vertė akivaizdi iš to, kad jie suteikia tikslią, kiekybinę informaciją apie supančią tikrovę.

Dėl matavimų galima nustatyti tokius faktus, padaryti tokius empirinius atradimus, kurie veda į radikalų nusistovėjusių moksle idėjų žlugimą. Tai visų pirma susiję su unikaliais, išskirtiniais matavimais, kurie yra labai svarbūs mokslo raidos ir istorijos momentai. Svarbiausias matavimo kokybės ir jo mokslinės vertės rodiklis yra tikslumas. Praktika rodo, kad pagrindiniai būdai pagerinti matavimo tikslumą yra šie:

· tam tikrais nustatytais principais veikiančių matavimo priemonių kokybės gerinimas;

· naujausių mokslo atradimų pagrindu veikiančių prietaisų kūrimas.

Tarp empirinių tyrimo metodų matavimas užima maždaug tokią pat vietą kaip stebėjimas ir palyginimas. Tai gana elementarus metodas, vienas iš eksperimento komponentų – sudėtingiausias ir reikšmingiausias empirinio tyrimo metodas.

2.4 Eksperimentuokite

Eksperimentas – tai bet kokių reiškinių tyrimas, juos aktyviai veikiant, sukuriant naujas sąlygas, atitinkančias tyrimo tikslus, arba keičiant proceso eigą tinkama linkme. Tai pats sudėtingiausias ir efektyviausias empirinio tyrimo metodas. Tai apima paprasčiausių empirinių metodų – stebėjimo, palyginimo ir matavimo – naudojimą. Tačiau jo esmė – ne ypatingame kompleksiškume, „sintetiškume“, o tikslingame, apgalvotame tiriamų reiškinių transformavime, eksperimentuotojo įsikišime pagal jo tikslus natūralių procesų metu.

Pažymėtina, kad eksperimentinio metodo įsitvirtinimas moksle yra ilgas procesas, kuris vyko aršioje pažangių Naujųjų laikų mokslininkų kovoje su antikinėmis spekuliacijomis ir viduramžių scholastika. Galileo Galilei pagrįstai laikomas eksperimentinio mokslo pradininku, kuris patirtį laikė žinių pagrindu. Kai kurie jo tyrimai yra šiuolaikinės mechanikos pagrindas. 1657 metais po jo mirties iškilo Florencijos patirties akademija, kuri dirbo pagal jo planus ir pirmiausia siekė atlikti eksperimentinius tyrimus.

Palyginti su stebėjimu, eksperimentas turi keletą privalumų:

· eksperimento metu tampa įmanoma ištirti konkretų reiškinį „gryna“ forma. Tai reiškia, kad galima pašalinti įvairius veiksnius, kurie užgožia pagrindinį procesą, o tyrėjas gauna tikslių žinių apie mus dominantį reiškinį.

· eksperimentas leidžia ištirti tikrovės objektų savybes ekstremaliomis sąlygomis:

A. esant itin žemai ir itin aukštai temperatūrai;

b. esant didžiausiam slėgiui;

V. esant didžiuliam elektrinio ir magnetinio lauko stiprumui ir kt.

Dirbant tokiomis sąlygomis įprastuose dalykuose galima atrasti netikėčiausių ir labiausiai stebinančių savybių ir taip leidžia daug giliau įsiskverbti į jų esmę.

Tokio pobūdžio „keistų“ reiškinių, aptinkamų ekstremaliomis su valdymo lauku susijusiomis sąlygomis, pavyzdys yra superlaidumas.

Svarbiausias eksperimento privalumas yra jo pakartojamumas. Eksperimento metu būtini stebėjimai, palyginimai ir matavimai paprastai gali būti atliekami tiek kartų, kiek reikia patikimiems duomenims gauti. Ši eksperimentinio metodo savybė daro jį labai vertingu tyrimuose.

Yra situacijų, kai reikia atlikti eksperimentinį tyrimą. Pavyzdžiui:

situacija, kai reikia atrasti anksčiau nežinomas objekto savybes. Tokio eksperimento rezultatas – teiginiai, kurie neišplaukia iš turimų žinių apie objektą.

situacija, kai reikia patikrinti tam tikrų teiginių ar teorinių konstrukcijų teisingumą.

