Observare- aceasta este percepția intenționată a obiectului, condiționată de sarcina activității. Condiția principală pentru observația științifică este obiectivitatea, adică. posibilitatea controlului fie prin observare repetată, fie prin utilizarea altor metode de cercetare (de exemplu, experiment). Aceasta este metoda cea mai de bază, una dintre multe alte metode empirice.

Comparaţie- acesta este raportul dintre două numere întregi a și b, adică diferența (a - b) acestor numere se împarte la un întreg dat m, numit modul C; scris a = b (mod, t).

În cercetare, comparația este stabilirea asemănărilor și diferențelor dintre obiectele și fenomenele realității. Ca urmare a comparației, se stabilește comunul care este inerent în două sau mai multe obiecte, iar identificarea comunului, repetată în fenomene, după cum știți, este un pas pe calea cunoașterii legii.

Pentru ca o comparație să fie fructuoasă, ea trebuie să îndeplinească două cerințe de bază.

1. Trebuie comparate doar astfel de fenomene între care poate exista o anumită comunalitate obiectivă. Este imposibil să compari lucruri evident incomparabile - nu dă nimic. În cel mai bun caz, aici se pot folosi doar analogii superficiale și deci sterile.

2. Comparația ar trebui efectuată pe baza celor mai importante criterii Comparația pe caracteristici nesemnificative poate duce cu ușurință la confuzie.

Deci, comparând în mod oficial munca întreprinderilor care produc același tip de produs, se pot găsi multe în comun în activitățile lor. Dacă, în același timp, se omite o comparație în parametri atât de importanți precum nivelul producției, costul producției, diferitele condiții în care operează întreprinderile comparate, atunci este ușor să venim cu o eroare metodologică care să conducă la una. - concluzii laterale. Dacă luăm în considerare acești parametri, va deveni clar care este motivul și unde se află sursele reale ale erorii metodologice. O astfel de comparație va oferi deja o idee adevărată, corespunzătoare stării reale a lucrurilor, a fenomenelor luate în considerare.

Diferite obiecte de interes pentru cercetător pot fi comparate direct sau indirect - comparându-le cu un al treilea obiect. În primul caz, de obicei se obțin rezultate de calitate (mai mult - mai puțin; mai deschis - mai întunecat; mai mare - mai scăzut etc.). Totuși, chiar și cu o astfel de comparație, se pot obține cele mai simple caracteristici cantitative exprimând în formă numerică diferențele cantitative dintre obiecte (de 2 ori mai multe, de 3 ori mai mari etc.).

Când obiectele sunt comparate cu un al treilea obiect care servește ca standard, caracteristicile cantitative capătă o valoare specială, deoarece descriu obiecte fără legătură între ele, oferă cunoștințe mai profunde și mai detaliate despre ele (de exemplu, știind că o mașină cântărește 1 tonă și celălalt - 5 tone - asta înseamnă să știi mult mai multe despre ele decât ceea ce este conținut în propoziția: „prima mașină este de 5 ori mai ușoară decât a doua.” O astfel de comparație se numește măsurare și va fi discutată în detaliu mai jos.

Prin comparație, informațiile despre un obiect pot fi obținute în două moduri diferite.

În primul rând, de foarte multe ori acționează ca un rezultat direct al comparației. De exemplu, stabilirea oricărei relații între obiecte, detectarea diferențelor sau asemănărilor dintre ele este o informație obținută direct din comparație. Aceste informații pot fi numite primare.

În al doilea rând, de foarte multe ori obținerea de informații primare nu acționează ca obiectiv principal al comparației, acest scop este obținerea de informații secundare sau derivate care sunt rezultatul prelucrării datelor primare. Cel mai comun și cel mai important mod de a face acest lucru este prin inferență prin analogie. Această inferență a fost descoperită și investigată (sub denumirea de „paradeigma”) de Aristotel.

Esența sa se rezumă la următoarele: dacă din două obiecte, ca urmare a comparației, se găsesc mai multe caracteristici identice, dar una dintre ele are în plus o altă caracteristică, atunci se presupune că această caracteristică ar trebui să fie inerentă și celuilalt obiect. . Pe scurt, cursul inferenței prin analogie poate fi reprezentat după cum urmează:

Și are semnele X1, X2, X3, ..., Xn, Xn +,.

B are semnele X1, X2, X3, ..., Xn.

Concluzie: „Probabil B are semnul Xn +1”. Concluzia bazată pe analogie este probabilistică în natură, poate duce nu numai la adevăr, ci și la eroare. Pentru a crește probabilitatea de a obține cunoștințe adevărate despre obiect, trebuie să țineți cont de următoarele:

¨ deducerea prin analogie dă cu cât o valoare mai adevărată, cu atât găsim mai multe caracteristici similare la obiectele comparate;

¨ adevărul concluziei prin analogie este direct dependent de semnificația trăsăturilor similare ale obiectelor, chiar și un număr mare de trăsături similare, dar nu esențiale, pot duce la o concluzie falsă;

¨ cu cât relația dintre trăsăturile găsite în obiect este mai profundă, cu atât este mai mare probabilitatea unei concluzii false;

¨ asemănarea generală a două obiecte nu constituie o bază pentru deducerea prin analogie, dacă cel despre care se face concluzia are o caracteristică incompatibilă cu caracteristica transferată. Cu alte cuvinte, pentru a obține o concluzie adevărată, este necesar să se țină seama nu numai de natura asemănării, ci și de natura diferenței dintre obiecte.

Măsurare- un ansamblu de actiuni efectuate cu ajutorul instrumentelor de masura pentru a afla valoarea numerica a marimii masurate in unitatile de masura adoptate. Se face o distincție între măsurătorile directe (de exemplu, măsurarea lungimii cu o riglă gradată) și măsurătorile indirecte bazate pe o relație cunoscută între valoarea dorită și valorile măsurate direct.

Măsurarea presupune următoarele elemente de bază:

obiect de măsurare;

unități de măsură, adică obiect de referință;

instrumente de masura);

metodă de măsurare;

observator (cercetător).

Cu măsurarea directă, rezultatul se obține direct din procesul de măsurare în sine (de exemplu, în competițiile sportive, măsurarea lungimii unui salt cu o bandă de măsurare, măsurarea lungimii covoarelor dintr-un magazin etc.).

Într-o măsurătoare indirectă, valoarea dorită este determinată matematic pe baza cunoașterii altor mărimi obținute prin măsurare directă. De exemplu, cunoscând dimensiunea și greutatea unei cărămizi de construcție, puteți măsura presiunea specifică (cu calcule adecvate) pe care o cărămidă trebuie să o reziste în timpul construcției de clădiri cu mai multe etaje.

Valoarea măsurătorilor este evidentă chiar și din faptul că acestea oferă informații precise, cantitativ definite despre realitatea înconjurătoare. Ca urmare a măsurătorilor, se pot stabili astfel de fapte, se pot face astfel de descoperiri empirice care duc la o defalcare radicală a conceptelor stabilite în știință. Acest lucru se aplică în primul rând măsurătorilor unice, remarcabile, care sunt repere foarte importante în istoria științei. Un rol similar a fost jucat în dezvoltarea fizicii, de exemplu, celebrele măsurători ale vitezei luminii de A. Michelson.

Cel mai important indicator al calității măsurării, valoarea sa științifică este acuratețea. Precizia ridicată a măsurătorilor lui T. Brahe, înmulțită cu diligența extraordinară a lui I. Kepler (și-a repetat calculele de 70 de ori), a făcut posibilă stabilirea exactă a legilor mișcării planetare. Practica arată că ar trebui luate în considerare principalele modalități de îmbunătățire a preciziei măsurătorilor:

imbunatatirea calitatii instrumentelor de masura care functioneaza pe baza unor principii consacrate;

crearea de dispozitive care funcționează pe baza celor mai recente descoperiri științifice. De exemplu, timpul este acum măsurat folosind generatoare moleculare cu o precizie de a 11-a zecimală.

Dintre metodele de cercetare empirică, măsurarea ocupă aproximativ același loc cu observația și comparația. Este o metodă relativ elementară, una dintre părțile constitutive ale experimentului - cea mai complexă și semnificativă metodă de cercetare empirică.

Experiment- studiul oricăror fenomene prin influențarea activă a acestora prin crearea de noi condiții corespunzătoare obiectivelor studiului, sau prin schimbarea cursului procesului în direcția corectă. Aceasta este cea mai complexă și eficientă metodă de cercetare empirică. Presupune utilizarea dintre cele mai simple metode empirice - observare, comparare și măsurători. Cu toate acestea, esența sa nu este în special complexitatea, „sinteticitatea”, ci în transformarea intenționată, deliberată a fenomenelor studiate, în intervenția experimentatorului în conformitate cu scopurile sale în timpul proceselor naturale.

De menționat că aprobarea metodei experimentale în știință este un proces îndelungat care a avut loc în lupta acută a oamenilor de știință avansați din epoca modernă împotriva speculației antice și a scolasticii medievale. (De exemplu, filozoful materialist englez F. Bacon a fost unul dintre primii care s-au opus experimentului în știință, deși a susținut experiența.)

Galileo Galilei (1564-1642) este considerat pe bună dreptate fondatorul științei experimentale, care a considerat experiența ca baza cunoașterii. Unele dintre cercetările sale stau la baza mecanicii moderne: a stabilit legile inerției, căderii libere și mișcării corpurilor pe un plan înclinat, adunarea mișcărilor, a descoperit izocronismul oscilației unui pendul. El însuși a construit un telescop cu mărire de 32x și a descoperit munți pe Lună, patru luni ale lui Jupiter, faze lângă Venus, pete pe soare. În 1657, după moartea sa, a fost înființată Academia Florentină a Experienței, care a funcționat conform planurilor sale și a avut ca scop să efectueze, în primul rând, cercetări experimentale. Progresul științific și tehnic necesită o aplicare tot mai largă a experimentului. În ceea ce privește știința modernă, dezvoltarea ei este pur și simplu de neconceput fără experiment. În prezent, cercetarea experimentală a devenit atât de importantă încât este considerată una dintre principalele forme de activitate practică a cercetătorilor.

Avantajele experimentului versus observație

1. Pe parcursul experimentului, devine posibil să se studieze cutare sau cutare fenomen într-o formă „pură”. Aceasta înseamnă că pot fi eliminați tot felul de factori de „fustă” care ascund procesul principal, iar cercetătorul primește cunoștințe exacte despre fenomenul care ne interesează.

2. Experimentul face posibilă investigarea proprietăților obiectelor realității în condiții extreme:

la temperaturi ultra-scăzute și ultra-înalte;

la cele mai mari presiuni:

la intensități uriașe de câmpuri electrice și magnetice etc.

Lucrul în aceste condiții poate duce la descoperirea celor mai neașteptate și uimitoare proprietăți în lucrurile obișnuite și astfel vă permite să pătrundeți mult mai adânc în esența lor. Supraconductivitatea poate servi drept exemplu pentru acest gen de fenomene „ciudate” descoperite în condiții extreme privind domeniul de control.

3. Cel mai important avantaj al unui experiment este repetabilitatea acestuia. În timpul experimentului, observațiile, comparațiile și măsurătorile necesare pot fi efectuate, de regulă, de câte ori este necesar pentru a obține date fiabile. Această caracteristică a metodei experimentale o face foarte valoroasă pentru cercetare.

