Metody konstruowania i badania obiektu wyidealizowanego. Idealizacja. Eksperyment myślowy

Do specjalnych metod wiedzy naukowej zaliczają się procedury abstrakcji i idealizacji, podczas których powstają koncepcje naukowe.
Abstrakcja to mentalne odwrócenie uwagi od wszelkich właściwości, powiązań i zależności badanego obiektu, które wydają się nieistotne dla danej teorii.
Wynik procesu abstrakcji nazywa się abstrakcją. Przykładem abstrakcji są pojęcia takie jak punkt, linia, zbiór itp.
Idealizacja to operacja polegająca na mentalnym podkreśleniu dowolnej właściwości lub związku, który jest ważny dla danej teorii (nie jest konieczne, aby ta właściwość naprawdę istniała) i mentalnym skonstruowaniu obiektu wyposażonego w tę właściwość.
To poprzez idealizację powstają takie pojęcia, jak „ciało absolutnie czarne”, „gaz doskonały”, „atom” w fizyce klasycznej itp. Uzyskane w ten sposób idealne przedmioty faktycznie nie istnieją, gdyż w przyrodzie nie mogą istnieć przedmioty i zjawiska posiadające tylko jedną właściwość lub cechę. Na tym polega główna różnica między obiektami idealnymi a abstrakcyjnymi.
Formalizacja polega na użyciu specjalnych symboli zamiast rzeczywistych przedmiotów.
Uderzający przykład formalizacja to powszechne stosowanie symboli matematycznych i metod matematycznych w naukach przyrodniczych. Formalizacja umożliwia zbadanie obiektu bez bezpośredniego odnoszenia się do niego i zapisanie uzyskanych wyników w zwięzłej i przejrzystej formie.
Wprowadzenie
Indukcja to metoda wiedzy naukowej, która polega na sformułowaniu logicznego wniosku poprzez podsumowanie danych obserwacyjnych i eksperymentalnych, uzyskaniu ogólnego wniosku w oparciu o określone przesłanki, przechodząc od szczegółu do ogółu.
Rozróżnia się indukcję całkowitą i niepełną. Indukcja zupełna buduje wniosek ogólny na podstawie badania wszystkich obiektów lub zjawisk danej klasy. W wyniku indukcji całkowitej uzyskany wniosek ma charakter wniosku wiarygodnego. Ale w otaczającym nas świecie nie ma wielu podobnych obiektów tej samej klasy, a ich liczba jest na tyle ograniczona, że badacz może zbadać każdy z nich.
Dlatego znacznie częściej naukowcy uciekają się do indukcji niepełnej, która buduje ogólny wniosek na podstawie obserwacji ograniczonej liczby faktów, jeśli wśród nich nie ma takich, które zaprzeczają wnioskowaniu indukcyjnemu. Przykładowo, jeśli naukowiec zaobserwuje ten sam fakt sto lub więcej razy, może dojść do wniosku, że efekt ten pojawi się w innych podobnych okolicznościach. Uzyskana w ten sposób prawda jest oczywiście niepełna, uzyskana wiedza ma charakter probabilistyczny i wymaga dodatkowego potwierdzenia.
Odliczenie
Indukcja nie może istnieć w oderwaniu od dedukcji.
Dedukcja to metoda wiedzy naukowej, polegająca na wyciąganiu konkretnych wniosków na podstawie wiedzy ogólnej, wyciąganiu wniosków od ogółu do szczegółu.
Rozumowanie dedukcyjne konstruowane jest według następującego schematu: wszystkie przedmioty klasy A mają właściwość B, przedmiot a należy do klasy A; dlatego a ma właściwość B. Na przykład: „Wszyscy ludzie są śmiertelni”; „Iwan jest mężczyzną”; dlatego „Iwan jest śmiertelny”.
Dedukcja jako metoda poznania opiera się na znanych już prawach i zasadach. Dlatego metoda dedukcji nie pozwala nam uzyskać nowej, znaczącej wiedzy. Dedukcja jest jedynie sposobem logicznego rozwinięcia systemu twierdzeń w oparciu o wiedzę wstępną, sposobem rozpoznania konkretnej treści ogólnie przyjętych przesłanek. Nie może zatem istnieć w oderwaniu od indukcji. Zarówno indukcja, jak i dedukcja są niezbędne w procesie poznania naukowego.
Hipoteza
Rozwiązanie każdego problemu naukowego polega na wysuwaniu najróżniejszych domysłów, założeń, a najczęściej mniej lub bardziej uzasadnionych hipotez, za pomocą których badacz stara się wyjaśnić fakty niepasujące do starych teorii.
Hipoteza to każde założenie, przypuszczenie lub przewidywanie wysunięte w celu wyeliminowania sytuacji niepewności w badaniach naukowych.
Zatem hipoteza nie jest wiedzą wiarygodną, ale prawdopodobną, której prawdziwość lub fałszywość nie została jeszcze ustalona.

Do specjalnych metod wiedzy naukowej zaliczają się procedury abstrakcji i idealizacji, podczas których powstają koncepcje naukowe.

Abstrakcja- mentalne odwrócenie uwagi od wszystkich właściwości, powiązań i relacji badanego obiektu, które wydają się nieistotne dla tej teorii.

Wynik procesu abstrakcji nazywa się abstrakcja. Przykładem abstrakcji są pojęcia takie jak punkt, linia, zbiór itp.

Idealizacja- jest to operacja mentalnego uwypuklenia jakiejś jednej właściwości lub zależności, która jest istotna dla danej teorii (nie jest konieczne, aby ta właściwość rzeczywiście istniała) i mentalnego skonstruowania przedmiotu obdarzonego tą właściwością.

To poprzez idealizację powstają takie pojęcia, jak „ciało absolutnie czarne”, „gaz doskonały”, „atom” w fizyce klasycznej itp. Uzyskane w ten sposób idealne przedmioty faktycznie nie istnieją, gdyż w przyrodzie nie mogą istnieć przedmioty i zjawiska posiadające tylko jedną właściwość lub cechę. Na tym polega główna różnica między obiektami idealnymi a abstrakcyjnymi.

Formalizowanie- użycie specjalnych symboli zamiast prawdziwych przedmiotów.

Uderzającym przykładem formalizacji jest powszechne stosowanie symboli matematycznych i metod matematycznych w naukach przyrodniczych. Formalizacja umożliwia zbadanie obiektu bez bezpośredniego odnoszenia się do niego i zapisanie uzyskanych wyników w zwięzłej i przejrzystej formie.

Zastosowanie symboliki zapewnia pełny ogląd określonego obszaru problemów, zwięzłość i przejrzystość zapisu wiedzy oraz pozwala uniknąć dwuznaczności terminów. Wartość poznawcza formalizacji polega na tym, że jest ona środkiem usystematyzowania i wyjaśnienia logicznej struktury teorii. Jedną z najcenniejszych zalet formalizacji są jej możliwości heurystyczne, w szczególności możliwość wykrycia i udowodnienia nieznanych wcześniej właściwości badanych obiektów. Istnieją dwa rodzaje sformalizowanych teorii: teorie w pełni sformalizowane i teorie częściowo sformalizowane. Teorie w pełni sformalizowane konstruowane są w formie aksjomatycznie dedukcyjnej z wyraźnym wskazaniem języka formalizacji i użyciem jasnych środków logicznych. W teoriach częściowo sformalizowanych: język i środki logiczne użyte do opracowania danego dyscyplina naukowa, nie są wyraźnie zapisane. NA nowoczesna scena rozwoju nauki, dominują w niej teorie częściowo sformalizowane. Metoda formalizacji kryje w sobie ogromne możliwości heurystyczne. Proces formalizacji jest twórczy. Zaczynając od pewnego poziomu uogólnienia fakty naukowe formalizacja je przekształca, odsłania w nich takie cechy, które nie zostały zapisane na poziomie treściowo-intuicyjnym. Idealizacja, abstrakcja - zastąpienie poszczególnych właściwości obiektu lub całego obiektu symbolem lub znakiem, mentalne odwrócenie uwagi od czegoś w celu uwypuklenia czegoś innego. Idealne obiekty w nauce odzwierciedlają stabilne połączenia i właściwości obiektów: masę, prędkość, siłę itp. Ale idealne obiekty mogą nie mieć prawdziwe prototypy V obiektywny świat, tj. W miarę rozwoju wiedzy naukowej niektóre abstrakcje można tworzyć na podstawie innych, bez uciekania się do praktyki. Dlatego też dokonuje się rozróżnienia pomiędzy empirycznymi i idealnymi obiektami teoretycznymi. Idealizacja jest warunkiem koniecznym do zbudowania teorii, gdyż system wyidealizowanych, abstrakcyjnych obrazów determinuje specyfikę danej teorii.