Taip pat yra empirinio ir teorinio tyrimo metodai. Tokie kaip: abstrakcija, analizė ir sintezė, indukcija ir dedukcija, modeliavimas ir instrumentų naudojimas, istoriniai ir loginiai mokslo žinių metodai.

mokslo techninės pažangos tyrimai

Išvada

Remiantis bandomuoju darbu, galime daryti išvadą, kad tyrimas kaip naujų žinių ugdymo procesas vadovo darbe yra toks pat reikalingas kaip ir kitos veiklos rūšys. Tyrimas pasižymi objektyvumu, atkuriamumu, įrodymais, tikslumu, t.y. ko vadovui reikia praktiškai. Iš dalyvaujančio vadovo nepriklausomi tyrimai, galite tikėtis:

A. gebėjimas atsirinkti ir kelti klausimus;

b. gebėjimas naudotis mokslui prieinamomis priemonėmis (jei neranda savų, naujų);

V. gebėjimas suprasti gautus rezultatus, t.y. suprasti, ką tyrimas davė ir ar jis apskritai ką nors davė.

Empiriniai tyrimo metodai nėra vienintelė galimybė analizuoti objektą. Kartu su jais yra empirinio ir teorinio tyrimo metodai, taip pat teorinio tyrimo metodai. Empirinio tyrimo metodai, palyginti su kitais, yra patys elementariausi, bet kartu ir universaliausi bei plačiai paplitę. Sudėtingiausias ir reikšmingiausias empirinio tyrimo metodas yra eksperimentas. Mokslo ir technologijų pažanga reikalauja vis plačiau naudoti eksperimentą. Kalbant apie šiuolaikinį mokslą, jo raida tiesiog neįsivaizduojama be eksperimento. Šiuo metu eksperimentiniai tyrimai tapo tokie svarbūs, kad yra laikomi viena pagrindinių tyrėjų praktinės veiklos formų.

Literatūra

Barčukovas I. S. Turizmo mokslinių tyrimų metodai 2008 m

Heisenbergas V. Fizika ir filosofija. Dalis ir visuma. - M., 1989. P. 85.

Kravets A. S. Mokslo metodika. - Voronežas. 1991 m

Lukaševičius V.K. Mokslinio tyrimo metodologijos pagrindai 2001 m

Paskelbta svetainėje

Panašūs dokumentai

Mokslinių žinių metodų klasifikacija. Stebėjimas kaip juslinis išorinio pasaulio objektų ir reiškinių atspindys. Eksperimentas yra empirinių žinių metodas, lyginamas su stebėjimu. Matavimas, reiškinys naudojant specialias technines priemones.

santrauka, pridėta 2010-07-26


Empirinės, teorinės ir gamybos-techninės mokslo žinių formos. Specialiųjų metodų (stebėjimo, matavimo, palyginimo, eksperimento, analizės, sintezės, indukcijos, dedukcijos, hipotezės) ir privačių mokslo metodų taikymas gamtos moksle.

santrauka, pridėta 2011-03-13


Pagrindiniai empirinio objekto išskyrimo ir tyrimo metodai. Empirinių mokslo žinių stebėjimas. Kiekybinės informacijos gavimo būdai. Metodai, apimantys darbą su gauta informacija. Empirinio tyrimo moksliniai faktai.

santrauka, pridėta 2011-12-03


Bendrieji, specialieji ir specialieji gamtos mokslų žinių metodai ir jų klasifikacija. Savybės absoliučiai ir santykinė tiesa. Specialiosios mokslo žinių formos (pusės): empirinė ir teorinė. Mokslinio modeliavimo rūšys. Mokslo pasaulio naujienos.

testas, pridėtas 2011-10-23


Gamtos mokslų pažinimo proceso esmė. Specialiosios mokslo žinių formos (pusės): empirinės, teorinės ir gamybinės bei techninės. Mokslinio eksperimento ir matematinio tyrimo aparato vaidmuo šiuolaikinio gamtos mokslo sistemoje.

ataskaita, pridėta 2011-11-02


Mokslinių žinių specifiškumas ir lygiai. Kūrybinė veikla ir žmogaus tobulėjimas, tarpusavio ryšys ir tarpusavio įtaka. Mokslo žinių požiūriai: empirinis ir teorinis. Šio proceso formos ir jų reikšmė, tyrimai: teorija, problema ir hipotezė.

santrauka, pridėta 2014-11-09


Empiriniai ir teoriniai mokslo žinių lygiai ir struktūra. Eksperimento ir racionalizmo vaidmens mokslo istorijoje analizė. Šiuolaikinis supratimas praktinės ir teorinės veiklos vienovė suvokiant šiuolaikinio gamtos mokslo sampratą.

testas, pridėtas 2010-12-16


Charakteristikos ir skiriamieji bruožai juos supančio pasaulio pažinimo ir įvaldymo būdai: kasdieninis, mitologinis, religinis, meninis, filosofinis, mokslinis. Šių metodų įgyvendinimo metodai ir priemonės, jų specifika ir galimybės.

santrauka, pridėta 2011-11-02


Gamtos mokslo kaip sistemos metodika pažintinė veikla asmuo. Pagrindiniai mokslinio tyrimo metodai. Bendrieji moksliniai požiūriai kaip vientisų objektų pažinimo metodologiniai principai. Šiuolaikinės tendencijos gamtos mokslų mokymosi plėtra.

santrauka, pridėta 2008-05-06


Gamtos mokslas kaip mokslo šaka. Gamtos mokslų žinių struktūra, empiriniai ir teoriniai lygmenys ir paskirtis. Mokslo filosofija ir mokslo žinių dinamika K. Popperio, T. Kuhno ir I. Lakatoso sampratose. Mokslinio racionalumo raidos etapai.