Toate avantajele experimentului vor fi discutate mai detaliat mai jos, la descrierea unor tipuri specifice de experiment.

Situații experimentale

1. Situația în care este necesară descoperirea proprietăților necunoscute anterior ale unui obiect. Rezultatul unui astfel de experiment sunt afirmații care nu decurg din cunoștințele existente despre obiect.

Un exemplu clasic este experimentul lui E. Rutherford privind împrăștierea particulelor X, în urma căruia s-a stabilit structura planetară a atomului. Astfel de experimente sunt numite exploratorii.

2. Situaţia în care este necesară verificarea corectitudinii unor enunţuri sau construcţii teoretice.

Monitorizarea- colectarea și prelucrarea sistematică a informațiilor care pot fi utilizate pentru îmbunătățirea procesului de luare a deciziilor, precum și, indirect, pentru informarea publicului sau direct ca instrument de feedback pentru implementarea proiectelor, evaluarea programului sau elaborarea politicilor. Are una sau mai multe dintre cele trei funcții organizatorice:

· Identifică starea fenomenelor de mediu critice sau în schimbare, în raport cu care se va elabora un curs de acțiune pentru viitor;

· Stabilește relații cu mediul lor, oferind feedback cu privire la succesele și eșecurile anterioare ale unei anumite politici sau program;

· Determină conformitatea cu regulile și obligațiile contractuale.

Descrierea, compararea, măsurarea sunt procedee de cercetare care fac parte din metodele empirice și sunt diverse opțiuni de obținere a informațiilor inițiale despre obiectul studiat, în funcție de metoda de structurare primară și de exprimare lingvistică a acestuia.

Într-adevăr, datele empirice inițiale pentru fixarea lor și utilizarea ulterioară trebuie prezentate într-un limbaj special. În funcție de structura logico-conceptuală a acestui limbaj, se poate vorbi despre diferit tipuri concepte sau termeni. Deci, R. Carnap împarte conceptele științifice în trei grupe principale: clasificare, comparative, cantitative. Începând de la de genul termeni folosiți, putem evidenția, respectiv, descriere, comparație, măsurare.

Descriere.Descriere este achiziţia şi reprezentarea datelor empirice în termeni calitativi.De regulă, descrierea se bazează pe narativ, sau scheme narative, limbaj natural. Rețineți că într-un anumit sens, prezentarea în termeni de comparație și în termeni cantitativi este, de asemenea, un fel de descriere. Dar aici folosim termenul „descriere” într-un sens restrâns – ca reprezentare primară a conținutului empiric sub forma unor judecăți faptice afirmative. Propunerile de acest fel, fixând prezența sau absența oricărei caracteristici într-un obiect dat, în logică sunt numite atributiv,și termeni care exprimă anumite proprietăți atribuite unui obiect dat - predicate.

Conceptele care funcționează ca fiind calitative caracterizează, în general, obiectul studiat într-un mod complet natural (de exemplu, atunci când descriem un lichid drept „inodor, transparent, cu sediment la fundul vasului” etc.). Dar pot fi folosite și într-un mod mai special, corelând un obiect cu un anumit clasă. Acesta este cum taxonomice, acestea. efectuarea unei anumite clasificări a conceptelor din zoologie, botanică, microbiologie. Aceasta înseamnă că deja în stadiul descrierii calitative există o ordonare conceptuală a materialului empiric (caracterizarea, gruparea, clasificarea acestuia).

În trecut, procedurile descriptive (sau descriptive) au jucat un rol important în știință. Multe discipline erau odinioară de natură pur descriptivă. De exemplu, în știința europeană modernă până în secolul al XVIII-lea. oamenii de știință natural au lucrat în stilul „istoriei naturale”, alcătuind descrieri voluminoase ale tuturor tipurilor de proprietăți ale plantelor, mineralelor, substanțelor etc., (și din punct de vedere modern, adesea oarecum la întâmplare), construind o serie lungă de calități, asemănări și diferențe între obiecte.

Astăzi, știința descriptivă în ansamblu a fost înlocuită în pozițiile sale de direcții orientate către metode matematice. Cu toate acestea, chiar și acum, descrierea ca mijloc de reprezentare a datelor empirice nu și-a pierdut semnificația. În științele biologice, unde observarea directă și prezentarea descriptivă a materialului au fost începutul lor, procedurile descriptive continuă să fie utilizate în mod semnificativ în discipline precum botanicăși zoologie. Cel mai important rol îl joacă descrierea și în umanitarștiințe: istorie, etnografie, sociologie etc.; si de asemenea in geograficși geologice stiinte.

Desigur, descrierea în știința modernă a căpătat un caracter ușor diferit față de formele sale anterioare. În procedurile descriptive moderne, standardele pentru acuratețea și neambiguitatea descrierilor sunt de mare importanță. La urma urmei, o descriere cu adevărat științifică a datelor experimentale ar trebui să aibă aceeași semnificație pentru orice om de știință, adică. ar trebui să fie universal, constant în conținutul său, având semnificație intersubiectivă. Aceasta înseamnă că este necesar să ne străduim pentru astfel de concepte, al căror sens este clarificat și fixat într-un mod recunoscut sau altul. Desigur, procedurile descriptive permit inițial o anumită posibilitate de ambiguitate și inexactitate a prezentării. De exemplu, în funcție de stilul individual al unui om de știință geologic, descrierile acelorași obiecte geologice se dovedesc uneori a fi semnificativ diferite unele de altele. Același lucru se întâmplă în medicină în timpul examinării inițiale a unui pacient. Cu toate acestea, în general, aceste discrepanțe în practica științifică reală sunt corectate, dobândind un grad mai mare de fiabilitate. Pentru aceasta se folosesc proceduri speciale: compararea datelor din surse independente de informare, standardizarea descrierilor, rafinarea criteriilor de utilizare a unei anumite evaluări, control prin metode mai obiective, instrumentale de cercetare, acordul terminologiei etc.

Descrierea, la fel ca toate celelalte proceduri utilizate în activitățile științifice, este în mod constant îmbunătățită. Acest lucru le permite oamenilor de știință de astăzi să-i acorde un loc important în metodologia științei și să-l folosească pe deplin în cunoștințele științifice moderne.

Comparaţie. Comparate, datele empirice sunt reprezentate, respectiv, în termeni de comparație. Aceasta înseamnă că caracteristica indicată de termenul comparativ poate avea diferite grade de exprimare, adică. a fi atribuit unui obiect într-o măsură mai mare sau mai mică în comparaţie cu un alt obiect din aceeaşi populaţie studiată. De exemplu, un obiect poate fi mai cald, mai întunecat decât altul; o culoare poate părea mai plăcută subiectului la un test psihologic decât alta etc. Operația de comparație din punct de vedere logic este reprezentată de judecăți atitudini(sau judecăți relaționale). Lucrul remarcabil este că operația de comparare este fezabilă, iar când nu avem o definiție clară a vreunui termen, nu există standarde exacte pentru procedurile comparative. De exemplu, este posibil să nu știm cum arată o culoare roșie „perfectă” și să nu o putem caracteriza, dar, în același timp, putem compara foarte bine culorile în ceea ce privește gradul de „distanță” față de standardul dorit, spunând că unul din familie asemănător cu roşu este clar mai usoara roșu, celălalt este mai închis, al treilea este chiar mai închis decât al doilea etc.

Când încercați să ajungeți la un consens asupra problemelor dificile, este mai bine să folosiți judecăți de relație decât simple propoziții atributive. De exemplu, atunci când se evaluează o anumită teorie, problema caracterizării sale clare ca adevărată poate cauza dificultăți serioase, în timp ce este mult mai ușor să se ajungă la un consens în întrebările specifice comparative că această teorie este mai în concordanță cu datele decât cu o teorie concurentă, sau că este mai simplu decât celălalt, mai intuitiv intuitiv etc.

Aceste calități norocoase ale judecății relaționale au contribuit la faptul că procedurile și conceptele comparative au ocupat un loc important în metodologia științifică. Semnificația termenilor de comparație constă și în faptul că, cu ajutorul lor, este posibil să se obțină un lucru foarte vizibil îmbunătățirea precizieiîn ceea ce privește locul în care metodele de introducere directă a unităților de măsură, i.e. traducerile în limbajul matematicii nu funcționează din cauza specificului acestui domeniu științific. Acest lucru se aplică în primul rând științelor umaniste. În astfel de zone, datorită utilizării termenilor de comparație, este posibil să se construiască anumiți cântare cu o structură ordonată asemănătoare cu o serie de numere. Și tocmai pentru că se dovedește a fi mai ușor să formulezi o judecată a unei relații decât să dai o descriere calitativă într-o măsură absolută, termenii de comparație ne permit să eficientizăm domeniul subiectului fără a introduce o unitate de măsură clară. Un exemplu tipic al acestei abordări este scara Mohs în mineralogie. Este folosit pentru a determina comparativ duritatea mineralelor. Conform acestei metode, propusă în 1811 de F. Moos, un mineral este considerat mai dur decât altul dacă lasă o zgârietură pe el; pe această bază, se introduce o scară condiționată de duritate în 10 puncte, în care duritatea talcului este luată ca 1, duritatea diamantului - ca 10.

Scalingul este utilizat în mod activ în științe umaniste. Deci, joacă un rol important în sociologie. Un exemplu de tehnici comune de scalare în sociologie este scalele Thurstone, Likert, Guttman, fiecare dintre ele având propriile avantaje și dezavantaje. Balanțele pot fi clasificate în funcție de capacitățile lor informative. De exemplu, S. Stevens în 1946 a propus o clasificare similară pentru psihologie, distingând scara nominal(care este un set neordonat de clase), rang
(în care varietățile trăsăturii sunt dispuse în ordine crescătoare sau descrescătoare, în funcție de gradul de posesie a trăsăturii), proporțională(permițând nu numai exprimarea relației „mai mult – mai puțin”, ca rang, dar și creând posibilitatea unei măsurări mai detaliate a asemănărilor și diferențelor dintre caracteristici).

Introducerea unei scale pentru evaluarea anumitor fenomene, chiar dacă nu este suficient de perfectă, creează deja o oportunitate de a eficientiza zona corespunzătoare a fenomenelor; introducerea unei scale mai mult sau mai puțin dezvoltate se dovedește a fi o tehnică foarte eficientă: scala de rang, în ciuda simplității sale, permite calcularea așa-numitului. coeficienții de corelație de rang, care caracterizează severitatea conexiuniîntre diferite fenomene. În plus, există o metodă atât de complicată precum utilizarea scale multidimensionale, structurarea informațiilor pe mai multe temeiuri simultan și făcând posibilă caracterizarea mai exactă a oricărei calități integrale.

Operația de comparare necesită anumite condiții și reguli logice. În primul rând, trebuie să existe un cunoscut uniformitate calitativă obiecte comparate; aceste obiecte trebuie să aparțină aceleiași clase formate în mod natural (specii naturale), așa cum, de exemplu, în biologie comparăm structura organismelor aparținând aceleiași unități taxonomice.

Mai mult, materialul comparat trebuie să respecte o anumită structură logică, care poate fi descrisă adecvat de așa-numitul. relaţii de ordine.În logică, aceste relații sunt bine studiate: se propune axiomatizarea acestor relații cu ajutorul axiomelor de ordine, sunt descrise diverse ordine, de exemplu, ordonarea parțială, ordonarea liniară.