Modelowanie. Model to mentalne lub materialne zastąpienie najważniejszych aspektów badanego obiektu. Model to specjalnie stworzony obiekt lub system człowieka, urządzenie, które pod pewnymi względami imituje i odtwarza rzeczywiste obiekty lub systemy będące przedmiotem badań naukowych. Modelowanie opiera się na analogiach właściwości i zależności pomiędzy oryginałem a modelem. Po przestudiowaniu zależności istniejących pomiędzy wielkościami opisującymi model, przenosi się je następnie do oryginału i w ten sposób wyciąga wiarygodny wniosek na temat zachowania się tego ostatniego. Modelowanie jako metoda wiedzy naukowej opiera się na zdolności człowieka do abstrakcji badanych cech lub właściwości różnych obiektów i zjawisk oraz ustalenia określonych relacji między nimi. Chociaż naukowcy od dawna stosują tę metodę, tylko z połowa 19 V. modelowanie zyskuje duże uznanie wśród naukowców i inżynierów. W związku z rozwojem elektroniki i cybernetyki modelowanie staje się niezwykle istotne skuteczna metoda badania. Dzięki zastosowaniu modelowania wzorców rzeczywistości, które w oryginale można było badać jedynie poprzez obserwację, stają się one dostępne dla badań eksperymentalnych. Istnieje możliwość wielokrotnego powtarzania się w modelu zjawisk odpowiadających unikalnym procesom natury lub życie publiczne. Jeśli spojrzymy na historię nauki i techniki z punktu widzenia stosowania określonych modeli, to możemy stwierdzić, że we wczesnych stadiach rozwoju nauki i technologii stosowano modele materiałowe, wizualne. Następnie stopniowo, jedna po drugiej, traciły konkretne cechy oryginału, a ich zgodność z oryginałem nabierała coraz bardziej abstrakcyjnego charakteru. Obecnie coraz większego znaczenia nabiera poszukiwanie modeli opartych na podstawach logicznych. Istnieje wiele możliwości klasyfikacji modeli. Naszym zdaniem najbardziej przekonującą opcją są: a) modele naturalne (istniejące w przyrodzie w swojej naturalnej postaci). Jak dotąd żadna ze struktur stworzonych przez człowieka nie może konkurować ze strukturami naturalnymi pod względem złożoności problemów, które rozwiązują. Istnieje nauka bionika, której celem jest badanie unikalnych modeli naturalnych w celu dalszego wykorzystania zdobytej wiedzy do tworzenia sztucznych urządzeń. Wiadomo na przykład, że twórcy modelu kształtu łodzi podwodnej przy konstruowaniu pierwszego modelu przyjęli kształt ciała delfina za analogię samolot wykorzystano model rozpiętości skrzydeł ptaka itp.; b) modele materiałowo-techniczne (w zmniejszeniu lub powiększeniu, całkowicie odtwarzające oryginał). Jednocześnie eksperci rozróżniają: a) modele tworzone w celu odtworzenia właściwości przestrzennych badanego obiektu (makiety domów, budynków dzielnicowych itp.); b) modele odtwarzające dynamikę badanych obiektów, zależności regularne, wielkości, parametry (modele samolotów, statków, platanów itp.). Wreszcie istnieje trzeci typ modeli - c) modele symboliczne, w tym matematyczne. Modelowanie znaków pozwala uprościć badany przedmiot i uwypuklić w nim te zależności strukturalne, które najbardziej interesują badacza. Przegrywając z modelami materiałowo-technicznymi pod względem przejrzystości, modele ikoniczne zyskują dzięki głębszej penetracji struktury badanego fragmentu. Obiektywną rzeczywistość. Zatem za pomocą systemów znaków można zrozumieć istotę tak złożonych zjawisk, jak budowa jądra atomowego, cząstki elementarne, Wszechświat. Dlatego stosowanie modeli symbolicznych jest szczególnie ważne w tych obszarach nauki i technologii, gdzie zajmują się one badaniem niezwykle ogólnych powiązań, relacji i struktur. Możliwości modelowania symbolicznego szczególnie rozszerzyły się wraz z pojawieniem się komputerów. Pojawiły się opcje konstruowania złożonych modeli matematyczno-znakowych, które pozwalają wybrać najbardziej optymalne wartości ilości badanych złożonych procesów rzeczywistych i przeprowadzić na nich długoterminowe eksperymenty. W toku badań często pojawia się potrzeba konstruowania różnych modeli badanych procesów, od rzeczywistych po modele pojęciowe i matematyczne. Ogólnie rzecz biorąc, „budowa modeli nie tylko wizualnych, ale także koncepcyjnych i matematycznych towarzyszy procesowi badań naukowych od jego początku do końca, umożliwiając uwzględnienie głównych cech badanych procesów w jednym systemie wizualnych i matematycznych obrazy abstrakcyjne” (70. s. 96). Metoda historyczno-logiczna: pierwsza odtwarza rozwój obiektu, biorąc pod uwagę wszystkie czynniki na niego działające, druga odtwarza tylko to, co najważniejsze w podmiocie w procesie rozwoju.

Eksperyment

Najważniejszą częścią badań naukowych jest eksperyment. Ponad 2/3 wszystkich zasobów pracy naukowej przeznacza się na eksperymenty. Podstawą eksperymentu jest naukowo przeprowadzony eksperyment (eksperymenty) w precyzyjnie przemyślanych i kontrolowanych warunkach, które pozwalają na monitorowanie jego przebiegu, kontrolę i odtworzenie go przy każdorazowym powtórzeniu tych warunków. Samo słowo eksperyment pochodzi z łac. eksperyment- próbka. Doświadczenie rozumiane jest jako odtworzenie badanego zjawiska w określonych warunkach eksperymentalnych z możliwością rejestracji jego wyników. Doświadczenie jest odrębną, elementarną częścią eksperymentu.

Eksperyment różni się od zwykłej, codziennej biernej obserwacji aktywnym wpływem badacza na badane zjawisko.

W języku naukowym i pracy badawczej termin „eksperyment” jest zwykle używany w znaczeniu wspólnym dla szeregu pokrewnych pojęć: doświadczenia, ukierunkowanej obserwacji, reprodukcji przedmiotu wiedzy, organizacji specjalnych warunków jego istnienia. Koncepcja ta obejmuje naukowe zaplanowanie eksperymentów i obserwację badanego zjawiska w ściśle określonych warunkach, co pozwala monitorować przebieg zjawisk i odtworzyć go za każdym razem, gdy te warunki się powtórzą.

Podstawowy zamiar eksperymenty mają na celu identyfikację właściwości badanych obiektów i sprawdzenie słuszności postawionych hipotez

Podczas prowadzenia badań eksperymentalnych można podejmować decyzje dwa główne zadania:

1. Identyfikacja wzorców ilościowych ustalających związek pomiędzy zmiennymi opisującymi przedmiot badań.

2. Znalezienie wartości zmiennych zapewniających optymalny (według określonego kryterium) tryb pracy obiektu.

Istnieją eksperymenty naturalne i modelowe. Jeżeli pierwszy umieszczony jest bezpośrednio przy przedmiocie, to drugi – wraz z jego substytutem – modelem. Obecnie najpopularniejszymi typami modeli są modele matematyczne, a eksperymenty przeprowadzane na takich modelach nazywane są obliczeniowymi.

Przed każdym doświadczeniem sporządzany jest program, który obejmuje:

– cel i zadania eksperymentu; dobór czynników zmiennych (zmiennych wejściowych);

– uzasadnienie zakresu doświadczenia, liczby doświadczeń;

– określenie sekwencji zmian czynników;

– wybór kroku zmiany czynników, ustalenie odstępów między przyszłymi punktami doświadczalnymi;

– uzasadnienie przyrządów pomiarowych;

– opis doświadczenia;

– uzasadnienie metod przetwarzania i analizy wyników eksperymentów.

Przed eksperymentem należy dobrać czynniki zmienne, tj. zainstaluj podstawowy i cechy drugorzędne, wpływając na badany proces, przeanalizuj obliczone (teoretyczne) diagramy procesów. Główną zasadą ustalania stopnia ważności cechy jest jej rola w badanym procesie.

Często praca eksperymentatora jest na tyle chaotyczna i niezorganizowana, a jej efektywność tak niska, że uzyskane wyniki nie uzasadniają nawet środków wydanych na przeprowadzenie eksperymentów. Dlatego też kwestie organizacji eksperymentu, ograniczenia kosztów jego przeprowadzenia i przetwarzania uzyskanych wyników są dość istotne.

Nowoczesne metody planowania eksperymentu i przetwarzania jego wyników, opracowane w oparciu o teorię prawdopodobieństwa i statystykę matematyczną, pozwalają:

– znacząco (często kilkukrotnie) zmniejszyć liczbę wymaganych doświadczeń;

– sprawić, że praca eksperymentatora będzie bardziej skupiona i zorganizowana,

– znacząco zwiększyć zarówno produktywność swojej pracy, jak i wiarygodność uzyskanych wyników.

Teoria planowania eksperymentów rozpoczęła się od prac angielskiego naukowca R. Fishera w latach 30. XX wieku, który wykorzystał ją do rozwiązywania problemów agrobiologicznych.

Planowanie eksperymentu polega na wyborze liczby i warunków eksperymentów, które pozwalają uzyskać niezbędną wiedzę o przedmiocie badań z wymaganą dokładnością. Jest to celowa kontrola eksperymentu, realizowana w warunkach niepełnej wiedzy o mechanizmie badanego zjawiska.

Celem planowania eksperymentu jest znalezienie takich warunków i zasad przeprowadzania eksperymentu, przy których przy jak najmniejszym nakładzie pracy możliwe będzie uzyskanie rzetelnej i rzetelnej informacji o przedmiocie, a także przedstawienie tej informacji w zwięzłej i wygodnej formie z ilościowa ocena dokładności.

Ogólny kierunek teorii planowania eksperymentów można sformułować następująco: „mniej eksperymentów - więcej informacji– wyższa jakość wyników.”

Eksperymenty przeprowadza się zwykle w małych seriach, według wcześniej opracowanego algorytmu. Po każdej małej serii eksperymentów wyniki obserwacji są przetwarzane i podejmowana jest świadoma decyzja, co dalej. Przy wyborze algorytmu planowania eksperymentu w sposób naturalny brany jest pod uwagę cel badania, a także aprioryczna informacja o mechanizmie badanego zjawiska. Informacje te są zawsze niekompletne, z możliwym wyjątkiem trywialnego przypadku – eksperymentów demonstracyjnych.

Z reguły każdy obiekt badań (nośnik o nieznanych właściwościach lub cechach, które należy zbadać) można przedstawić jako „czarną skrzynkę” z określoną liczbą wejść i wyjść (ryc. 2.2.).

Ryż. 5.1. Schemat strukturalny obiektu badań

Zmienne wejściowe Х i, i = 1, 2,…k (gdzie k jest liczbą zmiennych), które określają stan obiektu, nazywane są czynniki. Nazywa się stałą wartość współczynnika poziom czynnika. Głównym wymogiem stawianym czynnikom jest wystarczająca sterowalność, co oznacza możliwość ustalenia pożądanego poziomu czynnika i jego stabilizacji w trakcie trwania eksperymentu.

Zmienna wyjściowa Y g (zwykle g = 1) jest reakcją obiektu na wpływy wejściowe; to jest nazwane odpowiedź i zależność

Y = f(X 1 , X 2 , …X ja ,…X k) (2.1)

zwany funkcja odpowiedzi Lub cele. Zwykle istnieje tylko ogólne pojęcie o naturze tej zależności. O wyborze funkcji odpowiedzi decyduje cel badania, którym może być optymalizacja ekonomiczna (koszt, wydajność), technologiczna (dokładność, szybkość), projektowa (wymiary, niezawodność) lub inna charakterystyka obiektu.

Nazywa się geometryczną reprezentację funkcji odpowiedzi w przestrzeni współczynników X 1, X 2, ..., X k powierzchnia odpowiedzi

Prawdziwa postać funkcji odpowiedzi (2.1) jest najczęściej nieznana przed eksperymentem, dlatego do matematycznego opisu powierzchni odpowiedzi stosuje się model statystyczny procesu

Y р = f(X 1 , X 2 , …X ja ,…X k). (2.2)

Równanie (2.2) otrzymuje się w wyniku eksperymentu i nazywa się funkcją aproksymującą lub modelem regresji procesu. Przez przybliżenie rozumiemy zastąpienie dokładnych wyrażeń analitycznych przybliżonymi. Jako równanie regresji zwykle stosuje się wielomian pewnego stopnia. Ponadto w obliczeniach najczęściej stosuje się wielomiany pierwszego i drugiego rzędu, ponieważ wymagana dokładność obliczeń jest zwykle bardzo niska (około 5–15%).