Kiti mokslo žinių metodai

Privatūs mokslo metodai – tai vienoje ar kitoje mokslo šakoje naudojamų metodų, žinių principų, tyrimo metodų ir procedūrų visuma, atitinkanti duotą pagrindinę materijos judėjimo formą. Tai mechanikos, fizikos, chemijos, biologijos ir humanitarinių (socialinių) mokslų metodai.

Disciplinariniai metodai – tai technikų sistemos, naudojamos tam tikroje disciplinoje, kuri yra kurios nors mokslo šakos dalis arba atsirado mokslų sankirtoje. Kiekvienas pagrindinis mokslas yra disciplinų, turinčių savo specifinį dalyką ir savo unikalius tyrimo metodus, kompleksas.

Tarpdisciplininiai tyrimo metodai – tai daugybės sintetinių, integracinių metodų (susidarančių dėl įvairių metodologijos lygių elementų derinio) visuma, nukreipta daugiausia į mokslo disciplinų sankirtas.

Empirinės žinios- tai teiginių apie tikrus, empirinius objektus rinkinys. Empirinės žinios remiantis juslinėmis žiniomis. Racionalusis elementas ir jo formos (sprendimai, sąvokos ir kt.) čia yra, tačiau turi subordinuotą reikšmę. Todėl tema objektas atsispindi pirmiausia iš jo išorinių ryšių ir apraiškos, prieinamos kontempliacijai ir išreikšti vidinius santykius. Empirinis, bandomasis tyrimas buvo atliktas be tarpinės nuorodosį jūsų įstaigą. Ji įvaldoma pasitelkdama tokias technikas ir priemones kaip aprašymas, palyginimas, matavimas, stebėjimas, eksperimentas, analizė, indukcija (nuo konkretaus iki bendro), o svarbiausias jos elementas yra faktas (iš lot. factum – padaryta, atlikta). ).

1. Stebėjimas – Tai sąmoningas ir kryptingas pažinimo objekto suvokimas, siekiant gauti informacijos apie jo formą, savybes ir ryšius. Stebėjimo procesas nėra pasyvi kontempliacija. Tai aktyvi, kryptinga subjekto epistemologinio santykio su objektu forma, sustiprinta papildomomis stebėjimo, informacijos fiksavimo ir jos vertimo priemonėmis. Stebėjimo reikalavimai yra šie: stebėjimo tikslas; metodologijos pasirinkimas; stebėjimo planas; gautų rezultatų teisingumo ir patikimumo kontrolę; gautos informacijos apdorojimas, supratimas ir interpretavimas.

2. Matavimas – Tai pažinimo technika, kurios pagalba atliekamas kiekybinis tos pačios kokybės kiekių palyginimas. Kokybinės objekto charakteristikos, kaip taisyklė, fiksuojamos prietaisais, kiekybinis objekto specifiškumas nustatomas matavimais.

3. Eksperimentuokite- (iš lot. experimentum – bandymas, patirtis), pažinimo metodas, kurio pagalba tiriami tikrovės reiškiniai kontroliuojamomis ir kontroliuojamomis sąlygomis. Skirtingai nuo stebėjimo aktyviai manipuliuojant tiriamu objektu, eksperimentavimas atliekamas remiantis teorija, kuri lemia problemų formulavimą ir jos rezultatų interpretavimą.

4 Palyginimas – tai objektų palyginimo būdas, siekiant nustatyti jų panašumus ar skirtumus. Jei objektai lyginami su objektu, kuris veikia kaip standartas, tai vadinama palyginimu pagal matavimą

Empirinio tyrimo metodai

Stebėjimas

palyginimas

¨ matavimas

¨ eksperimentas

Stebėjimas

Stebėjimas – tai kryptingas objekto suvokimas, nulemtas veiklos uždavinio. Pagrindinė mokslinio stebėjimo sąlyga yra objektyvumas, t.y. galimybė kontroliuoti pakartotinai stebint arba naudojant kitus tyrimo metodus (pavyzdžiui, eksperimentą). Tai pats elementariausias metodas, vienas iš daugelio kitų empirinių metodų.

Palyginimas

Tai vienas iš labiausiai paplitusių ir universaliausių tyrimo metodų. Gerai žinomas aforizmas „viskas išmoksta lyginant“ yra geriausias to įrodymas.

Palyginimas yra ryšys tarp dviejų sveikųjų skaičių a ir b, o tai reiškia, kad šių skaičių skirtumas (a - b) yra padalintas iš pateikto sveikojo skaičiaus m, vadinamo moduliu C; parašyta a = b (mod, t).