În logică sunt cunoscute și tehnici sau scheme speciale comparative. Acestea includ, în primul rând, metode tradiționale de studiere a relației de atribute, care în cursul standard al logicii sunt numite metode de identificare a relației cauzale și a dependenței fenomenelor sau Metode Bacon-Mill. Aceste metode descriu o serie de modele simple de gândire exploratorie pe care oamenii de știință le folosesc pentru a efectua proceduri de comparare aproape automat. Deducerile prin analogie joacă, de asemenea, un rol semnificativ în cercetarea comparativă.

În cazul în care operația de comparare iese în frunte, devenind, parcă, nucleul semantic al întregii căutări științifice, i.e. acționează ca procedură de conducere în organizarea materialului empiric, vorbim despre metoda comparativaîntr-un anumit domeniu de cercetare. Științele biologice sunt un prim exemplu în acest sens. Metoda comparativă a jucat un rol important în formarea unor discipline precum anatomia comparată, fiziologia comparată, embriologia, biologia evolutivă etc. Utilizând procedee de comparație, se realizează studii calitative și cantitative ale formei și funcției, genezei și evoluției organismelor. Cu ajutorul metodei comparative, cunoștințele despre o varietate de fenomene biologice sunt eficientizate, este posibilă formularea de ipoteze și crearea de concepte generalizatoare. Deci, pe baza comunității structurii morfologice a anumitor organisme, ei au înaintat în mod natural o ipoteză despre comunitatea și originea sau activitatea lor vitală etc. Un alt exemplu de desfășurare sistematică a metodei comparative este problema diagnosticului diferențial în științe medicale, când metoda comparativă devine strategia principală pentru analizarea informațiilor despre complexe de simptome similare. Pentru a înțelege în detaliu rețelele de informații multicomponente, dinamice, inclusiv diferitele tipuri de incertitudini, distorsiuni, fenomene multifactoriale, aceștia folosesc algoritmi complecși pentru compararea și prelucrarea datelor, inclusiv tehnologiile informatice.

Așadar, comparația ca procedură de cercetare și formă de reprezentare a materialului empiric este un instrument conceptual important care permite realizarea unei ordonări semnificative a domeniului subiectului și clarificarea conceptelor, servește ca instrument euristic pentru propunerea de ipoteze și teoretizarea ulterioară; poate dobândi o valoare de frunte în anumite situaţii de cercetare, acţionând ca metoda comparativa.

Măsurare. Măsurarea este o procedură de cercetare care este mai perfectă decât descrierea și comparația calitativă, dar numai în acele domenii în care este cu adevărat posibil să se utilizeze eficient abordările matematice.

Măsurare este o metodă de atribuire a unor caracteristici cantitative obiectelor studiate, proprietăților sau relațiilor acestora, efectuată după anumite reguli. Însuși actul de măsurare, în ciuda aparentei sale simplități, presupune o structură logico-concepuală specială. Se distinge:

1) obiectul măsurării, considerat ca valoare, de măsurat;

2) o metodă de măsurare, inclusiv o scară metrică cu o unitate de măsură fixă, reguli de măsurare, instrumente de măsurare;

3) subiectul, sau observatorul, care efectuează măsurarea;

4) rezultatul măsurării, care este supus interpretării ulterioare. Rezultatul procedurii de măsurare este exprimat, ca și rezultatul comparației, în judecăți ale relației, dar în acest caz acest raport este numeric, adică. cantitativ.

Măsurarea se realizează într-un anumit context teoretic și metodologic, incluzând premisele teoretice necesare, ghidurile metodologice și echipamentele instrumentale și abilitățile practice. În practica științifică, măsurarea nu este în niciun caz întotdeauna o procedură relativ simplă; mult mai des necesită condiții complexe, special pregătite. În fizica modernă, procesul de măsurare în sine este servit de construcții teoretice destul de serioase; ele conţin, de exemplu, un set de ipoteze şi teorii despre structura şi funcţionarea instalaţiei de măsurare-experimentală în sine, despre interacţiunea aparatului de măsură şi obiectul studiat, despre semnificaţia fizică a anumitor mărimi obţinute ca urmare a măsurare. Conceptul de aparat care susține procesul de măsurare include și special sisteme de axiome, privind procedurile de măsurare (axiomele lui AN Kolmogorov, teoria lui N. Burbaki).

Pentru a ilustra gama de probleme legate de suportul teoretic al măsurării, este posibil să se sublinieze diferența în procedurile de măsurare pentru mărimi extensivși intens. Cantitățile extinse (sau aditive) sunt măsurate folosind operații mai simple. Proprietatea cantităților aditive este că, cu o anumită legătură naturală a două corpuri, valoarea mărimii măsurate a corpului combinat rezultat va fi egală cu suma aritmetică a cantităților corpurilor constitutive. Astfel de cantități includ, de exemplu, lungimea, masa, timpul, sarcina electrică. Este necesară o abordare complet diferită pentru măsurarea cantităților care sunt intense sau non-aditive. Aceste cantități includ, de exemplu, temperatura, presiunea gazului. Ele caracterizează nu proprietățile obiectelor individuale, ci parametrii de masă, înregistrați statistic, ai obiectelor colective. Pentru a măsura astfel de cantități, sunt necesare reguli speciale, cu ajutorul cărora puteți comanda intervalul de valori ale unei cantități intensive, puteți construi o scară, evidențiați valorile fixe pe ea și setați o unitate de măsură. Deci, crearea unui termometru este precedată de un set de acțiuni speciale pentru a crea o scară potrivită pentru măsurarea valorii cantitative a temperaturii.

Măsurătorile sunt de obicei împărțite la Dreptși indirect. Când se efectuează o măsurătoare directă, rezultatul este obținut direct din procesul de măsurare în sine. Cu măsurarea indirectă, se obține valoarea altor cantități și se obține rezultatul dorit folosind calcule pe baza unei anumite relaţii matematice între aceste valori. Multe fenomene inaccesibile măsurării directe, cum ar fi obiectele microcosmosului, corpurile cosmice îndepărtate, pot fi măsurate doar indirect.

Obiectivitatea măsurării. Cea mai importantă caracteristică de măsurare este obiectivitate rezultatul atins de el. Prin urmare, este necesar să se distingă clar măsurarea efectivă de alte proceduri care furnizează obiectelor empirice orice valori numerice: aritmetica, care este arbitrar ordonarea cantitativă a obiectelor (să zicem, prin atribuirea de puncte, orice numere), scalarea sau ierarhizarea pe baza procedurii de comparație și ordonarea domeniului subiectului prin mijloace destul de grosolane, adesea în ceea ce privește așa-numitul. seturi neclare. Un exemplu tipic de astfel de clasare este sistemul de notare a școlii, care, desigur, nu este o măsură.

Scopul măsurării este de a determina raportul numeric dintre mărimea studiată și o altă mărime omogenă cu aceasta (luată ca unitate de măsură). Acest scop presupune prezența obligatorie cântare(obișnuit, uniformă)și unitati. Rezultatul măsurătorii trebuie să fie înregistrat destul de clar, să fie invariant în raport cu instrumentele de măsurare (de exemplu, temperatura ar trebui să fie aceeași indiferent de subiectul care efectuează măsurarea și de termometrul cu care se măsoară). Dacă unitatea de măsură inițială este aleasă relativ arbitrar, în virtutea unui acord (adică, convențional), atunci rezultatul măsurării trebuie să aibă de fapt obiectiv sens, exprimat printr-o anumită valoare în unitățile de măsură selectate. Prin urmare, măsurarea le conține pe amândouă convenţional, deci si obiectiv componente.

Cu toate acestea, în practică, adesea nu este atât de ușor să obțineți uniformitatea scării și stabilitatea unității de măsură: de exemplu, procedura obișnuită de măsurare a lungimii necesită scale de măsurare rigide și strict rectilinie, precum și un standard standard care este nu face obiectul unor modificări; în acele domenii științifice în care este de o importanță capitală precizie maximă măsurători, realizarea unor astfel de instrumente de măsurare poate prezenta dificultăți tehnice și teoretice semnificative.

Precizia măsurătorilor. Conceptul de acuratețe ar trebui să fie diferențiat de conceptul de obiectivitate a măsurării. Desigur, aceste concepte sunt adesea sinonime. Cu toate acestea, există o anumită diferență între ele. Obiectivitatea este o caracteristică a sensului măsurarea ca procedură cognitivă. Nu poți decât să măsori existente în mod obiectiv marimi care au proprietatea de a fi invariante la mijloacele si conditiile de masurare; prezenţa condiţiilor obiective pentru măsurare este o oportunitate fundamentală de a crea o situaţie pentru măsurarea unei mărimi date. Precizia este o caracteristică subiectiv aspecte ale procesului de măsurare, de ex. caracteristică oportunitatea noastră fixează valoarea unei valori existente în mod obiectiv. Prin urmare, măsurarea este un proces care, de regulă, poate fi îmbunătățit la infinit. Când există condiții obiective pentru măsurare, operația de măsurare devine fezabilă, dar aproape niciodată nu poate fi efectuată. în cea mai mare măsură, acestea. aparatul de masura folosit efectiv nu poate fi ideal, reproducand absolut exact valoarea obiectiva. Prin urmare, cercetătorul își formulează în mod specific sarcina de a realiza gradul de precizie necesar, acestea. gradul de precizie care suficient pentru rezolvarea unei probleme specifice și în continuare pentru care, într-o situație de cercetare dată, este pur și simplu nepotrivit să se mărească precizia. Cu alte cuvinte, obiectivitatea valorilor măsurate este o condiție necesară pentru măsurare, acuratețea valorilor atinse este suficientă.

Deci, putem formula raportul dintre obiectivitate și acuratețe: oamenii de știință măsoară în mod obiectiv cantitățile existente, dar le măsoară doar cu un anumit grad de precizie.

Este interesant de observat că cerința în sine precizie, ceea ce este prezentat în știință pentru măsurători a apărut relativ târziu - abia la sfârșitul secolului al XVI-lea, a fost legat tocmai de formarea unei noi științe naturale, orientate matematic. A. Koyre atrage atenția asupra faptului că practica anterioară a renunțat complet la cerința de precizie: de exemplu, desenele mașinilor erau construite cu ochi, aproximativ, iar în viața de zi cu zi nu exista un sistem unic de măsuri - greutăți și volume. au fost măsurate prin diverse „metode locale”, nu a existat un timp de măsurare constant. Lumea a început să se schimbe, să devină „mai precisă” abia din secolul al XVII-lea, iar acest impuls a venit în mare măsură din știință, în legătură cu rolul său tot mai mare în viața societății.

Conceptul de precizie a măsurării este asociat cu partea instrumentală a măsurării, cu capacitățile instrumentelor de măsurare. Instrument de masurare denumirea instrumentului de măsurare, conceput pentru a obține informații despre valoarea studiată; în dispozitivul de măsurare, caracteristica măsurată este convertită într-un fel sau altul în indicaţie, care se consemnează de către cercetător. Capacitățile tehnice ale instrumentelor sunt critice în situații de cercetare provocatoare. Deci, dispozitivele de măsurare sunt clasificate în funcție de stabilitatea citirilor, sensibilitate, limite de măsurare și alte proprietăți. Precizia aparatului depinde de mulți parametri, fiind o caracteristică integrală a instrumentului de măsurare. Valoarea creată de dispozitiv abateri se numeste gradul de precizie necesar eroare măsurători. Erorile de măsurare sunt de obicei împărțite la sistematicși Aleatoriu. Sistematic se numesc acelea care au o valoare constanta in intreaga serie de masuratori (sau se modifica dupa o lege cunoscuta).

