В статье раскрыта структура эмпирического уровня научного познания, дано их определение. Раскрыты этапы проведения эмпирического исследования, выделено место в нем законов как результата эмпирической работы в структуре научного познания.
Проведено структурирование эмпирических законов, определена терминология, уточнены особенности детерминированного и стохастического закона в системе эмпирических исследования. Представлены примеры, позволяющие понять основные отличия между основными эмпирическими законами.
Ключевые слова: эмпирические факты, гипотеза, эксперимент, структура, закон, стохастический, детерминированный.
Проблема уровней научного знания — одна из главных в современной философии науки. Традиционно структура уровне может быть представлена двумя основными — эмпирический и теоретический. Многообразие форм научного знания — таких как факты, гипотезы, модели, законы, теории — существует во всех отраслях науки — физики, химии, биологии, астрономии, но все они отличаются друг от друга по степени общности [1, с. 84].
Например, эмпирические факты являются своего рода существующей реальностью, представленной на различных носителях и просто наблюдаемые в повседневной жизни явления, в то время как теоретические знания раскрывают сущность, закономерности исследуемых явлений, постигают объективную истину в ее конкретности.
При этом, несмотря на их различие, основная задача обоих уровней научного познания — найти, выявить определенные законы предметной деятельности, выразить их в соответствующих понятиях, сформулировать ее теорию, идеи и принципы.
Формулировкой всеобщих утверждений о свойствах и отношениях исследуемой предметной области (на основе фактов) является закон. При этом эмпирические законы являются частью эмпирического знания — деятельности, в основе которой преобладает живое, непосредственное созерцание объекта.
Итак, характерными особенностями эмпирического знания являются сбор фактов, их первичное обобщение, описание наблюдений и экспериментов, их систематизация и классификация.
Отправной точкой любого эмпирического знания является наблюдение. Наблюдение опирается на данные органов чувств (ощущения, восприятия, представления). Наблюдение — это не просто пассивное созерцание предметов и процессов, оно имеет активную направленность и требует специальной предварительной организации, обеспечивающей контроль над своим «поведением». Контроль может быть прямым и косвенным, с помощью различных приборов и технических устройств (микроскоп, телескоп, фотоаппарат и др.) [4, с. 16].
Всякий научный эксперимент всегда направляется какой-либо идеей, концепцией, гипотезой: «не увидишь факта без идеи в голове» — говорил И. П. Павлов. Принято считать, что данные эксперимента всегда так или иначе «теоретически нагружены», начиная от его постановки и вплоть до интерпретации его результатов. Измерения и описания играют существенную роль в ходе опытного исследования, но они не являются особыми эмпирическими методами, а составляют необходимое дополнение любого серьезного научного наблюдения и эксперимента.
Прежде, чем факты станут основой теории, требуется их экспериментальная проверка. Следовательно, эксперимент наряду с наблюдением, также является основой развития научной теории. Достаточно вспомнить исторические примеры — с экспериментов Галилео начинается все современные экспериментальная деятельность [3, с. 67].
Эксперимент можно определить, как активное и целенаправленное вмешательство в протекание изучаемого процесса, соответствующее изменение объекта или его воспроизведение в специально созданных и контролируемых условиях. Научный эксперимент является одним из видов практики [5, с. 84].
В ходе эксперимента исследователь старается изолировать целевой объект от постороннего влияния и представить его в «чистом виде». Таким образом, эксперимент проводят при взаимодействии объектов, протекающих в естественных условиях.
Именно с экспериментом связаны все достижения современной наук — ведь с его помощью удается органически связать гипотезу и опыт, теорию и практики. Ценность эксперимента заключается в том, что экспериментатор, задает вопросы и получает ответы в виде результата эксперимента.
Отличительной особенностью эксперимента, в отличие от наблюдения, является то, что в эксперименте наблюдатель вмешивается в естественный процесс. Отметим, что сущность невмешательства в естественные условия наблюдения заключается существовании объектов, невозможных для непосредственного на них воздействия, и приходится ограничиваться естественными наблюдениями. К таким относятся, например, наблюдение астрономических явлений, а также явлений в астрофизике, космологии, и других аналогичных. Очевидно, что невозможно провести эксперимент также и в таких областях наук, как исторические, геологические, археологические, и тому подобных. В этих науках исследователь имеет дело с результатами.
Экспериментальный метод нашел широкое применение в научных знаниях, беря свое начало от экспериментов Галилея. Дополняя простое наблюдение воздействием на процесс исследования, эксперимент позволяет выявить более достоверные факты, эмпирические отношения между явлениями и предполагает взаимодействие между теоретическими представлениями и наблюдениями. На сегодняшний день экспериментальный метод используется не только в исследовательских науках (физики, механики, химии), но и в науках, изучающих животный мир — с помощью физико-химических методов (генетика, молекулярная биология, физиология, и др.) [3, с. 95].
Эксперимент как метод познания имеет четкую структуру. Различается цель эксперимента, которая состоит либо в формулировке гипотезы, либо в поиске каких-либо зависимостей между переменными, описывающими процесс. При постановке целей указываются предполагаемые последствия и ожидаемые результаты эксперимента, формы и детерминанты представления результатов (количественные или качественные), т. д.
Следующим этапом эксперимента является контроль за его проведением, в целях обеспечения чистоты эксперимента изолируются факторы, которые могут повлиять на результаты.