Na przykład dla k = 1 wielomian n-tego stopnia ma postać

dla k = 2 i n = 1, zwykle zapisywane jako

gdzie a 0 , a 1 , a 2 ,…a n – nieznane współczynniki regresji, które są obliczane na podstawie wyników eksperymentów

Dodatkowo, ze względu na skończoną liczbę wyrazów wielomianu aproksymującego, rozbieżność pomiędzy wartościami rzeczywistymi i przybliżonymi funkcji odpowiedzi poza punktami doświadczalnymi może być znaczna. W związku z powyższym pojawia się problem znalezienia takiego typu wielomianu i takiej liczby eksperymentów, aby spełnione zostało określone kryterium. Zwykle jako kryterium przyjmuje się sumę kwadratów odchyleń wartości eksperymentalnych Y j od ich obliczonej wartości Y j p. Za najlepsze przybliżenie funkcji aproksymującej do prawdziwej uważa się funkcję spełniającą warunek minimum tej sumy.

Aby wyznaczyć nieznane współczynniki modelu regresji (5.2), najbardziej uniwersalnego metoda najmniejszych kwadratów (LSM).

Stosując metodę najmniejszych kwadratów, wartości a 0 , a 1 , a 2 , …, a n wyznacza się z warunku minimalizacji sumy kwadratów odchyleń wartości odpowiedzi eksperymentalnej Y j od uzyskanego Y j p przy użyciu modelu regresji , czyli minimalizując sumę:

Minimalizację sumy kwadratów przeprowadza się w zwykły sposób, stosując rachunek różniczkowy, przyrównując pierwsze pochodne cząstkowe względem a 0, a 1, a 2,…., n do 0. Rezultatem jest zamknięty układ równań algebraicznych z niewiadomymi 0, 1, 2,…. ,jakiś .

Przy stosowaniu metody najmniejszych kwadratów warunkiem koniecznym uzyskania szacunków statystycznych jest spełnienie nierówności N > d, tj. liczba eksperymentów N musi być większa niż liczba nieznanych współczynników d.

Główną cechą rozważanego modelu statystycznego (regresji) jest to, że model taki nie może dokładnie opisać zachowania obiektu w żadnym konkretnym eksperymencie. Badacz nie jest w stanie przewidzieć Dokładna wartość Y w każdym eksperymencie, ale za pomocą odpowiedniego modelu statystycznego może wskazać, wokół którego środka zostaną zgrupowane wartości Y dla danej kombinacji wartości współczynników X ij.

Indukcja i dedukcja

Wprowadzenie - Jest to rodzaj uogólnienia, który polega na przejściu od wiedzy o poszczególnych faktach i od wiedzy mniej ogólnej do wiedzy bardziej ogólnej. Metodą indukcyjną ustala się badanie konkretnych faktów i zjawisk ogólne zasady i prawa.

Proces indukcji zwykle rozpoczyna się od porównania i analizy danych obserwacyjnych i eksperymentalnych. W miarę powiększania się tego zbioru danych może się ujawnić regularne występowanie jakiejś właściwości lub związku. Wielokrotne powtarzanie się obserwowane w eksperymentach przy braku wyjątków budzi wiarę w uniwersalność zjawiska i prowadzi do indukcyjnego uogólnienia – założenia, że dokładnie tak będzie we wszystkich podobnych przypadkach. Wniosek przez indukcję to wniosek o ogólnych właściwościach wszystkich obiektów należących do danej klasy, oparty na obserwacji dostatecznie szerokiego zbioru izolowane fakty. I tak na przykład D.I. Mendelejew, posługując się konkretnymi faktami dot pierwiastki chemiczne, sformułowane prawo okresowe.

Zazwyczaj uogólnienia indukcyjne są postrzegane jako prawdy empiryczne lub prawa empiryczne.

Odliczenie- jest to operacja myślowa polegająca na tym, że nowa wiedza jest wyprowadzana z wiedzy o więcej ogólny uzyskanych wcześniej poprzez uogólnienie obserwacji, eksperymentów, działań praktycznych, tj. za pomocą indukcji. Podczas używania metoda dedukcyjna poszczególne postanowienia wywodzą się z ogólnych praw, aksjomatów itp. Wnioski poprzez dedukcję konstruuje się według następującego schematu; wszystkie przedmioty klasy „A” mają właściwość „B”; pozycja „a” należy do klasy „A”; Oznacza to, że „a” ma właściwość „B”. Generalnie dedukcja jako metoda poznania opiera się na znanych już prawach i zasadach. Dlatego metoda dedukcji nie pozwala nam uzyskać nowej, znaczącej wiedzy. Dedukcja jest jedynie sposobem logicznego rozwinięcia systemu twierdzeń w oparciu o wiedzę wstępną, sposobem rozpoznania konkretnej treści ogólnie przyjętych przesłanek. I tak na przykład w oparciu o ogólne prawa mechaniki uzyskują równania ruchu samochodu.

Wadą dedukcyjnej metody badań są ograniczenia wynikające z ogólnych praw, na podstawie których bada się konkretny przypadek. Aby więc np. kompleksowo zbadać ruch samochodu, nie wystarczy znać tylko prawa mechaniki, konieczne jest zastosowanie innych zasad wynikających z analizy układu: „kierowca – samochód – środowisko zewnętrzne ”.

Indukcja i dedukcja są ze sobą ściśle powiązane i uzupełniają się. Na przykład naukowiec, uzasadniając hipotezę badań naukowych, ustala jej zgodność z ogólnymi prawami nauk przyrodniczych (dedukcja). Jednocześnie hipoteza jest formułowana na podstawie konkretnych faktów (indukcja).

Analiza i synteza

Analiza(z analizy greckiej - rozkład): metoda, za pomocą której badacz w myślach dzieli badany obiekt na różne części składowe (zarówno części, jak i elementy), zwracając szczególną uwagę na połączenia między nimi. Analiza jest organicznym elementem każdego badania naukowego i stanowi zazwyczaj jego pierwszy etap, kiedy badacz przechodzi od niezróżnicowanego opisu badanego obiektu do rozpoznania jego struktury, składu oraz właściwości i cech.

Synteza(z syntezy greckiej - połączenie): za pomocą tej metody badacz łączy w myślach różne komponenty (zarówno części, jak i elementy) badanego obiektu w jeden system. W syntezie nie chodzi tylko o unifikację, ale o uogólnienie analitycznie zidentyfikowanych i zbadanych cech obiektu. Przepisy uzyskane w wyniku syntezy włączane są do teorii przedmiotu, która wzbogacona i udoskonalona wyznacza ścieżkę nowych badań naukowych.

Metody analizy i syntezy są w równym stopniu stosowane w badaniach naukowych. Zatem przy identyfikacji poszczególnych elementów (podukładów i mechanizmów) przy badaniu funkcjonowania silnika stosuje się metodę analityczną, natomiast przy badaniu silnika jako układu składającego się z elementów stosuje się metodę syntezy. Metoda syntezy pozwala na uogólnienie pojęć praw i teorii. Operacje analizy i syntezy są ze sobą nierozerwalnie związane; każdy z nich odbywa się przy pomocy i poprzez drugiego.

Analogia

Analogia- metoda poznania, w której wiedza zdobyta podczas rozpatrywania jednego przedmiotu jest przenoszona na inny, mniej zbadany i obecnie badany. Metoda analogii opiera się na podobieństwie obiektów pod względem szeregu cech, co pozwala uzyskać w pełni rzetelną wiedzę na temat badanego przedmiotu. Stosowanie metody analogii w wiedzy naukowej wymaga pewnej ostrożności. Tutaj niezwykle ważne jest jasne określenie warunków, w jakich działa on najskuteczniej. Jednak w przypadkach, gdy możliwe jest opracowanie systemu jasno sformułowanych zasad przenoszenia wiedzy z modelu do prototypu, wyniki i wnioski uzyskane metodą analogii nabierają mocy dowodowej.

Abstrakcja i formalizacja

Abstrakcja – Jest to metoda badań naukowych polegająca na tym, że badając dany obiekt, odwraca się uwagę od jego nieistotnych w danej sytuacji aspektów i cech. Pozwala to uprościć obraz badanego zjawiska i spojrzeć na nie w jego „czystej” postaci. Abstrakcja wiąże się z ideą względnej niezależności zjawisk i ich aspektów, co pozwala oddzielić aspekty istotne od nieistotnych. W takim przypadku z reguły pierwotny przedmiot badań zostaje zastąpiony innym – równoważnym, bazującym na uwarunkowaniach danego problemu. Na przykład podczas badania działania mechanizmu analizowany jest schemat obliczeniowy, który pokazuje główne, istotne właściwości mechanizmu.

Wyróżnia się następujące typy abstrakcji:

– identyfikacja (tworzenie pojęć poprzez łączenie obiektów powiązanych ich właściwościami w specjalną klasę). Oznacza to, że na podstawie identyczności pewnego zbioru obiektów, które są pod pewnymi względami podobne, konstruowany jest przedmiot abstrakcyjny. Na przykład w wyniku uogólnienia właściwości urządzeń elektronicznych, magnetycznych, elektrycznych, przekaźnikowych, hydraulicznych i pneumatycznych do wzmacniania sygnałów wejściowych powstała taka uogólniona abstrakcja (obiekt abstrakcyjny) jako wzmacniacz. Jest reprezentantem właściwości obiektów różnej jakości, które są jednakowe pod pewnym względem.

– izolacja (izolacja właściwości nierozerwalnie związanych z przedmiotami). Abstrakcja izolacyjna ma na celu wyizolowanie i jednoznaczne zarejestrowanie badanego zjawiska. Przykładem jest abstrakcja rzeczywistej całkowitej siły działającej na granicę poruszającego się elementu płynu. Liczba tych sił, podobnie jak liczba właściwości elementu ciekłego, jest nieskończona. Jednak z tej różnorodności można wyodrębnić siły nacisku i tarcia, identyfikując w myślach na granicy przepływu element powierzchni, przez który ośrodek zewnętrzny oddziałuje na przepływ z określoną siłą (przyczyny powstawania taka siła w w tym przypadku badacz nie jest zainteresowany). Rozkładając mentalnie siłę na dwie składowe, siłę nacisku można zdefiniować jako normalną składową wpływu zewnętrznego, a siłę tarcia jako składową styczną.

– idealizacja odpowiada celowi, jakim jest zastąpienie rzeczywistej sytuacji wyidealizowanym schematem w celu uproszczenia badanej sytuacji i nie tylko efektywne wykorzystanie metody i narzędzia badawcze. Proces idealizacji to mentalne konstruowanie koncepcji obiektów, które nie istnieją i są niepraktyczne, ale mają prototypy w realnym świecie. Na przykład gaz doskonały, ciało absolutnie stałe, punkt materialny itp. W wyniku idealizacji przedmioty rzeczywiste zostają pozbawione części swoich przyrodzonych właściwości i obdarzone właściwościami hipotetycznymi.

Współczesny badacz często od samego początku stawia sobie za zadanie uproszczenie badanego zjawiska i zbudowanie jego abstrakcyjnego, wyidealizowanego modelu. Idealizacja stanowi tu punkt wyjścia w konstrukcji teorii. Kryterium płodności idealizacji jest w wielu przypadkach zadowalająca zgodność wyników teoretycznych i empirycznych badań.