Cunoscând valoarea numerică a erorilor sistematice, acestea pot fi luate în considerare și neutralizate în măsurătorile ulterioare. La întâmplare numite și erori care sunt nesistematice, adică cauzate de tot felul de factori aleatori care interferează cu cercetătorul. Ele nu pot fi luate în considerare și excluse ca erori sistematice; cu toate acestea, într-o gamă largă de măsurători folosind metode statistice, este încă posibil să se identifice și să se țină cont de cele mai tipice erori aleatorii.

Rețineți că un set de probleme importante legate de acuratețea și erorile de măsurare, cu intervale de eroare admise, cu metode de creștere a preciziei, contabilizarea erorilor etc., este rezolvată într-o disciplină aplicată specială - teoria măsurării.Întrebări mai generale privind metodele și regulile de măsurare în general sunt tratate în știință metrologie.În Rusia, fondatorul metrologiei a fost D.I. Mendeleev. În 1893, a creat Camera Principală de Greutăți și Măsuri, care a făcut o treabă grozavă de organizare și introducere a sistemului metric în țara noastră.

Măsurarea ca scop al cercetării. Măsurarea precisă a unei cantități date poate avea în sine o importanță teoretică deosebită. În acest caz, obținerea celei mai precise valori a valorii studiate în sine devine scopul studiului. În cazul în care procedura de măsurare se dovedește a fi destul de complicată, necesitând condiții experimentale speciale, se vorbește de un experiment special de măsurare. În istoria fizicii, unul dintre cele mai faimoase exemple de acest gen este faimosul experiment al lui A. Michelson, care de fapt nu a fost unul unic, ci a fost o serie de experimente pe termen lung privind măsurarea vitezei " vânt eteric” realizat de A. Michelson și adepții săi. Adesea, îmbunătățirea tehnologiei de măsurare utilizată în experimente capătă cea mai importantă semnificație independentă. Astfel, A. Michelson a primit Premiul Nobel în 1907 nu pentru datele sale experimentale, ci pentru crearea și aplicarea unor instrumente optice de măsurare de înaltă precizie.

Interpretarea rezultatelor măsurătorilor. Rezultatele obţinute, de regulă, nu reprezintă finalizarea imediată a unui studiu ştiinţific. Ele sunt supuse unei reflecții ulterioare. Deja în cursul măsurării în sine, cercetătorul evaluează acuratețea obținută a rezultatului, plauzibilitatea și acceptabilitatea acestuia, semnificația pentru contextul teoretic în care este inclus acest program de cercetare. Rezultatul unei astfel de interpretări devine uneori continuarea măsurătorilor și, adesea, aceasta duce la îmbunătățirea în continuare a tehnicii de măsurare, la corectarea precondițiilor conceptuale. Componenta teoretică joacă un rol important în practica de măsurare. Un exemplu de complexitate a contextului teoretic și interpretativ care înconjoară procesul de măsurare în sine este o serie de experimente de măsurare a sarcinii electronilor conduse de R.E. Millikan, cu munca lor de interpretare sofisticată și precizie crescândă.

Principiul relativității la mijloacele de observare și măsurare. Cu toate acestea, precizia de măsurare nu poate crește întotdeauna la infinit odată cu îmbunătățirea instrumentelor de măsurare. Există situații în care atingerea preciziei măsurării unei mărimi fizice este limitată. obiectiv. Acest fapt a fost descoperit în fizica microlumilor. Se reflectă în celebrul principiu al incertitudinii al lui W. Heisenberg, conform căruia, odată cu creșterea preciziei de măsurare a vitezei unei particule elementare, incertitudinea coordonatei sale spațiale crește și invers. Rezultatul lui W. Heisenberg a fost înțeles de N. Bohr ca o poziție metodologică importantă. Mai târziu, celebrul fizician rus V.A. Fock l-a rezumat ca fiind „principiul relativității la mijloacele de măsurare și observare”. La prima vedere, acest principiu contrazice cerința obiectivitate, conform caruia masurarea trebuie sa fie invarianta fata de instrumentele de masura. Cu toate acestea, ideea este aici obiectiv aceleași limitări ale procedurii de măsurare în sine; de exemplu, instrumentele de cercetare în sine pot avea un efect perturbator asupra mediului și există situații reale în care este imposibil să distragi atenția de la acest efect. Influența unui dispozitiv de cercetare asupra fenomenului studiat se vede cel mai clar în fizica cuantică, dar același efect se observă, de exemplu, în biologie, când, când încearcă să studieze procesele biologice, un cercetător introduce în ele o destructurare ireversibilă. Astfel, procedurile de măsurare au o limită obiectivă de aplicabilitate asociată cu specificul domeniului studiat.

Deci, măsurarea este cea mai importantă procedură de cercetare. Măsurătorile necesită un context teoretic și metodologic special. Măsurarea are caracteristicile obiectivității și acurateței. În știința modernă, este adesea o măsurătoare efectuată cu precizia necesară, care servește ca un factor puternic în creșterea cunoștințelor teoretice. Un rol esențial în procesul de măsurare îl joacă interpretarea teoretică a rezultatelor obținute, cu ajutorul căreia sunt interpretate și îmbunătățite atât instrumentele de măsurare în sine, cât și suportul conceptual al măsurării. Ca procedură de cercetare, măsurarea este departe de a fi universală în ceea ce privește capacitățile sale; are limite asociate cu specificul domeniului în sine.

Observare

Observația este una dintre metodele nivelului empiric care are semnificație științifică generală. Din punct de vedere istoric, observația a jucat un rol important în dezvoltarea cunoștințelor științifice, deoarece înainte de formarea științei naturii experimentale, era principalul mijloc de obținere a datelor experimentale.

Observare- situația de cercetare a percepției intenționate a obiectelor, fenomenelor și proceselor din lumea înconjurătoare. Există, de asemenea, o observare a lumii interioare a stărilor mentale, sau auto-observare, folosit în psihologie și numit introspecție.

Observația ca metodă de cercetare empirică îndeplinește multe funcții în cunoașterea științifică. În primul rând, observația oferă omului de știință o creștere a informațiilor necesare pentru a pune probleme, a propune ipoteze și a testa teorii. Observarea este combinată cu alte metode de cercetare: poate acționa ca stadiu inițial al cercetării, precedă demararea unui experiment, care este necesară pentru o analiză mai detaliată a oricăror aspecte ale obiectului studiat; poate fi, dimpotrivă, realizată în urma unei intervenții experimentale, dobândind un sens important observatie dinamica(monitorizarea), ca, de exemplu, în medicină, un rol important este acordat observației postoperatorii în urma operației experimentale.

În fine, observația intră în alte situații de cercetare ca o componentă esențială: observația se realizează direct în timpul experiment, este o parte importantă a procesului modelareîn stadiul în care se studiază comportamentul modelului.

Observatie - metoda cercetării empirice, care constă în perceperea deliberată și intenționată a obiectului studiat (fără intervenția cercetătorului în procesul studiat).

Structura de observare

Observarea ca situație exploratorie include:

1) subiectul care efectuează observația, sau observator;

2) observabil un obiect;

3) condițiile și împrejurările de observație, care includ condițiile specifice de timp și loc, mijloacele tehnice de observare și contextul teoretic care susține această situație de cercetare.

Clasificarea observațiilor

Există diferite moduri de a clasifica tipurile de observație științifică. Să numim câteva dintre fundamentele clasificării. În primul rând, există tipuri de observații:

1) pentru un obiect perceput - observație direct(în care cercetătorul studiază proprietăţile obiectului observat direct) şi indirect(în care nu obiectul în sine este perceput, ci efectele pe care le provoacă în mediul înconjurător sau alt obiect. Analizând aceste efecte, obținem informații despre obiectul original, deși, strict vorbind, obiectul în sine rămâne neobservabil. De exemplu, în fizica microcosmosului, particulele elementare sunt judecate pe urmele pe care particulele le lasă în timpul mișcării lor, aceste urme sunt înregistrate și interpretate teoretic);

2) prin mijloace de cercetare – observaţie direct(neechipată instrumental, efectuată direct de simțuri) și mediat, sau instrumentală (realizată cu ajutorul mijloacelor tehnice, adică aparate speciale, adesea foarte complexe, care necesită cunoștințe speciale și materiale auxiliare și echipamente tehnice), acest tip de observație este acum principalul în științele naturii;

3) prin impactul asupra obiectului - neutru(neafectând structura și comportamentul obiectului) și transformatoare(în care există o oarecare modificare a obiectului studiat și a condițiilor de funcționare a acestuia; acest tip de observație este adesea intermediar între observația în sine și experimentare);

4) în raport cu setul total de fenomene studiate - solid(când sunt studiate toate unitățile populației studiate) și selectiv(cand doar o anumita parte este chestionata, un esantion din populatie); această diviziune este importantă în statistică;

5) după parametrii de timp - continuuși discontinuu; la continuu(care se mai numește și narațiune în științe umaniste) cercetarea se desfășoară fără întrerupere pentru o perioadă de timp suficient de lungă, este folosită în principal pentru a studia procese greu de prezis, de exemplu, în psihologia socială, etnografie; discontinuu are diverse subspecii: periodice și neperiodice etc.

Există și alte tipuri de clasificare: de exemplu, după nivelul de detaliu, după conținutul subiectului observat etc.

Caracteristicile de bază ale observației științifice

Observarea are mai presus de toate activ, caracter intenționat. Aceasta înseamnă că observatorul nu doar înregistrează date empirice, ci ia o inițiativă de cercetare: el caută acele fapte care îl interesează cu adevărat în legătură cu atitudinile teoretice, le selectează, le oferă o interpretare primară.

În plus, observația științifică este bine organizată, spre deosebire, să zicem, de observațiile obișnuite, de zi cu zi: este ghidată de idei teoretice despre obiectul studiat, echipată tehnic, construită adesea după un anumit plan și interpretată într-un context teoretic adecvat.

Echipament tehnic este una dintre cele mai importante caracteristici ale observației științifice moderne. Scopul mijloacelor tehnice de observare este nu numai de a spori acuratețea datelor primite, ci și de a asigura posibilitate observa obiectul cognoscibil, deoarece multe domenii ale științei moderne își datorează existența în primul rând disponibilității suportului tehnic adecvat.

Rezultatele observației științifice sunt reprezentate într-un mod științific specific, adică. într-o anumită limbă folosind termeni descrieri, comparații sau măsurători. Cu alte cuvinte, datele de observație sunt imediat structurate într-un fel sau altul (ca rezultate ale unui studiu special descrieri sau valori de scară comparatii, sau rezultatele măsurători).În același timp, datele sunt înregistrate sub formă de grafice, tabele, diagrame etc., așa se realizează sistematizarea primară a materialului, potrivită pentru teoretizări ulterioare.