Tyrime lyginimas – tai panašumų ir skirtumų tarp objektų ir tikrovės reiškinių nustatymas. Lyginimo rezultate nustatomas bendrumas, būdingas dviem ar daugiau objektų, o reiškiniuose pasikartojančio bendrumo identifikavimas, kaip žinoma, yra žingsnis teisės pažinimo keliu.

Kad palyginimas būtų vaisingas, jis turi atitikti du pagrindinius reikalavimus.

1. Reikėtų lyginti tik tokius reiškinius, tarp kurių gali būti tam tikras objektyvus bendrumas. Negalite lyginti dalykų, kurie akivaizdžiai nepalyginami; tai jums nieko neduoda. Geriausiu atveju galima daryti tik paviršutiniškas ir todėl bevaises analogijas.

2. Palyginimas turi būti atliekamas pagal svarbiausias savybes.Palyginimas pagal nesvarbias savybes gali lengvai sukelti painiavą.

Taigi formaliai lyginant tos pačios rūšies produkciją gaminančių įmonių darbą, jų veikloje galima rasti daug bendro. Jei tuo pat metu nepalyginama pagal tokius svarbius parametrus kaip gamybos lygis, produkcijos savikaina, įvairios sąlygos, kuriomis lyginamos įmonės veikia, tada lengva prieiti prie metodinės klaidos, dėl kurios daromos vienpusės išvados. . Jei atsižvelgsime į šiuos parametrus, paaiškės, kokia yra priežastis ir kur slypi tikrieji metodinės klaidos šaltiniai. Toks palyginimas jau suteiks tikrą supratimą apie nagrinėjamus reiškinius, atitinkančius tikrąją reikalų būklę.

Įvairūs tyrėją dominantys objektai gali būti lyginami tiesiogiai arba netiesiogiai – lyginant juos su kokiu nors trečiu objektu. Pirmuoju atveju dažniausiai gaunami kokybiniai rezultatai (daugiau – mažiau; šviesesni – tamsesni; aukštesni – žemesni ir pan.). Tačiau net ir tokiu palyginimu galima gauti paprasčiausias kiekybines charakteristikas, kurios skaitine forma išreiškia kiekybinius objektų skirtumus (2 kartus daugiau, 3 kartus daugiau ir pan.).

Kai objektai lyginami su kokiu nors trečiu objektu, veikiančiu kaip standartas, kiekybinės charakteristikos įgauna ypatingą vertę, nes apibūdina objektus neatsižvelgiant vienas į kitą, suteikia gilesnių ir išsamesnių žinių apie juos (pavyzdžiui, žinoti, kad vienas automobilis sveria 1 toną). , o kita - 5 tonos - tai reiškia, kad apie juos reikia žinoti daug daugiau, nei yra sakinyje: „pirmas automobilis 5 kartus lengvesnis už antrąjį." Šis palyginimas vadinamas matavimu. Jis bus išsamiai aptartas toliau.

Naudojant palyginimą, informaciją apie objektą galima gauti dviem skirtingais būdais.

Pirma, tai labai dažnai veikia kaip tiesioginis palyginimo rezultatas. Pavyzdžiui, bet kokių ryšių tarp objektų nustatymas, skirtumų ar panašumų tarp jų nustatymas yra informacija, gaunama tiesiogiai palyginus. Šią informaciją galima pavadinti pagrindine.

Antra, labai dažnai pirminės informacijos gavimas nėra pagrindinis palyginimo tikslas, šis tikslas yra gauti antrinę arba išvestinę informaciją, kuri yra pirminių duomenų apdorojimo rezultatas. Dažniausias ir svarbiausias tokio apdorojimo būdas yra išvada pagal analogiją. Šią išvadą atrado ir ištyrė (pavadinimu „paradeigma“) net Aristotelis.

Jo esmė susiveda į tai: jei palyginus iš dviejų objektų aptinkami keli identiški požymiai, tačiau vienas iš jų turi papildomą požymį, tai daroma prielaida, kad ši savybė turėtų būti būdinga ir kitam objektui. Trumpai tariant, išvados pagal analogiją eiga gali būti pavaizduota taip:

A turi charakteristikas X1, X2, X3, ..., Xn, Xn+,.

B turi charakteristikas X1, X2, X3, ..., Xn.