Formalizowanie– metoda badania określonych obszarów wiedzy w systemach sformalizowanych z wykorzystaniem języków sztucznych. Są to na przykład sformalizowane języki chemii, matematyki i logiki. Języki sformalizowane pozwalają zwięźle i przejrzyście zapisać wiedzę oraz uniknąć dwuznaczności terminów języka naturalnego. Formalizację, która opiera się na abstrakcji i idealizacji, można uznać za rodzaj modelowania (modelowanie znaków).

Powiązana informacja.

Logika i filozofia

Drugą grupę stanowią metody konstruowania i uzasadniania wiedzy teoretycznej podawanej w formie hipotezy, która w efekcie uzyskuje status teorii. Współczesna teoria hipotetyczno-dedukcyjna opiera się na pewnej podstawie empirycznej – zbiorze faktów wymagających wyjaśnienia i powodujących konieczność stworzenia teorii. Tworzy to wyidealizowany przedmiot możliwe stworzenie teorie. Teorie naukowe wyróżniają się przede wszystkim wyidealizowanymi obiektami, na których się opierają.

PYTANIE nr 25

Formalizacja, idealizacja i rola modelowania

Według Radugina (s. 123)

Metody konstruowania i badania obiektu wyidealizowanego

Odkrycie trwałych powiązań i zależności to dopiero pierwszy etap w procesie naukowego poznania zjawisk rzeczywistości. Konieczne jest wyjaśnienie ich podstaw i przyczyn, rozpoznanie istoty zjawisk i procesów. A jest to możliwe jedynie na teoretycznym poziomie wiedzy naukowej. Poziom teoretyczny obejmuje wszystkie te formy wiedzy, w których prawa i inne uniwersalne i konieczne powiązania obiektywnego świata są formułowane w formie logicznej, a także wnioski uzyskane za pomocą środków logicznych i konsekwencje wynikające z przesłanek teoretycznych. Poziom teoretyczny jest różne kształty, techniki i etapy pośredniego poznania rzeczywistości.

Metody i formy poznania na poziomie teoretycznym, w zależności od pełnionych funkcji, można podzielić na dwie grupy. Do pierwszej grupy zaliczają się metody i formy poznania, za pomocą których tworzony i badany jest wyidealizowany przedmiot, reprezentujący podstawowe, określające relacje i właściwości, jakby w „czystej” formie. Drugą grupę stanowią metody konstruowania i uzasadniania wiedzy teoretycznej, która dana jest w formie hipotezy, która w efekcie uzyskuje status teorii.

Do metod konstruowania i badania wyidealizowanego obiektu należą: abstrakcja, idealizacja, formalizacja, eksperyment myślowy, modelowanie matematyczne.

a) Abstrakcja i idealizacja. Pojęcie obiektu wyidealizowanego

Wiadomo, że każda teoria naukowa bada albo pewien fragment rzeczywistości, pewien obszar tematyczny, albo pewną stronę, jeden z aspektów rzeczywistych rzeczy i procesów. Jednocześnie teoria zmuszona jest abstrahować od tych aspektów badanych przez siebie przedmiotów, które jej nie interesują. Ponadto teoria jest często zmuszona abstrahować od pewnych różnic w przedmiotach, które bada, pod pewnymi względami. Z psychologicznego punktu widzeniaproces mentalnej abstrakcji od pewnych aspektów, właściwości badanych obiektów, od pewnych relacji między nimi nazywa się abstrakcją.Mentalnie zidentyfikowane właściwości i relacje pojawiają się na pierwszym planie, wydają się niezbędne do rozwiązania problemów i stanowią przedmiot badań.

Proces abstrakcji w wiedzy naukowej nie jest arbitralny. Przestrzega pewnych zasad. Jedną z tych zasad jest przestrzeganieprzedział abstrakcji.Przedział abstrakcji to granice racjonalnej ważności danej abstrakcji, warunki jej „obiektywnej prawdziwości” oraz granice stosowalności, ustalone na podstawie informacji uzyskanych środkami empirycznymi lub logicznymi. Przedział abstrakcji zależy po pierwsze odprzydzielone zadanie poznawcze;po drugie, musi być to, od czego odwraca się uwagę w procesie pojmowania przedmiotu do nieznajomych (według jasno określonych kryteriów) dla konkretnego abstrahowanego obiektu; po trzecie, badacz musi wiedzieć, w jakim stopniu dana abstrakcja ma moc prawną.

Metoda abstrakcji polega na opracowaniu koncepcyjnym i koncepcyjnym montażu obiektów podczas badania złożonych obiektów.Rozwój koncepcyjnyoznacza ukazanie tego samego początkowego przedmiotu badań w różnych płaszczyznach mentalnych (projekcjach) i w związku z tym znalezienie dla niego wielu przedziałów abstrakcji. I tak np. w mechanice kwantowej ten sam obiekt (cząstka elementarna) można naprzemiennie przedstawić w dwóch projekcjach: jednej jako korpuskuły (w niektórych warunkach eksperymentalnych), a następnie jako fali (w innych warunkach). Rzuty te są ze sobą logicznie niezgodne, ale dopiero razem wyczerpują wszystkie niezbędne informacje o zachowaniu cząstek.

Budowa koncepcyjnareprezentacja obiektu w wielowymiarowej przestrzeni poznawczej poprzez ustanowienie logicznych powiązań i przejść pomiędzy różnymi interwałami, tworzących pojedynczą konfigurację semantyczną. Zatem w mechanice klasycznej to samo zdarzenie fizyczne może zostać odzwierciedlone przez obserwatora w różnych układach w postaci odpowiedniego zestawu prawd eksperymentalnych. Te różne projekcje mogą jednak tworzyć pojęciową całość dzięki „regułom transformacji Galileusza”, rządzącym sposobami przechodzenia z jednej grupy twierdzeń do drugiej.

Abstrakcja jako najważniejsza technika działalności poznawczej człowieka znajduje szerokie zastosowanie na wszystkich etapach działalności naukowej i poznawczej, w tym także na poziomie wiedzy empirycznej. Na jego podstawie tworzone są obiekty empiryczne. Jak zauważył V.S. Stepin, obiekty empiryczne są abstrakcjami, które oddają cechy rzeczywistych obiektów doświadczenia. Są to pewne schematyzacje fragmentów prawdziwy świat. Każdą cechę, której „nośnikiem” jest przedmiot empiryczny, można odnaleźć w odpowiednich przedmiotach realnych (ale nie odwrotnie, gdyż przedmiot empiryczny reprezentuje nie wszystkie, a jedynie pewne znaki przedmiotów realnych, oderwanych od rzeczywistości zgodnie z zasadą zadania poznania i praktyki). Obiekty empiryczne stanowią znaczenie takich terminów w języku empirycznym, jak „Ziemia”, „przewód przewodzący prąd”, „odległość Ziemi od Księżyca” itp.

Obiekty teoretyczne, w odróżnieniu od empirycznych, to nie tylko abstrakcje, ale idealizacje, „logiczne rekonstrukcje rzeczywistości”. Można im nadać nie tylko cechy odpowiadające właściwościom i związkom rzeczywistych obiektów, ale także cechy, których nie posiada żaden taki obiekt. Obiekty teoretyczne tworzą znaczenie takich terminów jak „punkt”, „gaz doskonały”, „ciało doskonale czarne” itp.

W badaniach logicznych i metodologicznych obiekty teoretyczne nazywane są czasami konstruktami teoretycznymi, a także obiektami abstrakcyjnymi. Obiekty tego rodzaju służą jako najważniejszy sposób zrozumienia rzeczywistych obiektów i relacji między nimi.Nazywa się je obiektami wyidealizowanymi, a proces ich tworzenia nazywa się idealizacją. Idealizacja to zatem proces tworzenia mentalnych obiektów, warunków, sytuacji, które w rzeczywistości nie istnieją, poprzez mentalną abstrakcję od niektórych właściwości realnych obiektów i relacji między nimi lub nadawanie przedmiotom i sytuacjom tych właściwości, których w rzeczywistości nie posiadają lub nie mogą posiadać , w celu głębszego i dokładniejszego poznania rzeczywistości.

Tworzenie wyidealizowanego obiektu z konieczności obejmuje abstrakcję, abstrakcję od szeregu aspektów i właściwości konkretnych badanych obiektów. Ale jeśli ograniczymy się tylko do tego, nie otrzymamy jeszcze żadnego integralnego obiektu, a po prostu zniszczymy prawdziwy przedmiot lub sytuację. Po abstrakcji pozostaje jeszcze wyeksponować interesujące nas właściwości, wzmocnić je lub osłabić, połączyć i przedstawić jako właściwości jakiegoś niezależnego obiektu, który istnieje, funkcjonuje i rozwija się według własnych praw. A osiąga się to w wyniku używaniametoda idealizacji.

Idealizacja pomaga badaczowi wyodrębnić w czystej postaci te aspekty rzeczywistości, które go interesują. W wyniku idealizacji przedmiot nabiera właściwości, które nie są wymagane w doświadczeniu empirycznym. W przeciwieństwie do zwykłej abstrakcji idealizacja kładzie nacisk nie na operacje abstrakcji, ale na mechanizm uzupełnienie . Idealizacja daje absolutnie dokładną konstrukcję,konstrukt mentalny, w którym prezentowana jest ta lub inna właściwość, stan ekstremalna, najbardziej wyrazista forma . Twórcze konstrukty, abstrakcyjne obiekty pełnią rolęidealny model.

Dlaczego w poznaniu konieczne jest posługiwanie się obiektami abstrakcyjnymi (konstruktami teoretycznymi)? Faktem jest, że obiekt rzeczywisty jest zawsze złożony, przeplatają się w nim istotne i drugorzędne dla danego badacza właściwości, niezbędne regularne zależności przesłaniają przypadkowe. Konstrukty, modele idealne, to obiekty posiadające niewielką liczbę specyficznych i istotnych właściwości oraz posiadające stosunkowo prostą budowę.

Badacz , w oparciu o stosunkowo prosty wyidealizowany obiekt, dają głębsze i Pełny opis te imprezy. Poznanie przenosi się z konkretnych obiektów na ichabstrakcyjne, idealne modele, które stając się coraz dokładniejsze, doskonałe i liczne, stopniowo dają nam coraz bardziej adekwatny obraz konkretnych obiektów. To powszechne użycie wyidealizowanych obiektów jest jednym z najbardziej powszechnych charakterystyczne cechy poznanie ludzkie.

Należy zaznaczyć, że idealizacja stosowana jest zarówno na poziomie empirycznym, jak i teoretycznym. Przedmioty, do których odnoszą się twierdzenia naukowe, są zawsze obiektami wyidealizowanymi. Nawet w przypadkach, gdy posługujemy się empirycznymi metodami poznania – obserwacją, pomiarem, eksperymentem, wyniki tych procedur odnoszą się bezpośrednio do obiektów wyidealizowanych i tylko dzięki temu, że obiekty wyidealizowane na tym poziomie są abstrakcyjnymi modelami rzeczy rzeczywistych, dane procedury empiryczne można przypisać do rzeczywistych pozycji.