Nu există un limbaj „pur” de observație care să fie complet independent de conținutul său teoretic. Limbajul în care sunt înregistrate rezultatele observației este el însuși o componentă esențială a unuia sau altuia context teoretic.

Acest lucru va fi discutat mai detaliat mai jos.

Deci, caracteristicile observației științifice ar trebui să includă scopul său, inițiativa, organizarea conceptuală și instrumentală.

Diferența dintre observație și experiment

Este general acceptat că principala caracteristică a observației este ea neamestecîn procesele studiate, spre deosebire de introducerea activă în zona investigată, care se realizează în timpul experimentării. În general, această afirmație este corectă. Cu toate acestea, la o examinare mai atentă, această dispoziție ar trebui clarificată. Faptul este că și observația este într-o anumită măsură activ.

Mai sus spuneam că, pe lângă neutru, există și transformatoare observarea, la urma urmei, există situații în care fără intervenție activă în obiectul studiat, observarea în sine va fi imposibilă (de exemplu, în histologie, fără colorarea preliminară și disecția țesutului viu, pur și simplu nu va fi nimic de observat).

Dar intervenția cercetătorului în timpul observației are ca scop obținerea condițiilor optime pentru aceeași observare. Sarcina observatorului este de a obține un set de date primare despre un obiect; desigur, în acest agregat, sunt deja vizibile unele dependențe ale grupurilor de date unele de altele, anumite regularități și tipare. Prin urmare, această populație inițială este supusă unor studii suplimentare (și unele presupuneri și ipoteze preliminare apar deja în cursul observației în sine). Cu toate acestea, cercetătorul nu schimbă structura dintre aceste date, nu interferează cu relaţieîntre fenomene. Să spunem dacă fenomenele A și B se însoțesc reciproc în întreaga serie de observații, cercetătorul le fixează doar cu

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.site/

Universitatea de Stat de Turism și Afaceri din Stațiuni din Soci

Facultatea de Turism Afaceri

Departamentul de Economie și Organizarea Activităților Sociale și Culturale

TEST

La disciplina „Metode de cercetare științifică”

pe tema: „Metode de cunoaştere ştiinţifică. Observare, comparare, măsurare, experiment"

Introducere

1. Metode de cunoaștere științifică

2.1 Observație

2.2 Comparație

2.3 Măsurare

2.4 Experiment

Concluzie

Introducere

Secole de experiență au permis oamenilor să ajungă la concluzia că natura poate fi studiată științific.

Conceptul de metodă (din grecescul „methodos” – calea către ceva) înseamnă un set de tehnici și operații de stăpânire practică și teoretică a realității.

Doctrina metodei a început să se dezvolte în știința timpurilor moderne. Deci, un filosof proeminent, om de știință al secolului al XVII-lea. F. Bacon a comparat metoda de cunoaștere cu un felinar care luminează drumul unui călător care merge pe întuneric.

Există o întreagă zonă de cunoaștere care se preocupă în mod specific de studiul metodelor și care se numește în mod obișnuit metodologie („predarea metodelor”). Cea mai importantă sarcină a metodologiei este de a studia originea, esența, eficacitatea și alte caracteristici ale metodelor de cunoaștere.

1. Metode de cunoaștere științifică

Fiecare știință folosește metode diferite, care depind de natura sarcinilor care trebuie rezolvate în ea. Originalitatea metodelor științifice constă însă în faptul că sunt relativ independente de tipul problemelor, dar depind de nivelul și profunzimea cercetării științifice, care se manifestă în primul rând în rolul lor în procesele de cercetare științifică.

Cu alte cuvinte, combinația de metode și structura lor se schimbă în fiecare proces de cercetare.

Metodele de cunoaștere științifică sunt de obicei subdivizate în funcție de amploarea aplicabilității lor în procesul de cercetare științifică.

Distinge între metodele științifice generale, generale și științifice speciale.

Există două metode universale în istoria cunoașterii: dialectică și metafizică. Metoda metafizică de la mijlocul secolului al XIX-lea. a început să fie din ce în ce mai înlocuită de dialectic.

Metodele științifice generale sunt utilizate în diverse domenii ale științei (are o gamă interdisciplinară de aplicații).

Clasificarea metodelor științifice generale este strâns legată de conceptul de niveluri de cunoaștere științifică.

Există două niveluri de cunoaștere științifică: empiric și teoretic. Unele metode științifice generale sunt aplicate doar la nivel empiric (observare, comparare, experiment, măsurare); altele - doar pe cele teoretice (idealizare, formalizare), iar unele (de exemplu, modelare) - atât pe cele empirice, cât și pe cele teoretice.

Nivelul empiric al cunoștințelor științifice este caracterizat de un studiu direct al obiectelor din viața reală, percepute senzual. La acest nivel se desfășoară procesul de acumulare a informațiilor despre obiectele studiate (prin măsurători, experimente), aici are loc sistematizarea primară a cunoștințelor dobândite (sub formă de tabele, diagrame, grafice).

Nivelul teoretic al cercetării științifice se realizează la nivelul rațional (logic) al cunoașterii. La acest nivel sunt identificate cele mai profunde, esențiale laturi, conexiuni, tipare inerente obiectelor și fenomenelor studiate. Ipotezele, teoriile, legile devin rezultatul cunoașterii teoretice.

Cu toate acestea, nivelurile empirice și teoretice de cunoaștere sunt interconectate. Nivelul empiric acţionează ca bază, fundament teoretic.

Al treilea grup de metode de cunoaștere științifică include metodele utilizate numai în cadrul cercetării unei științe specifice sau a unui fenomen specific.

Astfel de metode se numesc știință specială. Fiecare știință privată (biologie, chimie, geologie) are propriile metode de cercetare specifice.

Cu toate acestea, anumite metode științifice conțin caracteristici atât ale metodelor științifice generale, cât și ale celor generale. De exemplu, pot fi prezente în special metode științifice, observații și măsurători. Sau, de exemplu, principiul dialectic universal al dezvoltării se manifestă în biologie sub forma legii natural-istorice a evoluției speciilor de animale și plante descoperite de Charles Darwin.

2. Metode de cercetare empirică

Metodele empirice de cercetare sunt observarea, compararea, măsurarea, experimentarea.

La acest nivel, cercetătorul acumulează fapte, informații despre obiectele studiate.

2.1 Observație

Observația este cea mai simplă formă de cunoaștere științifică bazată pe date din simțuri. Observarea presupune influență minimă asupra activității obiectului și dependență maximă de organele de simț naturale ale subiectului. Cel puțin, intermediarii în procesul de observare, de exemplu, diverse tipuri de dispozitive, ar trebui doar să sporească cantitativ capacitatea de discriminare a organelor de simț. Se pot distinge diferite tipuri de observare, de exemplu, înarmată (folosind dispozitive, de exemplu, un microscop, un telescop) și neînarmată (dispozitivele nu sunt utilizate), pe teren (observarea în mediul natural a existenței obiectului) și de laborator (în un mediu artificial).

În observație, subiectul cunoașterii primește informații extrem de valoroase despre obiect, care este de obicei imposibil de obținut în alt mod. Aceste observații sunt foarte informative, raportând despre un obiect informații unice inerente numai acestui obiect în acest moment și în condițiile date. Rezultatele observațiilor formează baza faptelor, iar faptele, după cum știți, sunt aerul științei.

Pentru a realiza metoda de observare, este necesar, în primul rând, să oferiți o percepție pe termen lung, de înaltă calitate a obiectului (de exemplu, trebuie să aveți o vedere bună, auz etc., sau dispozitive bune care sporesc natura naturală). abilități de percepție umană).

Dacă este posibil, este necesar să conducem această percepție astfel încât să nu afecteze puternic activitatea naturală a obiectului, altfel vom observa nu atât obiectul în sine, ci mai degrabă interacțiunea acestuia cu subiectul observației (un mic efect al observației). asupra unui obiect care poate fi neglijat se numeşte neutralitate a observaţiei).

De exemplu, dacă un zoolog observă comportamentul animalelor, atunci este mai bine ca el să se ascundă, astfel încât animalele să nu-l vadă și să le observe din spatele adăpostului.

Este util să percepi un obiect în condiții mai variate – în momente diferite, în locuri diferite etc., pentru a obține informații senzoriale mai complete despre obiect. Trebuie să vă intensificați atenția pentru a încerca să observați cele mai mici modificări ale obiectului care scăpa de percepția superficială obișnuită. Ar fi frumos, fără să vă bazați pe propria memorie, să înregistrați cumva în mod specific rezultatele observației, de exemplu, să creați un jurnal de observație în care să înregistrați timpul și condițiile de observație, să descrieți rezultatele percepției obiectului primite la acel moment. timp (astfel de înregistrări se mai numesc și protocoale de observație).

În fine, trebuie avut grijă să se efectueze o observație în astfel de condiții când, în principiu, o altă persoană ar putea efectua o astfel de observație, obținând aproximativ aceleași rezultate (posibilitatea de a repeta o observație de către orice persoană se numește intersubiectivitatea observației). În bună observare, nu este nevoie să ne grăbim să explicăm cumva manifestările obiectului, să înaintăm anumite ipoteze. Într-o oarecare măsură, este util să rămânem imparțial, înregistrând calm și imparțial tot ceea ce se întâmplă (o astfel de independență a observației față de formele raționale de cunoaștere se numește observație teoretică descărcată).

Astfel, o observație științifică este, în principiu, aceeași observație ca și în viața de zi cu zi, în viața de zi cu zi, dar întărită în toate modurile posibile de diverse resurse suplimentare: timp, atenție sporită, neutralitate, diversitate, logare, intersubiectivitate și non-încărcare de lucru. .

Aceasta este o percepție senzorială deosebit de pedantă, a cărei îmbunătățire cantitativă poate oferi în sfârșit o diferență calitativă în comparație cu percepția obișnuită și poate pune bazele cunoștințelor științifice.

Observația este percepția intenționată a unui obiect, condiționată de sarcina activității. Condiția principală pentru observația științifică este obiectivitatea, adică. posibilitatea controlului fie prin observare repetată, fie prin utilizarea altor metode de cercetare (de exemplu, experiment).

2.2 Comparație

Aceasta este una dintre cele mai comune și versatile metode de cercetare. Cunoscutul aforism „totul este cunoscut în comparație” este cea mai bună dovadă în acest sens. Comparația este un raport între două numere întregi a și b, adică diferența (a - b) a acestor numere este divizibilă cu un întreg dat m, numit modul C; scris a b (mod, m). În cercetare, comparația este stabilirea asemănărilor și diferențelor dintre obiectele și fenomenele realității. Ca urmare a comparației, se stabilește comunul care este inerent în două sau mai multe obiecte, iar identificarea comunului, repetată în fenomene, după cum știți, este un pas pe calea cunoașterii legii. Pentru ca o comparație să fie fructuoasă, ea trebuie să îndeplinească două cerințe de bază.

Ar trebui comparate doar astfel de fenomene între care poate exista o anumită comunalitate obiectivă. Este imposibil să compari lucruri evident incomparabile - nu va da nimic. În cel mai bun caz, aici nu se poate ajunge decât la analogii superficiale și, prin urmare, inutile. Comparația ar trebui să se bazeze pe cele mai importante criterii. Comparațiile bazate pe caracteristici nesemnificative pot duce cu ușurință la confuzie.