Išvada: „Tikriausiai B turi HP +1 bruožą“. Analogija pagrįsta išvada yra tikimybinio pobūdžio, ji gali nuvesti ne tik į tiesą, bet ir į klaidą. Norėdami padidinti tikimybę gauti tikrų žinių apie objektą, turite atsiminti:

¨ išvada pagal analogiją suteikia kuo teisingesnę reikšmę, tuo daugiau panašių bruožų randame lyginamuose objektuose;

¨ išvados pagal analogiją teisingumas tiesiogiai priklauso nuo panašių objektų požymių reikšmingumo, net ir daug panašių, bet nereikšmingų požymių gali lemti klaidingą išvadą;

¨ kuo gilesnis ryšys tarp objekte aptiktų savybių, tuo didesnė klaidingos išvados tikimybė;

¨ bendras dviejų objektų panašumas nėra pagrindas daryti išvadas pagal analogiją, jei objektas, apie kurį daroma išvada, turi požymį, nesuderinamą su perkeltu požymiu. Kitaip tariant, norint gauti teisingą išvadą, būtina atsižvelgti ne tik į panašumo, bet ir į skirtumų tarp objektų pobūdį.

Matavimas

Matavimas istoriškai išsivystė iš palyginimo operacijos, kuri yra jo pagrindas. Tačiau, skirtingai nei palyginimas, matavimas yra galingesnis ir universalesnis pažinimo įrankis.

Matavimas – tai visuma veiksmų, atliekamų naudojant matavimo priemones, siekiant rasti išmatuoto dydžio skaitinę reikšmę priimtais matavimo vienetais. Yra tiesioginiai matavimai (pavyzdžiui, ilgio matavimas graduota liniuote) ir netiesioginiai matavimai, pagrįsti žinomu ryšiu tarp norimo dydžio ir tiesiogiai išmatuotų dydžių.

Matuojant daroma prielaida, kad yra šie pagrindiniai elementai:

matavimo objektas;

matavimo vienetai, t.y. atskaitos objektas;

matavimo priemonė (-ės);

matavimo metodas;

stebėtojas (tyrėjas).

Atliekant tiesioginį matavimą, rezultatas gaunamas tiesiogiai iš paties matavimo proceso (pavyzdžiui, sporto varžybose, matuojant šuolio ilgį naudojant matavimo juostą, matuojant kiliminės dangos ilgį parduotuvėje ir pan.).

Atliekant netiesioginį matavimą, norimas dydis nustatomas matematiškai, remiantis žiniomis apie kitus dydžius, gautus tiesioginiu matavimu. Pavyzdžiui, žinodami statybinės plytos dydį ir svorį, galite išmatuoti specifinį slėgį (su atitinkamais skaičiavimais), kurį plyta turi atlaikyti statant daugiaaukščius namus.

Matavimų vertė akivaizdi iš to, kad jie suteikia tikslią, kiekybinę informaciją apie supančią tikrovę. Dėl matavimų galima nustatyti tokius faktus, padaryti tokius empirinius atradimus, kurie veda į radikalų nusistovėjusių moksle idėjų žlugimą. Tai visų pirma susiję su unikaliais, išskirtiniais matavimais, kurie yra labai svarbūs mokslo istorijos etapai. Panašų vaidmenį fizikos raidoje suvaidino, pavyzdžiui, garsieji A. Michelsono šviesos greičio matavimai.

Svarbiausias matavimo kokybės ir jo mokslinės vertės rodiklis yra tikslumas. Būtent didelis T. Brahe matavimų tikslumas kartu su nepaprastu J. Keplerio kruopštumu (jis pakartojo savo skaičiavimus 70 kartų), leido nustatyti tikslius planetų judėjimo dėsnius. Praktika rodo, kad pagrindiniai būdai pagerinti matavimo tikslumą yra šie:

tam tikrais nustatytais principais veikiančių matavimo priemonių kokybės gerinimas;

naujausių mokslo atradimų pagrindu veikiančių prietaisų kūrimas. Pavyzdžiui, laikas dabar matuojamas naudojant molekulinius generatorius, kurių tikslumas yra iki 11 skaitmens.

Tarp empirinių tyrimo metodų matavimas užima maždaug tokią pat vietą kaip stebėjimas ir palyginimas. Tai gana elementarus metodas, vienas iš eksperimento komponentų – sudėtingiausias ir reikšmingiausias empirinio tyrimo metodas.

Eksperimentuokite

Eksperimentas – tai bet kokių reiškinių tyrimas, juos aktyviai veikiant, sukuriant naujas sąlygas, atitinkančias tyrimo tikslus, arba keičiant proceso eigą tinkama linkme. Tai sudėtingiausias ir efektyviausias empirinio tyrimo metodas. apima paprasčiausių empirinių metodų – stebėjimo, palyginimo ir matavimų – naudojimą. Tačiau jo esmė – ne ypatingame kompleksiškume, „sintetiškume“, o tikslingame, apgalvotame tiriamų reiškinių transformavime, eksperimentuotojo įsikišime pagal jo tikslus natūralių procesų metu.

Pažymėtina, kad eksperimentinio metodo įsitvirtinimas moksle yra ilgas procesas, kuris vyko aršioje pažangių Naujųjų laikų mokslininkų kovoje su antikinėmis spekuliacijomis ir viduramžių scholastika. (Pavyzdžiui, anglų filosofas materialistas F. Baconas vienas pirmųjų priešinosi eksperimentams moksle, nors ir pasisakė už patirtį.)