Jednak rola idealizacji gwałtownie wzrasta podczas przejścia od empirycznego do teoretycznego poziomu wiedzy naukowej. Współczesna teoria hipotetyczno-dedukcyjna opiera się na pewnej podstawie empirycznej – zbiorze faktów wymagających wyjaśnienia i powodujących konieczność stworzenia teorii. Jednak teoria nie jest prostym uogólnieniem faktów i nie można z nich logicznie wywnioskować. Aby umożliwić stworzenie specjalnego systemu pojęć i twierdzeń, zwanego teorią, najpierw wprowadzamywyidealizowany przedmiot, będący abstrakcyjnym modelem rzeczywistości, obdarzonym niewielką ilościąwłaściwości i ma stosunkowo prostą konstrukcję. Ten wyidealizowany przedmiot wyraża specyfikę i istotne cechy obszaru badanych zjawisk. To wyidealizowany przedmiot umożliwia stworzenie teorii. Teorie naukowe wyróżniają się przede wszystkim wyidealizowanymi obiektami, na których się opierają. W szczególnej teorii względności wyidealizowany obiekt jest abstrakcyjnym pseudoeuklidesowym, czterowymiarowym zbiorem współrzędnych i chwil czasu, pod warunkiem, że nie ma pola grawitacyjnego. Mechanikę kwantową charakteryzuje wyidealizowany obiekt, reprezentowany w przypadku zbioru n cząstek przez falę w n-wymiarowej przestrzeni konfiguracyjnej, której właściwości są powiązane z kwantem działania.

Pojęcia i twierdzenia teorii są wprowadzane i formułowane właśnie jako cechy jej wyidealizowanego przedmiotu. Podstawowe właściwości wyidealizowanego obiektu opisuje układ podstawowych równań teorii. Różnica w wyidealizowanych przedmiotach teorii prowadzi do tego, że każda teoria hipotetyczno-dedukcyjna ma swój własny, specyficzny układ równań podstawowych. W mechanice klasycznej mamy do czynienia z równaniami Newtona, w elektrodynamice z równaniami Maxwella, w teorii względności z równaniami Einsteina itp. Wyidealizowany obiekt zapewnia interpretację pojęć i równań teorii. Wyjaśnienie równań teorii, ich eksperymentalne potwierdzenie i korekta prowadzą do wyjaśnienia wyidealizowanego obiektu lub nawet do jego zmiany. Zastąpienie wyidealizowanego obiektu teorii oznacza reinterpretację podstawowych równań teorii. Żadna teoria naukowa nie może zagwarantować, że jej równania wcześniej czy później nie zostaną poddane reinterpretacji. W niektórych przypadkach dzieje się to stosunkowo szybko, w innych później. długi czas. I tak na przykład w doktrynie ciepła pierwotny wyidealizowany obiekt - kaloryczny - został zastąpiony innym - zbiorem losowo poruszających się punktów materialnych. Czasami modyfikacja lub zastąpienie wyidealizowanego obiektu teorii nie zmienia znacząco postaci jej podstawowych równań. W tym przypadku często mówi się, że teoria pozostaje ta sama, zmienia się jednak jej interpretacja. Oczywiste jest, że można to powiedzieć jedynie przy formalistycznym rozumieniu teorii naukowej. Jeżeli przez teorię rozumiemy nie tylko pewne wzory matematyczne, ale także pewną interpretację tych wzorów, to zmianę wyidealizowanego obiektu należy uznać za przejście do nowej teorii.

b) sposoby konstruowania wyidealizowanego obiektu A

Jakie są sposoby kształtowania wyidealizowanego obiektu. W metodologii badań naukowych wyróżnia się co najmniej trzy z nich:

1. Można abstrahować od niektórych właściwości obiektów rzeczywistych, zachowując jednocześnie ich inne właściwości i wprowadzając obiekt, który posiada tylko te pozostałe właściwości. Na przykład w Newtonowskiej mechanice nieba abstrahujemy od wszystkich właściwości Słońca i planet i wyobrażamy sobie je jako poruszające się punkty materialne, które mają jedynie masę grawitacyjną. Nie interesuje nas ich wielkość, budowa, skład chemiczny itp. Słońce i planety pełnią tu jedynie rolę nośników pewnych mas grawitacyjnych, tj. w postaci wyidealizowanych obiektów.

2. Czasami przydatne okazuje się abstrahowanie od pewnych relacji badanych obiektów względem siebie. Za pomocą takiej abstrakcji powstaje na przykład koncepcja gazu doskonałego. W gazach rzeczywistych zawsze tak jest pewna interakcja pomiędzy cząsteczkami. Abstrahując od tej interakcji i rozważając cząstki gazu jako posiadające tylko energia kinetyczna i oddziałując tylko po zderzeniu, otrzymujemy wyidealizowany obiekt - gaz doskonały. W naukach społecznych, badając poszczególne aspekty życia społecznego, poszczególne zjawiska i instytucje społeczne, grupy społeczne itp. możemy abstrahować od związków tych partii, zjawisk, grup z innymi elementami życia społecznego.

3. Możemy także przypisywać rzeczywistym obiektom właściwości, których one nie posiadają, lub możemy myśleć o właściwych im właściwościach jako o jakiejś granicznej wartości. Tak więc na przykład w optyce powstają specjalne wyidealizowane obiekty - całkowicie czarne ciało i idealne lustro. Wiadomo, że wszystkie ciała w większym lub mniejszym stopniu mają zarówno zdolność odbijania części energii padającej na swoją powierzchnię, jak i zdolność pochłaniania części tej energii. Kiedy zwiększymy właściwość odbicia do maksymalnej wartości, otrzymamy idealne zwierciadło - wyidealizowany obiekt, którego powierzchnia odbija całą padającą na niego energię. Zwiększając właściwość absorpcji, w granicznym przypadku otrzymujemy ciało absolutnie czarne - wyidealizowany obiekt, który pochłania całą padającą na niego energię.

Wyidealizowanym obiektem może być każdy realny obiekt, który powstał w nieistniejących, idealnych warunkach. W ten sposób powstaje pojęcie bezwładności. Załóżmy, że pchamy wózek po drodze. Wózek porusza się przez jakiś czas po pchnięciu, a następnie zatrzymuje się. Sposobów na wydłużenie drogi pokonywanej przez wózek po pchnięciu jest wiele, np. smarowanie kół, wyrównywanie drogi itp. Im łatwiej koła się obracają i im gładsza jest droga, tym dłużej wózek będzie się poruszał. W drodze eksperymentów ustalono, że im mniejsze zewnętrzne wpływy na poruszające się ciało (w tym przypadku tarcie), tym dłuższa droga, jaką przebywa to ciało. Oczywiste jest, że niemożliwe jest wyeliminowanie wszystkich wpływów zewnętrznych na poruszające się ciało. W rzeczywistych sytuacjach poruszające się ciało będzie nieuchronnie poddane wpływowi innych ciał. Nietrudno jednak wyobrazić sobie sytuację, w której wykluczone zostaną wszelkie wpływy. Można stwierdzić, że w tak idealnych warunkach poruszające się ciało będzie poruszać się w nieskończoność, a jednocześnie równomiernie i prostoliniowo.

c) Formalizacja i modelowanie matematyczne

Najważniejszy sposób konstruowania i badania ideału obiekt teoretyczny Jest formalizowanie Formalizacja w szerokim tego słowa znaczeniu jest rozumiana jako metoda badania szerokiej gamy obiektów poprzez ukazanie ich treści i struktury w formie symbolicznej, przy użyciu szerokiej gamy sztucznych języków.

Operacje na obiektach sformalizowanych oznaczają operacje na symbolach. W wyniku formalizacji symbole można traktować jako konkretne obiekty fizyczne. Zastosowanie symboliki zapewnia pełny ogląd określonego obszaru problemów, zwięzłość i przejrzystość zapisu wiedzy oraz pozwala uniknąć dwuznaczności terminów.

Wartość poznawcza formalizacji polega na tym, że jest ona środkiem usystematyzowania i wyjaśnienia logicznej struktury teorii. Rekonstrukcja teorii naukowej w sformalizowanym języku pozwala prześledzić logiczne powiązania pomiędzy różnymi zapisami teorii, zidentyfikować cały zespół przesłanek i podstaw, na podstawie których jest ona rozwijana, co pozwala wyjaśnić niejasności i niepewności i zapobiegania sytuacjom paradoksalnym. Formalizacja teorii pełni także wyjątkowe funkcje ujednolicające i uogólniające, pozwalając na ekstrapolację szeregu założeń teoretycznych na całe klasy teorii naukowych i wykorzystanie aparatu formalnego do syntezy nieznanych wcześniej powiązane teorie. Jedną z najcenniejszych zalet formalizacji są jej możliwości heurystyczne, w szczególności możliwość wykrycia i udowodnienia nieznanych wcześniej właściwości badanych obiektów.

Istnieją dwa typy sformalizowanych teorii: w pełni sformalizowane i częściowo sformalizowaneteorie. Teorie w pełni sformalizowane konstruowane są w formie aksjomatycznie dedukcyjnej z wyraźnym wskazaniem języka formalizacji i użyciem jasnych środków logicznych. W teoriach częściowo sformalizowanych język i środki logiczne stosowane do rozwijania danej dyscypliny naukowej nie są jednoznacznie ustalone. Na obecnym etapie rozwoju nauki dominują w niej teorie częściowo sformalizowane.

Metoda formalizacji kryje w sobie ogromne możliwości heurystyczne. W procesie formalizacji poprzez rekonstrukcję języka teorii nauki, a nowy typ konstrukcje pojęciowe, które otwierają możliwości uzyskania nowych, czasem najbardziej nieoczekiwanych konsekwencji, poprzez czysto sformalizowane działania. Proces formalizacji jest twórczy. Począwszy od pewnego poziomu uogólnienia faktów naukowych, formalizacja je przekształca, odsłania w nich takie cechy, które nie zostały zapisane na poziomie treściowo-intuicyjnym. Y. L. Ershov w swoich pracach poświęconych używaniu języków sformalizowanych podaje szereg kryteriów potwierdzających, że za pomocą formalizowania teorii można uzyskać nietrywialne konsekwencje, których nawet nie podejrzewano, dopóki nie ograniczono ich do treści – intuicyjne formułowanie teorii w języku naturalnym. Tym samym sformułowanie aksjomatu wyboru początkowo nie budziło wątpliwości. I dopiero jej użycie (w połączeniu z innymi aksjomatami) w systemie formalnym, pretendującym do aksjomatyzowania i formalizowania teorii mnogości, ujawniło, że prowadzi to do szeregu paradoksalnych konsekwencji, które poddają w wątpliwość możliwości jej zastosowania. W fizyce, próbując aksjomatyzować teorię pola, wyodrębnienie pewnych twierdzeń o jakości jej aksjomatów doprowadziło do otrzymania duża liczba konsekwencje odpowiednie do wyjaśnienia danych eksperymentalnych.