Deci, comparând în mod oficial munca întreprinderilor care produc același tip de produs, se pot găsi multe în comun în activitățile lor. Dacă, în același timp, se omite o comparație în parametri atât de importanți precum nivelul de producție, costul de producție, diferitele condiții în care operează întreprinderile comparate, atunci este ușor să ajungem la o eroare metodologică care duce la unul- concluzii laterale. Dacă luăm în considerare acești parametri, va deveni clar care este motivul și unde se află sursele reale ale erorii metodologice. O astfel de comparație va oferi deja o idee adevărată, corespunzătoare stării reale a lucrurilor, a fenomenelor luate în considerare.

Diferite obiecte de interes pentru cercetător pot fi comparate direct sau indirect - comparându-le cu un al treilea obiect. În primul caz, de obicei se obțin rezultate de calitate. Totuși, chiar și cu o astfel de comparație, este posibil să se obțină cele mai simple caracteristici cantitative care exprimă sub formă numerică diferențele cantitative dintre obiecte. Când obiectele sunt comparate cu un al treilea obiect care servește ca standard, caracteristicile cantitative dobândesc o valoare deosebită, deoarece descriu obiecte fără a se ține seama unul de celălalt, oferă o cunoaștere mai profundă și mai detaliată despre ele. Această comparație se numește măsurare. Acesta va fi discutat în detaliu mai jos. Prin comparație, informațiile despre un obiect pot fi obținute în două moduri diferite. În primul rând, de foarte multe ori acționează ca un rezultat direct al comparației. De exemplu, stabilirea oricărei relații între obiecte, detectarea diferențelor sau asemănărilor dintre ele este o informație obținută direct din comparație. Aceste informații pot fi numite primare. În al doilea rând, de foarte multe ori obținerea de informații primare nu acționează ca obiectiv principal al comparației, acest scop este obținerea de informații secundare sau derivate care sunt rezultatul prelucrării datelor primare. Cel mai comun și cel mai important mod de a face acest lucru este prin inferență prin analogie. Această concluzie a fost descoperită și investigată (sub denumirea de „paradeigma”) de Aristotel. Esența sa se rezumă la următoarele: dacă din două obiecte, ca rezultat al comparației, se găsesc mai multe caracteristici identice, dar una dintre ele are în plus o altă caracteristică, atunci se presupune că această caracteristică ar trebui să fie inerentă celuilalt obiect ca bine. Pe scurt, cursul inferenței prin analogie poate fi reprezentat după cum urmează:

A are semnele X1, X2, X3 ..., X n, X n + 1.

B are semnele X1, X2, X3 ..., X n.

Concluzie: „Probabil B are semnul X n + 1”.

Concluzia bazată pe analogie este probabilistică în natură, poate duce nu numai la adevăr, ci și la eroare. Pentru a crește probabilitatea de a obține cunoștințe adevărate despre obiect, trebuie să țineți cont de următoarele:

deducerea prin analogie dă cu cât un sens mai adevărat, cu atât mai multe trăsături asemănătoare găsim la obiectele comparate;

adevărul unei concluzii prin analogie este direct proporțional cu semnificația trăsăturilor similare ale obiectelor, chiar și un număr mare de trăsături similare, dar nu esențiale, pot duce la o concluzie falsă;

cu cât relația dintre trăsăturile găsite în obiect este mai profundă, cu atât probabilitatea unei concluzii false este mai mare.

Asemănarea generală a două obiecte nu constituie o bază pentru deducerea prin analogie, dacă cel despre care se face concluzia are un semn care este incompatibil cu semnul transferat.

Cu alte cuvinte, pentru a obține o concluzie adevărată, este necesar să se țină seama nu numai de natura asemănării, ci și de natura și diferențele obiectelor.

2.3 Măsurare

Dimensiunea a evoluat istoric din operațiunea de comparație care stă la baza ei. Cu toate acestea, spre deosebire de comparație, măsurarea este un instrument cognitiv mai puternic și mai universal.

Măsurare - ansamblu de acțiuni efectuate cu ajutorul instrumentelor de măsură pentru a afla valoarea numerică a mărimii măsurate în unitățile de măsură acceptate.

Se face o distincție între măsurători directe (de exemplu, măsurarea lungimii cu o riglă gradată) și măsurători indirecte bazate pe relația cunoscută dintre mărimea dorită și mărimile măsurate direct.

Măsurarea presupune următoarele elemente de bază:

· Obiectul de măsurare;

· Unități de măsură, de ex. obiect de referință;

· Dispozitiv(e) de măsurare;

· Metoda de masurare;

· Observator (cercetător).

Cu măsurarea directă, rezultatul se obține direct din procesul de măsurare în sine. Într-o măsurătoare indirectă, valoarea dorită este determinată matematic pe baza cunoașterii altor mărimi obținute prin măsurare directă. Valoarea măsurătorilor este evidentă chiar și din faptul că acestea oferă informații precise, cantitativ definite despre realitatea înconjurătoare.

Ca urmare a măsurătorilor, se pot stabili astfel de fapte, se pot face astfel de descoperiri empirice care duc la o defalcare radicală a conceptelor stabilite în știință. Acest lucru se aplică în primul rând măsurătorilor unice, remarcabile, care sunt momente foarte importante în dezvoltarea și istoria științei. Cel mai important indicator al calității măsurării, valoarea sa științifică este acuratețea. Practica arată că ar trebui luate în considerare principalele modalități de îmbunătățire a preciziei măsurătorilor:

· Îmbunătățirea calității instrumentelor de măsurare care funcționează pe baza unor principii stabilite;

· Crearea de dispozitive care funcționează pe baza celor mai recente descoperiri științifice.

Printre metodele de cercetare empirică, măsurarea ocupă aproximativ același loc cu observația și comparația. Este o metodă relativ elementară, una dintre părțile constitutive ale unui experiment - cea mai complexă și semnificativă metodă de cercetare empirică.

2.4 Experiment

Un experiment este studiul oricăror fenomene prin influențarea lor activă prin crearea de noi condiții care să corespundă obiectivelor studiului sau prin schimbarea cursului procesului în direcția dorită. Aceasta este cea mai complexă și eficientă metodă de cercetare empirică. Presupune utilizarea celor mai simple metode empirice - observarea, compararea si masurarea. Cu toate acestea, esența sa nu este în special complexitatea, „sinteticitatea”, ci în transformarea intenționată, deliberată a fenomenelor studiate, în intervenția experimentatorului în conformitate cu scopurile sale în timpul proceselor naturale.

De menționat că aprobarea metodei experimentale în știință este un proces îndelungat care a avut loc în lupta acută a oamenilor de știință avansați din epoca modernă împotriva speculației antice și a scolasticii medievale. Galileo Galilei este considerat pe bună dreptate fondatorul științei experimentale, care a considerat experiența ca fiind baza cunoașterii. Unele dintre cercetările sale sunt fundamentul mecanicii moderne. În 1657. după moartea sa, a luat naștere Academia Florentină a Experienței, care a funcționat conform planurilor sale și a avut ca scop realizarea, în primul rând, de cercetări experimentale.

În comparație cu observația, experimentul are mai multe avantaje:

· Pe parcursul experimentului, devine posibil să se studieze cutare sau cutare fenomen într-o formă „pură”. Aceasta înseamnă că diverși factori care ascund procesul principal pot fi eliminați, iar cercetătorul primește cunoștințe exacte despre fenomenul care ne interesează.

Experimentul vă permite să studiați proprietățile obiectelor realității în condiții extreme:

A. la temperaturi ultra-scăzute și ultra-înalte;

b. la cele mai mari presiuni;

v. la intensități uriașe de câmpuri electrice și magnetice etc.

Lucrul în aceste condiții poate duce la descoperirea celor mai neașteptate și uimitoare proprietăți în lucrurile obișnuite și astfel vă permite să pătrundeți mult mai adânc în esența lor.

Supraconductivitatea poate servi drept exemplu pentru acest gen de fenomene „ciudate” descoperite în condiții extreme privind domeniul de control.

Cel mai important avantaj al unui experiment este repetabilitatea acestuia. În timpul experimentului, observațiile, comparațiile și măsurătorile necesare pot fi efectuate, de regulă, de câte ori este necesar pentru a obține date fiabile. Această caracteristică a metodei experimentale o face foarte valoroasă pentru cercetare.

Sunt situații care necesită cercetări experimentale. De exemplu:

o situație în care este necesară descoperirea proprietăților necunoscute anterior ale unui obiect. Rezultatul unui astfel de experiment sunt afirmații care nu decurg din cunoștințele existente despre obiect.

o situaţie în care este necesară verificarea corectitudinii unor enunţuri sau construcţii teoretice.

Există și metode de cercetare empirice și teoretice. Precum: abstracția, analiza și sinteza, inducția și deducția, modelarea și utilizarea dispozitivelor, metodele istorice și logice ale cunoașterii științifice.

cercetarea progresului științific tehnologic

Concluzie

Conform lucrării de control, putem concluziona că cercetarea ca proces de dezvoltare a noilor cunoștințe în munca unui manager este necesară și ea, ca și alte activități. Studiul se caracterizează prin obiectivitate, reproductibilitate, dovezi, acuratețe, i.e. de ce are nevoie un manager în practică. De la un manager independent de cercetare, vă puteți aștepta la:

A. capacitatea de a alege și de a pune întrebări;

b. capacitatea de a folosi mijloacele de care dispune știința (dacă nu le găsește pe ale sale, altele noi);

v. capacitatea de a înțelege rezultatele obținute, i.e. înțelege ce a dat cercetarea și dacă a dat ceva.

Metodele de cercetare empirice nu sunt singura modalitate de a analiza un obiect. Alături de acestea, există metode de cercetare empirică și teoretică, precum și metode de cercetare teoretică. Metodele de cercetare empirică în comparație cu altele sunt cele mai elementare, dar în același timp sunt cele mai universale și răspândite. Cea mai complexă și semnificativă metodă de cercetare empirică este experimentul. Progresul științific și tehnic necesită o aplicare tot mai largă a experimentului. În ceea ce privește știința modernă, dezvoltarea ei este pur și simplu de neconceput fără experiment. În prezent, cercetarea experimentală a devenit atât de importantă încât este considerată una dintre principalele forme de activitate practică a cercetătorilor.

Literatură

Barchukov I.S. Metode de cercetare științifică în turism 2008

Heisenberg V. Fizica si Filosofie. Parte și întreg. - M., 1989.S. 85.