Третий этап эксперимента — интерпретация данных, статистическая обработка результатов измерений в соответствующие значения. От интерпретации научных фактов в значительной степени зависит судьба эксперимента в целом.
Таким образом, эксперимент в научных исследованиях позволяет активно и целенаправленно исследовать возникающие вопросы науки. Ученый самостоятельно выбирает проблемы, исследуя их в различных условиях, интерпретирует строго контролируя ход и результаты процесса. Эксперимент позволяет выявить и отделить существенное от несущественного, тем самым упрощая ситуацию, в смысле более глубокого понимания проблемы.
Полученные в результате наблюдения и эксперимента данные обобщаются, приобретая форму эмпирического закона [4, с. 102].
В результате наблюдений экспериментальные данные обобщаются, принимая форму эмпирического закона.
В самом общем виде закон можно определить, как связь между явлениями и процессами, отличающиеся такими признаками как объективность, специфичность, универсальность, необходимость, повторяемость и стабильность.
Стабильность, инвариантность законов всегда связаны с конкретными условиями. При наличии определенных изменений инвариантность удаляется и создается новый закон, что приводит к изменению закона, их углубление, расширение или сужение сферы.
Эмпирические законы выражают некую закономерность деятельности или поведение эмпирических объектов. Это могут быть законы причинности (детерминированные), которые являются устойчивыми, или стохастические законы, которые являются вероятностно-статистическими эмпирическими законами.
Стохастические законы описывают закономерность вероятностно, поэтому носят случайный характер, и выражают определенную закономерность или поведение эмпирических объектов.
Эта регулярность может иметь необходимый и устойчивый характер, когда выделяется, например, причинная или функциональная связь между эмпирическими объектами. Одно называют причиной, другое — следствием.
Итак, эмпирические законы делятся на детерминированные и стохастические.
Детерминированные (от лат. determinare — определять) отображают закономерности, которые имеют всеобщий характер, а результат — точно определен начальным состоянием системы [5, с. 112]. Типичный пример — закон всемирного тяготения Ньютона или закон зависимости силы тока от сопротивления. Покажем графически иллюстрацию детерминированного закона (P=m*G)
Рис. 1. Иллюстрация детерминированного закона (P=m*G)
Как видно, в данном случае не может быть никаких посторонних факторов, которые могут оказать влияние на конченый результат — вес тела.
Другое дело — стохастические законы (от греч. Stochasis — догадка, вероятность) выражают определенные закономерности в поведении случайных событий. Что касается оценки такого события, то там используется понятие вероятности в статистической интерпретации, поэтому стохастические законы называют вероятностно-статистическими, часто просто статистическими.
Стохастические законы отражают конкретную закономерность в явлениях природы, возникающую в результате взаимодействия случайных событий и поэтому не бывает жесткой, как в случае с использованием детерминистского закона.
Можно сказать, что стохастические законы выводят некую общую закономерность поведения объекта, возникающей в результате влияния случайных событий и, следовательно, не имеет характера жесткости, присущей детерминированным законам. Вследствие этого, использование результатов стохастических законов также являются вероятностными и не могут быть вполне надежными.
Для того, чтобы определить уровень вероятности выполнения стохастического закона, обращаются к вычислению частоты появления событий при длительных наблюдениях, число которых определяется конкретными условиями задачи.
Таким образом, стохастические законы называют вероятностно-статистическими потому, что их результаты оцениваются статистическими методами, а для оценки этой вероятности, в свою очередь, используют статистический анализ.
Чаще всего эмпирические законы выражают регулярную и необходимую связь между свойствами или отношениями эмпирических объектов, например, между температурой тела и его размерами.
В простейших, стохастических, или вероятностно-статистических эмпирических законах регулярность имеет лишь случайный характер. Именно эмпирические факты служат основой для открытия эмпирических законов, а с помощью законов можно объяснить факты. Примером стохастического закона в рыночной экономике является закон спроса и предложения, закон производства — использование труда и капитала, и т. д. Графически это положение показано на рисунке 2.
Рис. 2. Графическая иллюстрация стохастического закона (Производство=Труд+Капитал)
В первом случае показан график использования ресурсов в трудоемкой отрасли, во втором — капиталоемкой. Как видно, они различны, хотя в целом используется один и тот же стохастический закон: производство=труд+капитал. Возмущающими (вероятностными) факторами являются в данном случае спрос и предложение труда и капитала, особенности функционирования данного производства, и ряд других.
В заключение отметим, что с помощью системы эмпирических законов можно построить эмпирическую теорию, которую часто называют феноменологической. Таким образом, эмпирические законы выступают своего рода «венцом» научной работы, и являются долгой, кропотливой работы исследователя — экспериментатора.
Литература:
- Смирнов В. А. Уровни знания и этапы процесса познания // Проблемы логики научного познания. М., 1964.
- Эйнштейн А.Собр. научных трудов в 4-х тт. Т. 4. М., 1967. С. 151.
- Швырев В. С. Теоретическое и эмпирическое в научном познании. М., 1978.
- Грязнов Б. С., Дынин Б. С., Никитин Е. Н. Теория и ее объект. М., 1973.
- Степин В. С. Теоретическое знание. М., 2000.
- Лебедев С. А. Философия науки. Краткая энциклопедия. М., 2008.