Galilėjus Galilėjus (1564-1642) pagrįstai laikomas eksperimentinio mokslo pradininku, kuris patirtį laikė žinių pagrindu. Kai kurie jo tyrimai yra šiuolaikinės mechanikos pagrindas: jis nustatė inercijos, laisvo kritimo ir kūnų judėjimo pasvirusioje plokštumoje dėsnius, judesių sudėjimą, atrado švytuoklės svyravimų izochronizmą. Jis pats pastatė teleskopą su 32 kartų didinimu ir Mėnulyje atrado kalnus, keturis Jupiterio palydovus, Veneros fazes, dėmes ant Saulės. 1657 m., po jo mirties, atsirado Florencijos patirties akademija, kuri dirbo pagal jo planus ir pirmiausia siekė atlikti eksperimentinius tyrimus. Mokslo ir technologijų pažanga reikalauja vis plačiau naudoti eksperimentą. Kalbant apie šiuolaikinį mokslą, jo raida tiesiog neįsivaizduojama be eksperimento. Šiuo metu eksperimentiniai tyrimai tapo tokie svarbūs, kad yra laikomi viena pagrindinių tyrėjų praktinės veiklos formų.

Eksperimento pranašumai prieš stebėjimą

1. Eksperimento metu atsiranda galimybė ištirti tą ar kitą reiškinį „gryna“ forma. Tai reiškia, kad galima pašalinti visokius „sijono“ veiksnius, užgožiančius pagrindinį procesą, o tyrėjas gauna tikslių žinių apie mus dominantį reiškinį.

2. Eksperimentas leidžia ištirti tikrovės objektų savybes ekstremaliomis sąlygomis:

esant itin žemai ir itin aukštai temperatūrai;

esant didžiausiam slėgiui:

esant didžiuliam elektrinių ir magnetinių laukų intensyvumui ir kt.

Dirbant tokiomis sąlygomis įprastuose dalykuose galima atrasti netikėčiausių ir labiausiai stebinančių savybių ir taip leidžia daug giliau įsiskverbti į jų esmę. Tokio pobūdžio „keistų“ reiškinių, aptinkamų ekstremaliomis su valdymo lauku susijusiomis sąlygomis, pavyzdys yra superlaidumas.

3. Svarbiausias eksperimento privalumas – jo pakartojamumas. Eksperimento metu būtini stebėjimai, palyginimai ir matavimai paprastai gali būti atliekami tiek kartų, kiek reikia patikimiems duomenims gauti. Ši eksperimentinio metodo savybė daro jį labai vertingu tyrimuose.

Visi eksperimento privalumai bus išsamiau aptarti toliau, pristatant kai kuriuos konkrečius eksperimento tipus.

Eksperimentinio tyrimo reikalaujančios situacijos

1. Situacija, kai reikia atrasti anksčiau nežinomas objekto savybes. Tokio eksperimento rezultatas – teiginiai, kurie neišplaukia iš turimų žinių apie objektą.

Klasikinis pavyzdys – E. Rutherfordo X dalelių sklaidos eksperimentas, kurio rezultatas buvo nustatyta atomo planetinė struktūra. Tokie eksperimentai vadinami tyrimo eksperimentais.

2. Situacija, kai reikia patikrinti tam tikrų teiginių ar teorinių konstrukcijų teisingumą.
15. Teorinio tyrimo metodai. Aksiominis metodas, abstrakcija, idealizavimas, formalizavimas, dedukcija, analizė, sintezė, analogija.

Būdingas teorinių žinių bruožas yra tas, kad žinių subjektas nagrinėja abstrakčius objektus. Teorinėms žinioms būdingas nuoseklumas. Jei atskirus empirinius faktus galima priimti arba paneigti nekeičiant viso empirinių žinių visumos, tai teorinėse žiniose atskirų žinių elementų pasikeitimas reiškia visos žinių sistemos pasikeitimą. Teorinėms žinioms taip pat reikia savų pažinimo metodų (metodų), orientuotų į hipotezių tikrinimą, principų pagrindimą ir teorijos kūrimą.

Idealizavimas- epistemologinis santykis, kai subjektas mintyse konstruoja objektą, kurio prototipas yra realiame pasaulyje. Ir jam būdingas tokių savybių įvedimas į objektą, kurių jo realiame prototipe nėra, ir šiam prototipui būdingų savybių pašalinimas. Dėl šių operacijų buvo sukurtos sąvokos „taškas“, „apskritimas“, „tiesi linija“, „idealios dujos“, „absoliučiai“. juodas kūnas“ – idealizuoti objektai. Suformavęs objektą, subjektas gauna galimybę su juo operuoti kaip su realiu esamu objektu – kurti abstrakčias realių procesų diagramas, rasti būdus, kaip įsiskverbti į jų esmę. I. turi savo galimybių ribą. I. sukurtas konkrečiai problemai išspręsti. Ne visada įmanoma užtikrinti perėjimą nuo idealo. objektas empiriniam.