Kravets A.S. Metodologia științei. - Voronej. 1991

Lukașevici V.K. Fundamentele metodologiei cercetării 2001

Postat pe site

Documente similare

Clasificarea metodelor de cunoaștere științifică. Observația ca reflectare senzorială a obiectelor și fenomenelor din lumea exterioară. Experimentul este o metodă de cunoaștere empirică versus observație. Măsurare, fenomen cu ajutorul unor dispozitive tehnice speciale.

rezumat, adăugat 26.07.2010


Forme empirice, teoretice și de producție-tehnice ale cunoașterii științifice. Aplicarea metodelor speciale (observare, măsurare, comparare, experiment, analiză, sinteză, inducție, deducție, ipoteză) și metode științifice private în știința naturii.

rezumat, adăugat 13.03.2011


Principalele metode de izolare și cercetare a unui obiect empiric. Observarea cunoștințelor științifice empirice. Tehnici de obținere a informațiilor cantitative. Metode care presupun lucrul cu informațiile primite. Dovezi științifice ale cercetării empirice.

rezumat, adăugat 03.12.2011


Metode generale, particulare și speciale de cunoaștere a științelor naturale și clasificarea acestora. Caracteristici ale adevărului absolut și relativ. Forme (laturi) speciale ale cunoașterii științifice: empirice și teoretice. Tipuri de modelare științifică. Știri științifice din lume.

test, adaugat 23.10.2011


Esența procesului de cunoaștere a științelor naturale. Forme (laturi) speciale ale cunoașterii științifice: empirică, teoretică și producție-tehnică. Rolul unui experiment științific și al aparatului matematic de cercetare în sistemul științelor naturale moderne.

raport adaugat la 02.11.2011


Specificitatea și nivelurile cunoștințelor științifice. Activitate creativă și dezvoltare umană, interconectare și influență reciprocă. Abordări ale cunoștințelor științifice: empirice și teoretice. Forme ale acestui proces și semnificația lor, cercetare: teorie, problemă și ipoteză.

rezumat adăugat la 11.09.2014


Nivelurile empirice și teoretice și structura cunoștințelor științifice. Analiza rolului experimentului și raționalismului în istoria științei. Înțelegerea modernă a unității activităților practice și teoretice în înțelegerea conceptului de științe naturale moderne.

test, adaugat 16.12.2010


Caracteristicile și trăsăturile distinctive ale metodelor de cunoaștere și dezvoltare a lumii din jurul lor: cotidiene, mitologice, religioase, artistice, filozofice, științifice. Metode și instrumente pentru implementarea acestor metode, specificul și capacitățile acestora.

rezumat, adăugat 02.11.2011


Metodologia științelor naturii ca sistem de activitate cognitivă umană. Metode de bază ale studiului științific. Abordări științifice generale ca principii metodologice ale cunoașterii obiectelor integrale. Tendințele moderne în dezvoltarea științelor naturale.

rezumat, adăugat 06.05.2008


Știința naturii ca ramură a științei. Structura, nivelurile empirice și teoretice și scopul cunoașterii științelor naturale. Filosofia științei și dinamica cunoașterii științifice în conceptele lui K. Popper, T. Kuhn și I. Lakatos. Etapele dezvoltării raționalității științifice.

Observare- studiu pasiv intenționat al subiecților, bazat în principal pe date de la organele de simț. În cursul observației, dobândim cunoștințe nu numai despre aspectele externe ale obiectului cunoașterii, ci și - ca scop ultim - despre proprietățile și relațiile sale esențiale.

Observarea poate fi directă și mediată de diverse dispozitive și alte dispozitive tehnice. Pe măsură ce știința se dezvoltă, ea devine din ce în ce mai complexă și indirectă. Cerințe de bază pentru observația științifică: proiectare fără ambiguitate (ce anume se observă); posibilitatea controlului fie prin observare repetată, fie prin utilizarea altor metode (de exemplu, experiment). Un punct important de observație este interpretarea rezultatelor sale - decodificarea citirilor instrumentelor etc.

Experiment- intervenția activă și intenționată în cursul procesului studiat, o modificare corespunzătoare a obiectului investigat sau reproducerea acestuia în condiții special create și controlate determinate de scopurile experimentului.

Principalele caracteristici ale experimentului: a) o atitudine mai activă (decât în ​​timpul observării) față de obiectul cercetării, până la schimbarea și transformarea acestuia; b) capacitatea de a controla comportamentul obiectului și de a verifica rezultatele; c) reproductibilitatea multiplă a obiectului studiat la solicitarea cercetătorului; d) posibilitatea depistarii unor astfel de proprietati ale fenomenelor care nu sunt observate in conditii naturale.

Tipurile (tipurile) de experimente sunt foarte diverse. Deci, în funcție de funcțiile lor, experimentele de cercetare (căutare), verificare (control) și reproducere se disting. Prin natura obiectelor se disting fizice, chimice, biologice, sociale etc.. Exista experimente calitative si cantitative. Un experiment de gândire este larg răspândit în știința modernă - un sistem de proceduri mentale efectuate pe obiecte idealizate.

Măsurare- un ansamblu de actiuni efectuate cu ajutorul unor mijloace pentru a afla valoarea numerica a marimii masurate in unitatile de masura acceptate.

Comparaţie- o operație cognitivă care relevă asemănarea sau diferența dintre obiecte (sau stadii de dezvoltare ale aceluiași obiect), i.e. identitatea și diferențele lor. Are sens doar în agregatul de obiecte omogene care formează o clasă. Compararea obiectelor din sala de clasă se realizează în funcție de caracteristicile care sunt esențiale pentru această considerație. În același timp, obiectele comparate pe o bază pot fi incomparabile pe alta.

Comparația este baza unui astfel de dispozitiv logic precum analogia (vezi mai jos) și servește drept punct de plecare al metodei istorice comparative. Esența sa este identificarea generalului și specificului în cunoaștere a diferitelor etape (perioade, faze) de dezvoltare a aceluiași fenomen sau a diferitelor fenomene coexistente.

Descriere- o operație cognitivă, constând în înregistrarea rezultatelor unui experiment (observare sau experiment) folosind anumite sisteme de notație adoptate în știință.

De subliniat că metodele de cercetare empirică nu sunt niciodată implementate „orb”, ci sunt întotdeauna „încărcate teoretic”, ghidate de anumite idei conceptuale.

Modelare- o metodă de studiere a anumitor obiecte prin reproducerea caracteristicilor acestora pe un alt obiect - un model, care este un analog al unuia sau altuia fragment de realitate (materială sau mentală) - originalul modelului. Între model și obiectul de interes pentru cercetător ar trebui să existe o anumită similitudine (asemănare) - în caracteristici fizice, structură, funcții etc.

Formele de modelare sunt foarte diverse și depind de modelele utilizate și de domeniul de aplicare al modelării. Prin natura modelelor se disting modelarea materială (obiectivă) și ideală, exprimată în forma semnului corespunzătoare. Modelele materiale sunt obiecte naturale care se supun în funcționarea lor legilor naturale ale fizicii, mecanicii etc. În modelarea materială (subiectului) a unui anumit obiect, studiul acestuia este înlocuit cu studiul unui anumit model care are aceeași natură fizică ca și originalul (modele de avioane, nave, nave spațiale etc.).

Cu modelarea ideală (de semne), modelele apar sub formă de grafice, desene, formule, sisteme de ecuații, propoziții de limbaj natural și artificial (simboluri) etc. În prezent, modelarea matematică (calculatoare) a devenit larg răspândită.

Comparație și Măsurare

METODE DE BAZĂ DE EDUCARE A CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

În conformitate cu două niveluri interdependente de cunoștințe științifice (empiric și teoretic), se disting metode empirice de cercetare științifică (observare, descriere, comparare, măsurare, experiment, inducție etc.), cu ajutorul cărora acumularea, fixarea, generalizarea și sistematizarea datelor experimentale, prelucrarea lor statistică, și teoretică (analiza și sinteza, analogie și modelare, idealizare, deducție etc.); cu ajutorul lor se formează legile științei și teoriei.

În procesul cercetării științifice, este recomandabil să folosiți o varietate de metode și să nu vă limitați la niciuna.

Observare

Observare- Aceasta este o percepție sistematică intenționată a unui obiect care furnizează material primar pentru cercetarea științifică. Observația este o metodă cognitivă prin care un obiect este studiat fără a interfera cu el. Intenția este cea mai importantă caracteristică a observației. Observația se caracterizează și prin sistematicitate, care se exprimă în percepția obiectului în mod repetat și în diferite condiții, sistematicitate, excluzând lacunele în observație, și activitatea observatorului, capacitatea sa de a selecta informațiile necesare, determinată de scopul studiu.

Observațiile directe din istoria științei au fost treptat înlocuite de observații cu ajutorul unor instrumente din ce în ce mai sofisticate – telescoape, microscoape, camere foto etc. Apoi a apărut o metodă și mai indirectă de observare. A permis nu doar să apropiem, să mărim sau să amprenăm obiectul studiat, ci și să transformăm informațiile inaccesibile simțurilor noastre într-o formă accesibilă acestora. În acest caz, dispozitivul intermediar joacă nu numai rolul unui „mesager”, ci și al unui „translator”. De exemplu, radarele transformă fasciculele radio captate în impulsuri de lumină pe care ochii noștri le pot vedea.

Ca metodă de cercetare științifică, observația oferă informațiile inițiale despre un obiect, care sunt necesare pentru cercetarea ulterioară a acestuia.

Comparație și Măsurare

Comparația și măsurarea joacă un rol important în cercetarea științifică. Comparaţie este o metodă de comparare a obiectelor pentru a identifica asemănările sau diferențele dintre ele. comparație - este operația gândirii prin care conținutul realității este clasificat, ordonat și evaluat. La comparare, se realizează compararea în perechi a obiectelor pentru a identifica relațiile, asemănările sau trăsăturile distinctive ale acestora. Comparația are sens doar în raport cu totalitatea obiectelor omogene care formează o clasă.

Măsurare - este găsirea empiric a unei mărimi fizice cu ajutorul unor mijloace tehnice speciale.

Scopul măsurării este de a obţine informaţii despre obiectul investigat.

Măsurarea poate fi efectuată în următoarele cazuri:

- în sarcini pur cognitive, în care se realizează un studiu cuprinzător al obiectului, fără idei clar formulate cu privire la aplicarea rezultatelor obţinute în activitatea aplicată;

- în probleme aplicative legate de identificarea anumitor proprietăţi ale unui obiect care sunt esenţiale pentru o aplicaţie foarte specifică.

Metrologia se ocupă de teoria și practica măsurării - știința măsurătorilor, metodelor și mijloacelor de asigurare a unității acestora și modalități de a obține acuratețea necesară.

Științele exacte se caracterizează printr-o legătură organică între observații și experimente cu găsirea valorilor numerice ale caracteristicilor obiectelor studiate. Potrivit expresiei figurative a lui DI Mendeleev, „știința începe de îndată ce încep să măsoare.

Orice măsurătoare poate fi efectuată dacă sunt prezente următoarele elemente: obiect de măsurare, a cărui proprietate sau stare o caracterizează valoare măsurată; unitate; metoda de masurare; instrumente tehnice de măsură, absolvit in unitatile selectate; observator sau dispozitiv de înregistrare perceperea rezultatului.

Se face o distincție între măsurătorile directe și indirecte. În primul dintre ele, rezultatul se obține direct din măsurare (de exemplu, măsurarea lungimii cu o riglă, a masei folosind greutăți). Măsurătorile indirecte se bazează pe utilizarea unei relații cunoscute între valoarea dorită a cantității și valorile cantităților măsurate direct.

Instrumentele de măsurare includ un instrument de măsurare, instrumente de măsurare și instalații. Instrumentele de măsurare sunt împărțite în exemplare și tehnice.

Mijloacele exemplare sunt repere. Acestea sunt destinate a fi verificate pentru verificarea mijloacelor tehnice, adică a mijloacelor de lucru.