Tworzenie sformalizowanych opisów ma samo w sobie wartość nie tylko poznawczą, ale jest warunkiem ich wykorzystania na poziomie teoretycznymmodelowanie matematyczne. Modelowanie matematyczne to teoretyczna metoda badania wzorców ilościowych polegająca na tworzeniu systemu znaków składającego się ze zbioru abstrakcyjnych obiektów (wielkości matematyczne, zależności), którepozwalają na różne interpretacje. Modelowanie matematyczne jako metoda teoretyczna znalazła szerokie zastosowanie pod koniec lat 40. XX wieku. w naukach indywidualnych oraz w badaniach interdyscyplinarnych. Podstawą metody modelowania matematycznego jest konstrukcjamodel matematyczny. Model matematyczny to struktura formalna składająca się ze zbioru obiektów matematycznych. O znaczeniu metody matematycznej w budowaniu teorii decyduje fakt, że wykazując pewne właściwości ilościowe i zależności oryginału, w pewien sposób go zastępuje, a manipulacja tym modelem dostarcza głębszych i pełniejszych informacji o oryginale .

W najprostszym przypadku model jest oddzielnyobiekt matematyczny, czyli taka struktura formalna, za pomocą której można przejść od empirycznie uzyskanych wartości niektórych parametrów badanego obiektu materialnego do wartości innych bez uciekania się do eksperymentu. Na przykład, mierząc obwód obiektu kulistego, użyj wzoru do obliczenia objętości tego obiektu.

Naukowcy ustalili, że aby obiekt mógł być skutecznie badany za pomocą modeli matematycznych, musi posiadać szereg specjalnych właściwości. Po pierwsze, relacje w nim zawarte muszą być dobrze znane; po drugie, należy określić ilościowo istotne dla obiektu właściwości (a ich liczba nie powinna być zbyt duża); i po trzecie, w zależności od celu badania, dla danego zestawu relacji muszą być znane formy zachowania obiektu (które wyznaczają prawa, na przykład fizyczne, biologiczne, społeczne).

W zasadzie każda struktura matematyczna (lub system abstrakcyjny) zyskuje status modelu dopiero wtedy, gdy możliwe jest stwierdzenie faktu istnienia analogii o charakterze strukturalnym, substratowym lub funkcjonalnym pomiędzy nią a badanym obiektem (lub systemem). Innymi słowy, musi istnieć pewna spójność uzyskana w wyniku doboru i „wzajemnego dopasowania” modelu i odpowiadającego mu „fragmentu rzeczywistości”. Spójność ta istnieje tylko w pewnym przedziale abstrakcji. W większości przypadków analogia między systemem abstrakcyjnym a systemem rzeczywistym wiąże się z relacją izomorfizmu między nimi, określoną w ramach ustalania przedziału abstrakcji. Aby zbadać system rzeczywisty, badacz zastępuje go (aż do izomorfizmu) systemem abstrakcyjnym o tych samych relacjach. Tym samym problem badawczy staje się czysto matematyczny. Na przykład rysunek może służyć jako model do przedstawienia właściwości geometrycznych mostu, a zestaw wzorów stanowiących podstawę do obliczenia wymiarów mostu, jego wytrzymałości, powstających w nim naprężeń itp. może służyć jako model do wystawienia właściwości fizyczne most.

Stosowanie modeli matematycznych jest efektywny sposób wiedza. Już samo przełożenie dowolnego problemu jakościowego na jasny, jednoznaczny i bogaty w swoje możliwości język matematyki pozwala spojrzeć na problem badawczy w nowym świetle i doprecyzować jego treść. Jednak matematyka odkrywa także coś więcej. Charakterystyczną cechą wiedzy matematycznej jest stosowanie metody dedukcyjnej, tj. manipulowanie obiektami według określonych zasad i uzyskiwanie w ten sposób nowych wyników.

Według Tarasowa (s. 91-94)

Idealizacja, abstrakcja- zastąpienie poszczególnych właściwości obiektu lub całego obiektu symbolem lub znakiem, odwrócenie uwagi od czegoś w celu uwypuklenia czegoś innego. Idealne obiekty w nauce odzwierciedlają stabilne połączenia i właściwości obiektów: masę, prędkość, siłę itp. Jednak idealne obiekty mogą nie mieć prawdziwych prototypów w świecie obiektywnym, tj. W miarę rozwoju wiedzy naukowej niektóre abstrakcje można tworzyć na podstawie innych, bez uciekania się do praktyki. Dlatego też dokonuje się rozróżnienia pomiędzy empirycznymi i idealnymi obiektami teoretycznymi.

Idealizacja jest warunkiem koniecznym do zbudowania teorii, gdyż system wyidealizowanych, abstrakcyjnych obrazów determinuje specyfikę danej teorii. System teoretyczny rozróżnia podstawowe i pochodne wyidealizowane pojęcia. Na przykład w mechanice klasycznej głównym wyidealizowanym obiektem jest układ mechaniczny jako oddziaływanie punktów materialnych.

Ogólnie rzecz biorąc, idealizacja pozwala dokładnie nakreślić cechy obiektu i abstrahować od nieistotnych i niejasnych właściwości. Daje to ogromne możliwości wyrażania myśli. W związku z tym powstają specjalne języki nauki, które przyczyniają się do budowy złożonych abstrakcyjnych teorii i ogólnie procesu poznania.

Formalizowanie - operowanie znakami zredukowanymi do uogólnionych modeli, abstrakcyjnych wzorów matematycznych. Wyprowadzanie niektórych wzorów z innych odbywa się według ścisłych zasad logiki i matematyki, co jest formalnym badaniem głównych cech strukturalnych badanego obiektu.

Modelowanie opiera się na analogiach właściwości i zależności pomiędzy oryginałem a modelem. Po przestudiowaniu zależności istniejących pomiędzy wielkościami opisującymi model, przenosi się je następnie do oryginału i w ten sposób wyciąga wiarygodny wniosek na temat zachowania się tego ostatniego.

Modelowanie jako metoda wiedzy naukowej opiera się na zdolności człowieka do abstrakcji badanych cech lub właściwości różnych obiektów i zjawisk oraz ustalenia określonych relacji między nimi.

Chociaż naukowcy stosowali tę metodę od dawna, dopiero od połowy XIX wieku. modelowanie zyskuje duże uznanie wśród naukowców i inżynierów. W związku z rozwojem elektroniki i cybernetyki modelowanie staje się niezwykle efektywną metodą badawczą.

Dzięki zastosowaniu modelowania wzorców rzeczywistości, które w oryginale można było badać jedynie poprzez obserwację, stają się one dostępne dla badań eksperymentalnych. Powstaje możliwość wielokrotnego powtarzania się w modelu zjawisk odpowiadających unikalnym procesom przyrody lub życia społecznego.

Jeśli spojrzymy na historię nauki i techniki z punktu widzenia stosowania określonych modeli, to możemy stwierdzić, że we wczesnych stadiach rozwoju nauki i technologii stosowano modele materiałowe, wizualne. Następnie stopniowo, jedna po drugiej, traciły konkretne cechy oryginału, a ich zgodność z oryginałem nabierała coraz bardziej abstrakcyjnego charakteru. Obecnie wszystko wyższa wartość nabywa poszukiwania modeli opartych na podstawach logicznych. Istnieje wiele możliwości klasyfikacji modeli. Naszym zdaniem najbardziej przekonująca opcja to:

a) modele naturalne (istniejące w przyrodzie w swojej naturalnej postaci). Jak dotąd żadna ze struktur stworzonych przez człowieka nie może konkurować ze strukturami naturalnymi pod względem złożoności problemów, które rozwiązują. Jest nauka bionika , którego celem jest badanie unikalnych modeli naturalnych w celu dalszego wykorzystania zdobytej wiedzy w tworzeniu sztucznych urządzeń. Wiadomo np., że twórcy modelu kształtu łodzi podwodnej przyjęli za analogię kształt ciała delfina, przy projektowaniu pierwszego samolotu wykorzystano model rozpiętości skrzydeł ptaków itp.;

b) modele materiałowo-techniczne (w zmniejszeniu lub powiększeniu, całkowicie odtwarzające oryginał). Jednocześnie eksperci wyróżniają (88. s. 24-25): a) modele tworzone w celu odtworzenia właściwości przestrzennych badanego obiektu (makiety domów, budynków dzielnicowych itp.); b) modele odtwarzające dynamikę badanych obiektów, zależności regularne, wielkości, parametry (modele samolotów, statków, platanów itp.).

Wreszcie istnieje trzeci typ modeli - c) modele symboliczne, w tym matematyczne. Modelowanie znaków pozwala uprościć badany przedmiot i uwypuklić w nim te zależności strukturalne, które najbardziej interesują badacza. Przegrywając z modelami materiałowo-technicznymi pod względem przejrzystości, modele ikoniczne zyskują dzięki głębszej penetracji struktury badanego fragmentu obiektywnej rzeczywistości.

Zatem za pomocą systemów znaków można zrozumieć istotę tak złożonych zjawisk, jak budowa jądra atomowego, cząstek elementarnych i Wszechświata. Dlatego stosowanie modeli symbolicznych jest szczególnie ważne w tych obszarach nauki i technologii, gdzie zajmują się one badaniem niezwykle ogólnych powiązań, relacji i struktur.

Możliwości modelowania symbolicznego szczególnie rozszerzyły się wraz z pojawieniem się komputerów. Pojawiły się opcje konstruowania złożonych modeli matematyczno-znakowych, które pozwalają wybrać najbardziej optymalne wartości ilości badanych złożonych procesów rzeczywistych i przeprowadzić na nich długoterminowe eksperymenty.

W toku badań często pojawia się potrzeba konstruowania różnych modeli badanych procesów, od rzeczywistych po modele pojęciowe i matematyczne.

Ogólnie rzecz biorąc, „budowa modeli nie tylko wizualnych, ale także koncepcyjnych i matematycznych towarzyszy procesowi badań naukowych od jego początku do końca, umożliwiając uwzględnienie głównych cech badanych procesów w jednym systemie wizualnych i matematycznych obrazy abstrakcyjne” (70. s. 96).

Metoda historyczno-logiczna : pierwszy odtwarza rozwój obiektu, biorąc pod uwagę wszystkie czynniki na niego działające, drugi odtwarza tylko to, co najważniejsze w podmiocie w procesie rozwoju. Metoda logiczna odtwarza historię powstania, powstawania i rozwoju obiektu, że tak powiem, w jego „czystej formie”, zasadniczo bez uwzględnienia okoliczności, które się na to składają. Oznacza to, że metoda logiczna jest wyprostowaną, uproszczoną (bez utraty istoty) wersją metody historycznej.

W procesie poznania należy kierować się zasadą jedności metod historycznych i logicznych: badanie przedmiotu należy rozpocząć od tych aspektów, relacji, które historycznie poprzedzały inne. To tak, jakby za pomocą logicznych pojęć powtórzyć historię rozwoju tego poznawalnego zjawiska.