Formalizavimas- abstrakčių modelių kūrimas realių objektų tyrimui. F. suteikia galimybę operuoti ženklais ir formulėmis. Vienų formulių išvedimas iš kitų pagal logikos ir matematikos taisykles leidžia nustatyti teorinius dėsnius be empirizmo. F vaidina didelį vaidmenį analizuojant ir išaiškinant mokslines sąvokas. Mokslinėse žiniose kartais neįmanoma ne tik išspręsti, bet net suformuluoti problemos, kol neišaiškintos su ja susijusios sąvokos.

Apibendrinimas ir abstrakcija- dvi loginės technikos, kurios beveik visada kartu naudojamos pažinimo procese. Apibendrinimas yra mintis, kai kurių bendrų esminių savybių, priklausančių tik tam tikrai objektų ar santykių klasei, fiksavimas. Abstrakcija- tai protinis išsiblaškymas, bendrųjų, esminių savybių, išskirtų dėl apibendrinimo, atskyrimas nuo kitų nesvarbių ar nebendrų nagrinėjamų objektų ar santykių savybių ir pastarųjų atmetimas (mūsų tyrimo rėmuose). Abstrakcija negali būti vykdoma be apibendrinimo, neišryškinant to bendro, esminio dalyko, kuris yra abstrakcijai pavaldus. Apibendrinimas ir abstrakcija visada naudojami sąvokų formavimo procese, pereinant nuo idėjų prie sąvokų ir kartu su indukcija kaip euristinis metodas.

Pažinimas yra specifinė žmogaus veiklos rūšis, kuria siekiama suprasti mus supantį pasaulį ir save šiame pasaulyje. „Žinios yra pirmiausia nulemtos socialinės ir istorinės praktikos, žinių įgijimo ir tobulinimo procesas, nuolatinis jų gilinimas, plėtimas ir tobulinimas.

Teorinės žinios – tai visų pirma reiškinių priežasčių paaiškinimas. Tai apima vidinių dalykų prieštaravimų išaiškinimą, galimų ir būtinų įvykių ir jų raidos tendencijų numatymą.

Metodo sąvoka (iš graikiško žodžio „methodos“ – kelias į kažką) reiškia praktinio ir teorinio tikrovės tobulinimo technikų ir operacijų rinkinį.

Teoriniam mokslo žinių lygiui būdingas racionalaus elemento - sąvokų, teorijų, dėsnių ir kitų formų vyravimas ir " psichinės operacijos". Teorinis lygmuo yra aukštesnis mokslo žinių lygis. "Teorinis žinių lygis yra nukreiptas į teorinių dėsnių, atitinkančių universalumo ir būtinumo reikalavimus, formavimą, t.y. veik visur ir visada." Teorinių žinių rezultatai tampa hipotezėmis, teorijomis, dėsniais.

Empirinis ir teorinis žinių lygiai yra tarpusavyje susiję. Empirinis lygmuo veikia kaip teorinio pagrindas, pagrindas. Hipotezės ir teorijos formuojasi teorinio supratimo procese mokslinius faktus, statistiniai duomenys, gauti empiriniu lygiu. Be to, teorinis mąstymas neišvengiamai remiasi jusliniais-vaizdiniais vaizdais (įskaitant diagramas, grafikus ir kt.), su kuriais susiduria empirinis tyrimų lygis.

Formalizavimas ir aksiomatizavimas“

Teorinio lygmens moksliniai metodai apima:

Formalizavimas – tai mąstymo rezultatų atvaizdavimas tiksliomis sąvokomis ar teiginiais, tai yra abstrakčių matematinių modelių, atskleidžiančių tiriamų tikrovės procesų esmę, konstravimas. Jis neatsiejamai susijęs su dirbtinių arba formalizuotų mokslo dėsnių konstravimu. Formalizavimas – tai prasmingų žinių rodymas simboliniu formalizmu (formalizuota kalba). Pastaroji sukurta tiksliai išreikšti mintis, kad būtų pašalinta dviprasmiško supratimo galimybė. Formalizuojant samprotavimas apie objektus perkeliamas į veikimo ženklais (formulėmis) plotmę. Ženklų ryšiai pakeičia teiginius apie objektų savybes ir ryšius. Formalizacija atlieka svarbų vaidmenį analizuojant, išaiškinant ir aiškinant mokslines sąvokas. Formalizacija ypač plačiai taikoma matematikoje, logikoje ir šiuolaikinėje kalbotyroje.

