1. Общенаучные и конкретно-научные методы познания
Метод (от греческого «методос» — путь к чему-либо) — совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Область знания, специально занимающаяся изучением методов, называется методологией. Методология дословно означает «учение о методах». Она делит все методы на общенаучные и конкретно-научные.
Общенаучные методы находят применение почти в любых науках. Эти методы могут применяться не на всех, а только на определенных этапах процесса познания. Конкретно научные методы характерны для отдельных наук или областей практической деятельности. Изучение химии, физики, биологии, математики и других наук основано именно на конкретно-научных методах.
Сначала рассмотрим общенаучные методы исследования.
Эмпирический уровень. Эмпирический уровень научного познания, характеризуется непосредственным исследованием реально существующих объектов. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях природы. Для этого применяются наблюдения, выполнения разнообразных измерений, постановки экспериментов. Именно на этом уровне производится также первичная систематизация фактических данных в виде таблиц, схем, графиков и т. п. К эмпирическим методам исследования относят: наблюдение, эксперименты, описания, измерения.
Наблюдение — это преднамеренное и целенаправленное восприятие явлений и процессов без прямого вмешательства в их течение, подчиненное задачам научного исследования. Наблюдение используют обычно в ситуациях, не допускающих вмешательства в изучаемый процесс.
Эксперимент наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, позволяющий восстановить ход явления при повторении условий. Можно выделить такие виды эксперимента, как: исследовательский, проверочный, воспроизводящий, изолирующий, количественный, физический, химический и др.
Анализ и синтез также относят к методам эмпирического уровня познания. Анализом называется процесс мысленного или реального расчленения предмета, явления на части, для выявления их признаков, свойств, отношений. Обратным анализу является синтез. Синтез процесс объединения отдельных свойств, качеств предмета, которые были выделены при анализе. Особым видом обобщения данных, который играет немаловажную роль в синтезе, является индукция. При индукции мысль исследователя движется от частного (частных факторов) к общему. Индукция связана операцией сравнения — установления сходства и различия объектов, явлений. Популярная, научная, полная и неполная виды индукций, которые на сегодняшний день выделяют ученые. Противоположностью индукции является дедукция. Направление мысли при дедукции от общего к частному. Процесс дедукции в основном применяют на теоретическом уровне.
Процесс сравнения объекта по сходным свойствам, качествам называется измерением. Важной стороной процесса измерения является методика его проведения, представляющая совокупность приемов, которые используют определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений в данном случае имеются в виду какие-то явления, которые положены в основу измерений (например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта). Наличие субъекта исследования не является обязательным. Он может и не принимать непосредственного участия в процессе измерения, Если измерительная процедура включена в работу автоматической информационно-измерительной системы, то он может и не участвовать в измерении. Выделяют прямые и косвенные измерения, критерием служит способ получения результатов. Прямое измерение это ситуация, когда искомое значение находится путем непосредственного сравнения с эталоном (измерение длины линейкой), косвенное определяется с помощью применения известной математической зависимости искомой величины от других величин, которые были получены путем прямого измерения (нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению).
Описание это фиксирование сведений об объекте с помощью естественного или искусственного языка.
Теоретические методы. Теоретический уровень научного исследования осуществляется на рациональной ступени познания. Можно выделить несколько методов теоретического познания.
Метод формализации метод, позволяющий представлять результаты научных исследований в виде формул. Математика очень близка к человеческой логике. Это еще раз доказывает соответствие двух логик: человека и природы.
Дедуктивный метод это метод построения теорий.
Методы подтверждения и опровержения подтверждают научность или не научность теории. Если есть возможность опровержения теории, то это говорит о том, что данная теория научна.
Абсрагирование — метод, который сводит к отвлечению в процессе познания от каких-то свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной его стороны. Результатом абстрагирования является выработка абстрактных понятий. Эти понятия могут характеризовать объекты с разных сторон.
Моделирование — основано на принципе подобия. Суть его заключается в том, что непосредственно исследуется аналог, модель объекта, а не он сам. Результаты, полученные в ходе моделирования, переносятся на объект по специальным законам.
Теперь рассмотрим конкретно научные методы. К конкретно научным методам научного познания относятся методы, которые используются только в рамках исследований какой-то конкретной науки или какого-то конкретного явления. Любая наука имеет свои специфические методы исследования. Химия пользуется методом спектрального анализа, а биология электронным микроскопом. Наблюдения или измерения, индуктивные или дедуктивные умозаключения, моделирование также могут использоваться в конкретно научных исследованиях. Мы видим, что конкретно научные методы не оторваны от общенаучных. Они взаимосвязаны, и широко применяют общенаучные методы для изучения частных явлений.
2. Физическое взаимодействие. Общая характеристика
В основе каждого фундаментального взаимодействия лежит изначально присущее веществу особое свойство. Его природу удастся выяснить лишь в ходе дальнейших, все более глубоких исследований природы вещества и вакуума. Заряд является носителем способности частиц к взаимодействию, а также количественной мерой самого взаимодействия служит понятие заряда. Каждая частица обладает одним или несколькими зарядами. Между собой взаимодействуют только однотипные заряды, а заряды разных типов друг друга не реагируют друг на друга. Квант это единичный заряд. Сила взаимодействия частиц всегда пропорциональна произведению зарядов двух взаимодействующих частиц.
Из последних научных исследований, очевидно, что взаимодействие любого вида должно иметь своего физического посредника, иначе взаимодействие не возможно. Скорость света (фундаментальный предел) ограничивает скорость передачи воздействия, поэтому притяжение или отталкивание частиц передается черз среду, их разделяющую вакуум.
Теория взаимодействия основана определенной модели процесса. Вокруг частицы заряд фермион создает поле. Это поле порождает частицы-бозоны. Состояние поля близко к состоянию вакуума. То есть эффект притяжения или отталкивания основан на обмене реальных частиц виртуальными бозонами. Каждая частица, которая участвует в фундаментальном взаимодействии, имеет свою бозонную частицу. Именно бозоны являются переносчиками взаимодействия.
Гравитационное взаимодействие
Гравитационное взаимодействие — самое слабое из всех взаимодействий. Чем больше масса тела, тем сильнее оно проявляется. Сила электростатического отталкивания электронов в 1040раз больше силы их гравитационного притяжения. При экстремально высокой плотности вещества, равной 1094г/см3 (планковская плотность), гравитационные взаимодействия в микромире сравниваются по своей значимости с другими господствующими там силами.
Классическая физика описывает такое взаимодействие законом тяготения Ньютона. Образование всех космических систем, а также концентрацию рассеянной в ходе эволюции звезд и галактик материи и включение ее в новые циклы развития все это «работа» гравитации. Скорость распространения гравитационных волн точно не определена, но примерно равна скорости света в вакууме.
В 1915 г. Альберт Эйнштейн создал более точную теорию тяготения, которая называется общая теория относительности (ОТО). Эта теория объясняет гравитацию как изменение геометрических свойств пространства-времени под действием материи. Она позволяет правильно рассчитывать все гравитационные явления, которые сейчас происходят, и предсказывает явления, которые пока не происходили.
Электромагнитное взаимодействие
Электромагнитное взаимодействие это взаимодействие, которое возникает между заряженными частицами. За счет него формируется электронные оболочки атомов, атомы и кристаллы.
Уравнения Максвелла описывают электромагнитное взаимодействие. В соответствии с ними электрический заряд порождает в пространстве два силовых поля — электрическое, которое зависит только от расстояния до заряда и магнитное, которое также зависит от скорости движения заряда. Магнитное поле действует на заряд, дижущийся перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Электрическое поле на любой другой заряд.