Ekstrapolacja - kontynuacja w przyszłość trendów, których wzorce w przeszłości i teraźniejszości są dość dobrze znane. Zawsze uważano, że z przeszłości można wyciągnąć wnioski na przyszłość, ponieważ ewolucja materii nieożywionej, żywej i społecznej opiera się na ściśle określonych procesach rytmicznych.

Modelowanie - przedstawienie badanego obiektu w uproszczonej, schematycznej formie, wygodnej do wyciągania wniosków predykcyjnych. Przykładem jest układ okresowy Mendelejewa (więcej szczegółów na temat modelowania można znaleźć powyżej).

Ekspertyza - prognozowanie na podstawie oceny ekspertyzy - ( osoby, grupy, organizacje), w oparciu o obiektywne stwierdzenie perspektyw odpowiedniego zjawiska.

Trzy wymienione metody wydają się wzajemnie uzupełniać. Każda ekstrapolacja jest w pewnym stopniu modelem i oszacowaniem. Każdy model predykcyjny jest oszacowaniem plus ekstrapolacją. Każda ocena predykcyjna implikuje ekstrapolacja i symulacja mentalna.

Jak również inne prace, które mogą Cię zainteresować
46452.		Główne etapy tworzenia koncepcji	16,16 kB
	Pierwszy etap objawia się w zachowaniu małego dziecka - tworzeniu się nieuformowanego i nieuporządkowanego zbioru, selekcji stosu dowolnych obiektów, które dziecko podkreśla bez wystarczającej podstawy wewnętrznej. Pierwszy etap powstawania synkretycznego niepodzielnego obrazu lub stosu przedmiotów. Dziecko wybiera losowo grupę nowych obiektów za pomocą oddzielnych prób, które zastępują się nawzajem w przypadku wykrycia ich błędu. Drugi etap polega na tworzeniu synkretycznego obrazu lub zbioru obiektów na podstawie...
46454.		Kultura mowy jest warunkiem koniecznym działalności zawodowej	16,27 kB
	Kultura emocjonalna obejmuje zdolność do regulowania siebie zdrowie psychiczne zrozumieć stan emocjonalny rozmówca radzi sobie z emocjami, łagodzi stany lękowe, przezwycięża wahania w nawiązaniu kontaktu emocjonalnego. Kultura wypowiedzi zawodowej obejmuje: opanowanie terminologii danej specjalności; umiejętność budowania wypowiedzi na temat profesjonalny; umiejętność organizowania i prowadzenia dialogu zawodowego; umiejętność komunikowania się z osobami niebędącymi specjalistami w kwestiach zawodowych. Znajomość terminologii...
46456.		Analiza i diagnostyka kosztów przedsiębiorstwa	16,34 kB
	Koszty tworzące koszt produkcji grupuje się zgodnie z ich ekologicznością według następujących elementów: koszty materiałów; koszty pracy; składki na potrzeby społeczne; amortyzacja środków trwałych; Koszty materiałów stanowią największy element kosztów produkcji. Ich udział w kosztach ogółem wynosi 6080, jedynie w przemyśle wydobywczym jest on niewielki. Skład kosztów materiałowych jest niejednorodny i obejmuje koszt surowców pomniejszony o koszt odpadów zwrotnych w cenie ich...
46457.		Frazeologia jako dziedzina językoznawstwa: rodzaje wyrażeń frazeologicznych (adhezje, jedność, kombinacje) i zasady ich izolacji	16,4 kB
	Frazeologia jako dziedzina językoznawstwa: rodzaje wyrażeń frazeologicznych, fuzja jedności kombinacji i zasady ich izolowania. Te słowa tworzą dowolne kombinacje. Inne słowa mają ograniczenia w możliwościach kombinacji. Takie kombinacje nazywane są jednostkami frazeologicznymi.
46458.		ZSRR w połowie lat 60. - połowie lat 80. (neostalinizm, stagnacja, kryzys ustroju)	16,42 kB
	Reforma gospodarcza, której opracowanie i wdrożenie wiązało się z nazwiskiem Prezesa Rady Ministrów ZSRR A. Impas jest niebezpieczny, ponieważ dystans pomiędzy rozwiniętymi gospodarkami świata a gospodarką ZSRR został stale wzrasta. Ich ideologicznym uzasadnieniem była koncepcja rozwiniętego socjalizmu, zgodnie z którą powolne, systematyczne, stopniowe doskonalenie budowanego w ZSRR realnego socjalizmu całkowicie i ostatecznie zajmie całość epoka historyczna. koncepcja ta została prawnie zapisana w preambule nowej konstytucji ZSRR.
46459.		Procedury upadłościowe	16,43 kB
	Monitoring to postępowanie mające na celu zapewnienie bezpieczeństwa majątku dłużnika i przeprowadzenie dokładnej analizy jego kondycji finansowej w celu znalezienia możliwości przywrócenia wypłacalności przedsiębiorstwa. Tej procedury następuje z chwilą przyjęcia przez Sąd Arbitrażowy wniosku o ogłoszenie upadłości dłużnika na okres do 7 miesięcy. dokumenty wykonawcze wydawane na ich podstawie decyzje sądowe; wypłata dywidend jest zabroniona; Niedopuszczalne jest wygaśnięcie zobowiązań pieniężnych dłużnika poprzez potrącenie...
46460.		Elkonin. Psychologia uczenia się dla młodszych uczniów	16,45 kB
	Psychologia wychowania uczniów szkół podstawowych Wprowadzenie Szkoła podstawowa stawia sobie za zadanie kształtowanie umiejętności przyswajania systemu wiedzy naukowej, staje się etapem przygotowawczym organicznie powiązanym ze wszystkimi innymi wyższymi poziomami edukacji. Głównym rezultatem badań jest potwierdzona eksperymentalnie możliwość kształtowania, w określonych warunkach uczenia się, znacznie więcej wysoki poziom rozwój umysłowy w dzieciństwie wiek szkolny. Czynnikami determinującymi w tym przypadku są treść szkolenia i organicznie z nią związana...

Metody poznania naukowego –„zestaw technik i operacji służących praktycznemu i teoretycznemu rozwojowi rzeczywistości”

Zwyczajowo dzieli się metody poznania na empiryczne i teoretyczne.

Abstrakcja, idealizacja, formalizacja, modelowanie dotyczą wiedzy teoretycznej i mają na celu utworzenie holistycznego obrazu procesu, wiedzy o istocie badanych obiektów.

Idealizacja, abstrakcja – wymiana poszczególnych właściwości obiektu lub całego obiektu symbol lub znak, odwrócenie uwagi od czegoś w celu podkreślenia czegoś innego. Idealne obiekty w nauce odzwierciedlają zrównoważony połączenia i właściwości obiektów: masa, prędkość, siła itp. Ale obiekty idealne móc nie mam realne prototypy w świecie obiektywnym, tj. w miarę rozwoju wiedzy naukowej niektóre abstrakcje mogą być tworzone z innych bez możliwości odwołaniaćwiczyć. Dlatego rozróżniają empiryczny I doskonały obiekty teoretyczne.

Idealizacja jest niezbędne wstępne stan budowanie teorii, gdyż system wyidealizowanych, abstrakcyjnych obrazów determinuje specyfikę tej teorii. W systemie teoretycznym są podstawowy I pochodne wyidealizowane koncepcje. Na przykład w mechanice klasycznej głównym wyidealizowanym obiektem jest układ mechaniczny interakcja materiału zwrotnica.

Ogólnie idealizacja pozwala dokładnie zarysować znaki przedmiotu, odwracają uwagę od nieistotnych i niejasnych właściwości. Zapewnia to ogromne pojemność wyrazy myśli. W związku z tym powstają specjalne języki nauki, co przyczynia się do budowy złożonych teorii abstrakcyjnych i procesu poznania w ogóle.

Formalizacja – operowanie znakami zredukowanymi do uogólnionych modeli, abstrakcyjnych wzorów matematycznych. Wyprowadzenie niektórych formuł z innych odbywa się za pomocą ścisły zasady logiki i matematyki, które są formalnym badaniem głównych cech strukturalnych badanego obiektu.

Modelowanie.Model– psychiczne lub materialne wymiana najważniejszych aspektów badany obiekt. Model to specjalnie stworzony przez człowieka obiekt lub system, urządzenie, które pod pewnymi względami naśladuje, reprodukuje rzeczywiste obiekty lub systemy będące przedmiotem badań naukowych.

Modelowanie jako metoda wiedzy naukowej w oparciu o ludzkie możliwości abstrakcyjny badał znaki lub właściwości różnych przedmiotów, zjawisk i ustalał pewne proporcje między nimi.

Chociaż naukowcy używam go od dłuższego czasu tą metodą dopiero od połowy XIX w. modelowanie zwycięża trwałe uznanie od naukowców i inżynierów. W związku z rozwojem elektroniki i cybernetyki modelowanie zamienia się w niezwykle skuteczny metoda badań.

Dzięki wykorzystaniu wzorców modelowania rzeczywistości, które można było badać w oryginale tylko poprzez obserwację stają się dostępne do badań eksperymentalnych. Pojawia się szansa powtórzenie w modelu zjawisk odpowiadających unikalnym procesom przyrody czy życia społecznego.

Jeśli spojrzymy na historię nauki i techniki z punktu widzenia stosowania określonych modeli, to możemy stwierdzić, że we wczesnych stadiach rozwoju nauki i technologii stosowano modele materiałowe, wizualne. Następnie stopniowo, jedna po drugiej, traciły one specyficzne cechy oryginału, a ich zgodność z oryginałem stawała się coraz większa abstrakcyjny postać. Obecnie poszukiwania modeli opierają się na na podstawach logicznych. Istnieje dużo opcji klasyfikacja modeli. Naszym zdaniem najbardziej przekonująca opcja to:

A) naturalny modele (istniejące w przyrodzie w swojej naturalnej postaci). Jak dotąd żadna ze struktur stworzonych przez człowieka nie mogę konkurować z naturalnymi strukturami, w zależności od złożoności rozwiązywanych problemów. Jest nauka bionika, którego celem jest badanie unikalnych modeli przyrodniczych z myślą o dalszym wykorzystaniu zdobytej wiedzy podczas tworzenia sztuczne urządzenia. Wiadomo np., że twórcy modelu kształtu łodzi podwodnej przyjęli za analogię kształt ciała delfina, przy projektowaniu pierwszych pojazdów latających wykorzystano model rozpiętości skrzydeł ptaków itp.;

B) materiałowo-techniczny modele (zmniejszone lub powiększone, w pełni odtwarzające oryginał). Jednocześnie eksperci rozróżniają: a) modele tworzone w celu odtworzenia właściwości przestrzennych badanego obiektu (makiety domów, budynków dzielnicowych itp.); b) modele odtwarzające dynamikę badanych obiektów, zależności regularne, ilości, parametry (modele samolotów, statków, platyny itp.).

Wreszcie istnieje trzeci typ modelu - c) kultowe modele, w tym matematyka. Ikoniczne modelowanie pozwala uproszczać badany przedmiot, podkreśl w nim te relacje strukturalne, które najbardziej zainteresowany badacz. Przegrana z modelami materiałowo-technicznymi w widoczność, kultowe modele wygrać dzięki głębszej penetracji struktury badanego fragmentu obiektywnej rzeczywistości.