Abstrakcija, idealizavimas

Kiekvienas tiriamas objektas pasižymi daugybe savybių ir yra susietas daugybe gijų su kitais objektais. Gamtos mokslų žinių procese reikia sutelkti dėmesį į vieną tiriamo objekto aspektą ar savybę ir atitraukti dėmesį nuo daugelio kitų jo savybių ar savybių.

Abstrakcija yra psichinis objekto atranka abstrakcijai iš jo ryšių su kitais objektais, tam tikra objekto savybė abstrakcija nuo kitų jo savybių, tam tikri objektų santykiai abstrakcijoje nuo pačių objektų.

Iš pradžių abstrakcija buvo išreikšta kai kurių objektų atranka rankomis, akimis ir įrankiais bei abstrakcija nuo kitų. Tai liudija paties žodžio „abstraktus“ kilmė - iš lot. abstractio – pašalinimas, išsiblaškymas. taip ir Rusiškas žodis„išsiblaškęs“ kilęs iš veiksmažodžio „ištraukti“.

Abstrakcija yra būtina sąlyga bet kokiam mokslui ir apskritai žmogaus žinioms atsirasti ir vystytis. Klausimas, kas yra objektyvi tikrovė išsiskiria abstrahuojančiu mąstymo darbu ir tai, nuo ko mąstymas atitraukiamas, kiekvienu konkrečiu atveju išsprendžiama tiesiogiai priklausomai nuo tiriamo objekto pobūdžio ir tyrėjui keliamų užduočių. Pavyzdžiui, matematikoje daugelis problemų išsprendžiamos naudojant lygtis, neatsižvelgiant į konkrečius už jų esančius objektus – žmones ar gyvūnus, augalus ar mineralus. Tai yra didžiulė matematikos galia, o kartu ir jos apribojimai.

Mechanikai, tiriančiai kūnų judėjimą erdvėje, fizinės ir kinetinės kūnų savybės, išskyrus masę, yra abejingos. I. Kepleriui nerūpėjo nei rausva Marso spalva, nei Saulės temperatūra, kad nustatytų planetų sukimosi dėsnius. Kai Louis de Broglie (1892-1987) ieškojo ryšio tarp elektrono kaip dalelės ir kaip bangos savybių, jis turėjo teisę nesidomėti jokiomis kitomis šios dalelės savybėmis.

Abstrakcija – tai minties judėjimas gilyn į temą, išryškinant esminius jo elementus. Pavyzdžiui, į šis turtas objektas buvo vertinamas kaip cheminis, buvo būtinas išsiblaškymas ir abstrakcija. Tiesą sakant, cheminės medžiagos savybės neapima jos formos pakeitimo, todėl chemikas tiria varį, atitraukdamas dėmesį nuo to, kas iš jo pagaminta.

Gyvuose audiniuose loginis mąstymas abstrakcijos leidžia atkurti gilesnį ir tikslesnį pasaulio vaizdą, nei galima padaryti per suvokimą.

Svarbus gamtos mokslo pasaulio pažinimo metodas yra idealizavimas kaip specifinė abstrakcijos rūšis.

Idealizavimas – tai abstrakčių objektų, kurie neegzistuoja ir negali būti realizuoti tikrovėje, bet kurių prototipai yra realiame pasaulyje, formavimas mintyse.

Idealizavimas yra sąvokų formavimo procesas, kurio tikruosius prototipus galima nurodyti tik skirtingais aproksimacijos laipsniais. Idealizuojamų sąvokų pavyzdžiai: „taškas“, t.y. objektas, neturintis nei ilgio, nei aukščio, nei pločio; „tiesi linija“, „apskritimas“, „taškinis elektros krūvis“, „idealios dujos“, „absoliutus juodas kūnas“ ir kt.

Idealizuojamų objektų įtraukimas į gamtos mokslų procesą leidžia sudaryti abstrakčias realių procesų diagramas, kurios yra būtinos gilesniam įsiskverbimui į jų atsiradimo dėsningumus.

Iš tiesų „geometrinio taško“ (be matmenų) gamtoje nėra niekur, tačiau bandymas sukonstruoti geometriją, kuri nenaudoja šios abstrakcijos, nesukelia sėkmės. Taip pat neįmanoma sukurti geometrijos be tokių idealizuotų sąvokų kaip „tiesi linija“, „plokštumas“. „rutulys“ ir kt. Visų tikrų kamuoliukų prototipų paviršiuje yra duobių ir nelygumų, o kai kurie šiek tiek nukrypsta nuo „idealios“ rutulio formos (pvz., žemė), tačiau jei tokias duobes pradėjo tirti geometrai, nelygumai ir nuokrypius, jie niekada negalės gauti sferos tūrio formulės. Todėl tiriame „idealizuotą“ kamuoliuko formą ir, nors gauta formulė, pritaikius tikroms figūroms, kurios yra tik panašios į rutulį, duoda tam tikrą paklaidą, gauto apytikslio atsakymo pakanka praktiniams poreikiams.