Transferul dimensiunilor unităților de la standarde sau instrumente de măsură exemplare la instrumente de lucru se realizează de către organele metrologice de stat și departamentale care alcătuiesc serviciul metrologic intern, activitățile acestora asigură uniformitatea măsurătorilor și uniformitatea instrumentelor de măsurare în țară. Fondatorul serviciului metrologic și al metrologiei ca știință în Rusia a fost marele om de știință rus DIMendeleev, care a creat în 1893 Camera Principală de Greutăți și Măsuri, care a desfășurat, în special, multă muncă privind introducerea sistem metric în ţară (1918 - 1927).

Una dintre cele mai importante sarcini în efectuarea măsurătorilor este de a stabili acuratețea acestora, adică de a determina erorile (erorile). Eroare sau eroare de măsurare se numeşte abaterea rezultatului măsurării unei mărimi fizice de la valoarea sa adevărată.

Dacă eroarea este mică, atunci poate fi neglijată. Cu toate acestea, în acest caz, apar inevitabil două întrebări: în primul rând, ce se înțelege prin eroare mică și, în al doilea rând, cum se estimează amploarea erorii.

Eroarea de măsurare este de obicei necunoscută, la fel cum valoarea adevărată a mărimii măsurate este necunoscută (excepțiile sunt măsurătorile cantităților cunoscute, efectuate în scopul special de investigare a erorilor de măsurare, de exemplu, pentru a determina acuratețea instrumentelor de măsurare). Prin urmare, una dintre sarcinile principale ale prelucrării matematice a rezultatelor experimentale este tocmai aprecierea valorii adevărate a valorii măsurate din rezultatele obținute.

Luați în considerare clasificarea erorilor de măsurare.

Distingeți erorile de măsurare sistematice și aleatorii.

Eroare sistematică rămâne constantă (sau se schimbă în mod regulat) cu măsurători repetate ale aceleiași mărimi. Motivele permanente ale acestei erori includ următoarele: materiale de proastă calitate, componente utilizate pentru fabricarea dispozitivelor; funcționare nesatisfăcătoare, calibrarea inexactă a senzorului, utilizarea instrumentelor de măsură de o clasă de precizie scăzută, abaterea regimului termic al instalației de la cel calculat (de obicei staționar), încălcarea ipotezelor în baza cărora ecuațiile calculate sunt valabile etc. Astfel de erori sunt ușor eliminate la depanarea echipamentului de măsurare sau la introducerea unor corecții speciale la valoarea măsurată.

Eroare aleatorie se modifică aleatoriu cu măsurători repetate și se datorează acțiunii haotice a multor slabi și, prin urmare, greu de identificat motive. Un exemplu de una dintre aceste cauze este citirea cadranului - rezultatul este imprevizibil în funcție de unghiul de vedere al operatorului. Este posibil să se estimeze eroarea de măsurare aleatorie numai prin metodele teoriei probabilităților și statisticii matematice. Dacă eroarea din experiment o depășește semnificativ pe cea așteptată, atunci se numește eroare grosieră (rată), iar rezultatul măsurării este eliminat în acest caz. Erorile grave apar ca urmare a încălcării condițiilor de măsurare de bază sau ca urmare a unei supravegheri a experimentatorului (de exemplu, la iluminare slabă, în loc de 3, scrieți 8). Dacă se găsește o eroare gravă, rezultatul măsurării trebuie eliminat imediat și măsurarea în sine trebuie repetată (dacă este posibil). Un semn extern al unui rezultat care conține o eroare grosieră este diferența bruscă de mărime față de rezultatele altor măsurători.

O altă clasificare a erorilor este împărțirea lor în erori metodologice și instrumentale. Erori metodologice sunt cauzate de erori teoretice ale metodei de măsurare alese: abaterea regimului termic al instalației de la cel calculat (staționar), încălcarea condițiilor în care sunt valabile ecuațiile calculate etc. Erori instrumentale cauzate de calibrarea incorectă a senzorilor, erori ale instrumentelor de măsură etc. Dacă erorile metodologice dintr-un experiment atent etapizat pot fi reduse la zero sau luate în considerare prin introducerea de corecții, atunci erorile instrumentale nu pot fi eliminate în principiu - înlocuirea unui dispozitiv cu altul, de același tip, modifică rezultatul măsurării.

Astfel, erorile cel mai greu de eliminat în experiment sunt erorile instrumentale aleatorii și sistematice.

Dacă măsurătorile sunt efectuate de mai multe ori în aceleași condiții, rezultatele măsurătorilor individuale sunt la fel de fiabile. Un astfel de set de măsurători x 1, x 2 ... x n se numește măsurători de precizie egală.

Cu măsurători multiple (la fel de precise) ale aceleiași mărimi x, erorile aleatorii duc la o împrăștiere a valorilor obținute xi, care sunt grupate în apropierea valorii adevărate a mărimii măsurate. Dacă analizăm o serie suficient de mare de măsurători la fel de precise și erorile de măsurare aleatoare corespunzătoare, atunci pot fi distinse patru proprietăți ale erorilor aleatoare:

1) numărul erorilor pozitive este aproape egal cu numărul celor negative;

2) erorile minore sunt mai frecvente decât cele majore;

3) amploarea celor mai mari erori nu depășește o anumită limită, în funcție de precizia măsurării;

4) câtul de împărțire a sumei algebrice a tuturor erorilor aleatoare la numărul lor total este aproape de zero, i.e.

Pe baza proprietăților enumerate, ținând cont de unele ipoteze, legea distribuției erorilor aleatoare este derivată matematic destul de riguros, descrisă de următoarea funcție:

Legea distribuției erorilor aleatoare este fundamentală în teoria matematică a erorilor. În caz contrar, se numește distribuția normală a datelor măsurate (distribuția gaussiană). Această lege este reprezentată în fig. 2

Orez. 2. Caracteristicile legii distribuţiei normale

p (x) este densitatea probabilității de obținere a valorilor individuale ale lui x i (probabilitatea însăși este reprezentată de aria de sub curbă);

m este așteptarea matematică, cea mai probabilă valoare a valorii măsurate x (corespunzătoare maximului graficului), tinzând cu un număr infinit de măsurători la valoarea adevărată necunoscută a lui x; , unde n este numărul de măsurători. Astfel, așteptarea matematică m este definită ca media aritmetică a tuturor valorilor x i,

s este abaterea standard a valorii măsurate x de la valoarea m; (x i - m) - abaterea absolută a lui x i de la m,

Aria de sub curba graficului în orice interval de valori x este probabilitatea de a obține un rezultat de măsurare aleatoriu în acest interval. Pentru o distribuție normală, intervalul ± s (față de m) include 0,62 din toate măsurătorile; o gamă mai largă de ± 2s conține deja 0,95 din toate măsurătorile , și practic toate rezultatele măsurătorilor (cu excepția erorilor grosolane) se încadrează în intervalul de ± 3s.

Abaterea standard s caracterizează lățimea distribuției normale. Dacă precizia măsurării este crescută, dispersia rezultatelor va scădea brusc datorită unei scăderi a s (distribuția 2 din Fig. 4.3b este mai îngustă și mai clară decât curba 1).

Scopul final al experimentului este de a determina valoarea adevărată a lui x, care, în prezența unor erori aleatoare, poate fi abordată doar prin calcularea așteptării matematice m pentru un număr tot mai mare de experimente.

Răspândirea valorilor așteptării matematice m, calculată pentru un număr diferit de dimensiuni n este caracterizată de valoarea lui s m; În comparație cu formula pentru s, se poate observa că răspândirea lui m, ca medie aritmetică, în Ön este mai mică decât răspândirea măsurătorilor individuale x i. Expresiile de mai sus pentru s m și s reflectă legea creșterii preciziei cu creșterea numărului de măsurători. Din aceasta rezultă că pentru a crește precizia măsurării de 2 ori, este necesar să se facă patru măsurători în loc de una; pentru a crește precizia de 3 ori, trebuie să măriți numărul de măsurători de 9 ori etc.

Pentru un număr limitat de măsurători, valoarea lui m diferă în continuare de valoarea adevărată a lui x, prin urmare, împreună cu calculul lui m, este necesar să se indice intervalul de încredere. , în care valoarea adevărată a lui x se află cu o probabilitate dată. Pentru măsurătorile tehnice, o probabilitate de 0,95 este considerată suficientă, deci intervalul de încredere pentru o distribuție normală este de ± 2s m. Distribuția normală este valabilă pentru numărul de măsurători n³ 30.

În condiții reale, un experiment tehnic este rareori efectuat de mai mult de 5 - 7 ori, așa că lipsa informațiilor statistice ar trebui compensată prin extinderea intervalului de încredere. În acest caz, pentru (n< 30) доверительный интервал определяется как ± k s s m , где k s – коэффициент Стьюдента, определяемый по справочным таблицам

Odată cu scăderea numărului de măsurători n, crește coeficientul k s, ceea ce extinde intervalul de încredere, iar cu creșterea în n, valoarea lui k s tinde spre 2, ceea ce corespunde intervalului de încredere al distribuției normale ± 2s m.

Rezultatul final al măsurătorilor repetate ale unei valori constante mereu redus la forma: m ± k s s m.

Astfel, pentru estimarea erorilor aleatoare, trebuie efectuate următoarele operații:

1). Înregistrați rezultatele x 1, x 2 ... x n ale măsurătorilor multiple de n valoare constantă;

2). Calculați valoarea medie din n măsurători - așteptare matematică;

3). Determinați erorile măsurătorilor individuale x i -m;

4). Calculați erorile pătrate ale măsurătorilor individuale (x i -m) 2;

dacă mai multe măsurători diferă semnificativ în valorile lor de restul măsurătorilor, atunci ar trebui să verificați dacă sunt o eroare (eroare brută). Dacă una sau mai multe măsurători sunt excluse, Sec. 1 ... 4 se repetă;

5). Se determină valoarea s m - răspândirea valorilor așteptării matematice m;

6). Pentru probabilitatea selectată (de obicei 0,95) și numărul de măsurători n, coeficientul Student k s este determinat din tabelul de căutare;

Valori ale coeficientului Student k s în funcție de numărul de măsurători n pentru un nivel de încredere de 0,95

7). Se determină limitele intervalului de încredere ± k s s m

opt). Se înregistrează rezultatul final m ± k s s m.

În principiu, este imposibil să se elimine erorile instrumentale. Toate instrumentele de măsurare se bazează pe o metodă de măsurare specifică, a cărei precizie este finită.

În principiu, este imposibil să se elimine erorile instrumentale. Toate instrumentele de măsurare se bazează pe o metodă de măsurare specifică, a cărei precizie este finită. Eroarea dispozitivului este determinată de precizia împărțirii scalei dispozitivului. Deci, de exemplu, dacă scara riglei este trasată la fiecare 1 mm, atunci precizia citirii (jumătate din valoarea diviziunii de 0,5 mm) nu se schimbă dacă utilizați o lupă pentru a examina scara.

Distingeți erorile de măsurare absolute și relative.

Eroare absolută D din valoarea măsurată x este egal cu diferența dintre valorile măsurate și adevărate:

D = x - x sursa

Eroare relativă e se măsoară în fracții din valoarea găsită x:

Pentru cele mai simple instrumente de măsură - instrumente de măsură, eroarea absolută de măsurare D este egală cu jumătate din diviziunea scării. Eroarea relativă este determinată de formulă.