Tak, z pomocą systemy znakowe udaje się zrozumieć istotę tak złożone zjawiska, jak budowa jądra atomowego, cząstek elementarnych, Wszechświata. Dlatego wykorzystanie kultowych modeli Szczególnie ważne w tych obszarach nauki i technologii, w których zajmują się badaniem niezwykle ogólne powiązania, relacje, struktury.

Możliwości modelowania symbolicznego szczególnie rozszerzyły się wraz z pojawieniem się komputerów. Pojawiły się opcje konstruowania złożonych modeli matematyczno-znakowych, które umożliwiają wybranie najbardziej optymalnych wartości ilości badanych złożonych procesów rzeczywistych i przeprowadzenie na nich eksperymentów obliczeniowych.

W toku badań często pojawia się potrzeba konstruowania różnych modeli badanych procesów, od rzeczywistych po modele pojęciowe i matematyczne.

15. Poziomy wiedzy naukowej: fakty, idea, hipoteza, teoria, naukowy obraz świata.

Nauka - jest to forma duchowej aktywności ludzi, mająca na celu wytwarzanie wiedzy o przyrodzie, społeczeństwie i samej wiedzy, której bezpośrednim celem jest zrozumienie prawdy i odkrycie obiektywnych praw opartych na uogólnieniu rzeczywistych faktów w ich wzajemnych powiązaniach, w celu antycypacji trendów w kształtowaniu rzeczywistości i przyczynianiu się do jej zmiany.

Empirycznie dominuje żywa kontemplacja (poznanie zmysłowe), element racjonalny i jego formy (sądy, pojęcia) są tu obecne, ale mają znaczenie podrzędne. Znaki wiedzy empirycznej: zbieranie faktów, ich uogólnianie, opis danych obserwacyjnych i eksperymentalnych, ich systematyzacja.

Poziom wiedzy teoretycznej charakteryzuje się przewagą pojęć, teorii, praw. Poznanie zmysłowe nie zostaje wyeliminowane, lecz staje się aspektem podrzędnym.

Podstawową formą wiedzy naukowej jest fakt naukowy. Jako kategoria nauki fakt można uznać za wiarygodną wiedzę o jednostce. Fakty naukowe są genetycznie powiązane z praktyczną działalnością człowieka, wybór faktów stanowiących podstawę nauki ma także związek z codziennym doświadczeniem człowieka. W nauce nie każdy uzyskany wynik uznaje się za fakt, gdyż aby uzyskać obiektywną wiedzę o danym zjawisku, konieczne jest przeprowadzenie wielu procedur badawczych i ich statystyczne opracowanie.

Pomysł reprezentuje nierozerwalną jedność subiektywnej formy pojęcia i jego formy obiektywnej. Taką jedność osiąga się w wysoko rozwiniętych organizmach żywych. Organizm taki z jednej strony jest realnym obiektem, z drugiej zaś działa wyłącznie w oparciu o swoje subiektywne wyobrażenie o sobie i otaczającym go świecie.

Hipoteza - To jest zamierzone rozwiązanie problemu. Z reguły hipoteza jest wstępną, warunkową wiedzą o wzorcu w badanym obszarze lub o istnieniu jakiegoś obiektu. Głównym warunkiem, jaki musi spełniać hipoteza w nauce, jest jej ważność; ta właściwość odróżnia hipotezę od opinii.

Teoria – najwyższa, najbardziej rozwinięta forma organizacji wiedzy naukowej, która zapewnia całościowe odzwierciedlenie praw określonej sfery rzeczywistości i stanowi symboliczny model tej sfery. Model ten jest tak skonstruowany, że podstawą modelu są cechy o charakterze najogólniejszym, inne natomiast podlegają przepisom podstawowym lub są z nich wyprowadzane zgodnie z prawami logicznymi.

Naukowy obraz świata to system teorii naukowych opisujących rzeczywistość. Teoria naukowa- jest to wiedza usystematyzowana w całości. Teorie naukowe wyjaśniają wiele nagromadzonych faktów naukowych i opisują pewien fragment rzeczywistości (na przykład zjawiska elektryczne, ruch mechaniczny, przemiana substancji, ewolucja gatunków itp.) poprzez system praw. Główną różnicą między teorią a hipotezą jest wiarygodność, dowód. Sam termin teoria ma wiele znaczeń. Teoria w sensie ściśle naukowym to system już potwierdzonej wiedzy, który kompleksowo ukazuje strukturę, funkcjonowanie i rozwój badanego obiektu, powiązania wszystkich jego elementów, aspektów i teorii.

Funkcje nauki.

Nauka- jest to forma historycznie ustalona ludzka aktywność, ma na celu poznanie i przekształcenie obiektywnej rzeczywistości, taką duchową produkcję, której efektem są celowo wybrane i usystematyzowane fakty, logicznie zweryfikowane hipotezy, uogólniające teorie, prawa podstawowe i szczegółowe, a także metody badawcze. Nauka jest zarówno systemem wiedzy, jak i jej duchowym wytworem Zajęcia praktyczne na nich oparte.

Funkcje nauki wyróżnia się w zależności od ogólnego przeznaczenia jej gałęzi i ich roli w rozwoju otaczającego świata w konstruktywnym celu.

Funkcje nauki wyróżniają się głównymi rodzajami działalności badaczy, ich głównymi zadaniami, a także zakresem zastosowania zdobytej wiedzy. Zatem główne funkcje nauki można określić jako poznawcze, ideologiczne, przemysłowe, społeczne i kulturowe.

Kognitywny funkcja jest fundamentalna, wynikająca z samej istoty nauki, której celem jest poznanie przyrody, człowieka i społeczeństwa jako całości, a także racjonalne i teoretyczne pojmowanie świata, wyjaśnianie procesów i zjawisk, odkrywanie wzorców i praw, prognozować itp. Ta funkcja sprowadza się do wytwarzania nowej wiedzy naukowej.

Światopogląd Funkcja jest w dużej mierze powiązana z funkcją poznawczą. Są ze sobą powiązane, ponieważ ich celem jest opracowanie naukowego obrazu świata i odpowiedniego światopoglądu. Funkcja ta implikuje także badanie racjonalistycznego stosunku człowieka do świata, rozwój naukowego światopoglądu, co oznacza, że naukowcy (wraz z filozofami) muszą opracować naukowe uniwersalia światopoglądu i odpowiadające im orientacje wartości.

Produkcja funkcja, którą można nazwać także funkcją techniczno-technologiczną, jest niezbędna do wprowadzania innowacji, nowych form organizacji procesów, technologii i innowacji naukowych w branże produkcyjne. Pod tym względem nauka zamienia się w siłę wytwórczą działającą na rzecz społeczeństwa, swego rodzaju sklep, w którym opracowywane i wdrażane są nowe pomysły oraz ich wdrażanie. W związku z tym naukowcy są czasami nazywani nawet tzw pracownicy produkcyjni, co doskonale charakteryzuje produkcyjną funkcję nauki.

Społeczny Funkcja ta zaczęła się ostatnio szczególnie wyróżniać. Dzieje się tak za sprawą osiągnięć rewolucji naukowo-technicznej. Pod tym względem nauka staje się siłą społeczną. Przejawia się to w sytuacjach, gdy dane naukowe są wykorzystywane w rozwoju społeczności i społeczeństwa Rozwój gospodarczy. Ponieważ takie plany i programy mają złożony charakter, ich opracowanie wymaga ścisłej interakcji pomiędzy różnymi gałęziami nauk przyrodniczych, społecznych i technicznych.

Kulturalny Funkcje nauki (lub edukacji) sprowadzają się do tego, że nauka jest rodzajem zjawiska kulturowego, ważny czynnik rozwój człowieka, jego edukacja i wychowanie. Osiągnięcia nauki w istotny sposób wpływają na proces edukacyjny, treść programów edukacyjnych, technologie, metody i formę edukacji. Funkcja ta realizowana jest poprzez system edukacji, media oraz działalność dziennikarsko-edukacyjną naukowców.

Oprócz wymienionych funkcji nie możemy zapominać o grupie tradycyjnych funkcji z nią związanych. Pomiędzy nimi:

Funkcja opisowa – zbieranie i akumulacja danych i faktów. Każda nauka zaczyna się od tej funkcji (etapu), ponieważ można się na tym jedynie opierać duże ilości materiał faktyczny. Tak więc na przykład chemia naukowa mogła pojawić się dopiero wtedy, gdy jej poprzednicy, alchemicy, zgromadzili ogromne zasoby materiał faktyczny o właściwościach chemicznych różnych substancji.

Funkcja wyjaśniająca – mająca na celu identyfikację związków i zależności przyczynowo-skutkowych, konstruowanie tzw. „linii świata” (wyjaśnianie zjawisk i procesów, ich wewnętrznych mechanizmów)

Epistemologiczny funkcjonować; ma na celu zbudowanie systemu obiektywnej wiedzy o właściwościach relacji i procesów obiektywnej rzeczywistości. Funkcja epistemologiczna jest organicznie nieodłączna od nauki jako działalność twórcza aby zdobyć nową wiedzę. Zadaniem nauki jest wyjaśnianie – odkrycie istoty wyjaśnianego przedmiotu, czego można dokonać jedynie poprzez poznanie jego powiązań i powiązań z innymi bytami lub jego wewnętrznych relacji i powiązań. Poznanie może objawiać się także w postaci codziennego poznania, artystycznego, a nawet religijnego poznawania świata

Funkcja uogólniająca polega na formułowaniu praw i wzorców, które systematyzują i uwzględniają wiele odmiennych zjawisk i faktów. Jak klasyczne przykłady Można przytoczyć klasyfikację gatunków biologicznych C. Linneusza, teorię ewolucji C. Darwina, prawo okresowości D.I. Mendelew.

Funkcja predykcyjna – wiedza naukowa pozwalają z wyprzedzeniem przewidywać nieznane wcześniej nowe procesy i zjawiska. Odkryto na przykład planety Uran, Neptun i Pluton, astronomowie mogą obliczyć zderzenie Ziemi z kometą itp. Z dokładnością do sekund. Stanowisko nauki w stosunku do praktyki jest z reguły proaktywne. Nauka zawsze była podstawą inżynierii i technologii. Na przykład zastosowanie komputerów, laserów, metod obróbki elektrochemicznej, materiałów kompozytowych itp. stało się możliwe dopiero dzięki badaniom naukowym. Jednocześnie w obszarze nauk humanistycznych i społecznych wiodąca funkcja nauki nie zawsze może być realizowana ze względu na niezwykle złożony przedmiot badań. Lub prognostyczny funkcja ta przejawia się w tworzeniu, zgodnie z kryteriami racjonalności naukowej, obiecujących modeli badanych obiektów dowolnych możliwych obiektów.

Metody konstruowania i badania obiektu wyidealizowanego

Jak również inne prace, które mogą Cię zainteresować