Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Научно-исследовательских программ



при анализе динамики развития науки?

Концепция научно-исследовательских программ, предло­женная И. Лакатосом, возникла как попытка установления таких механизмов и структур в динамике науки, которые адек­ватно описывали бы и период «нормальной науки», и меха­низм смены парадигм в науке.

Лакатос предлагает следующую структуру научно-иссле­довательской программы:

1. «Жесткое ядро» программы.

2. «Защитный пояс» вспомогательных гипотез.

3. «Негативная эвристика».

4. «Позитивная эвристика».

Основной единицей научного знания в методологии Лака-тоса является не изолированная теория или совокупность тео­рий, а более емкая формация — научно-исследовательская программа, объединяющая серию теорий в рамках «жесткого ядра» программы. В этом смысле «жесткое ядро» программы сопоставимо с понятием куновской парадигмы. Существова­ние «жесткого ядра» — необходимое условие самого процесса научного исследования, обеспечивающее период «нормаль­ной науки». «Жесткое ядро» программы принимается кон­венционально (по соглашению), однако в рамках данной на­учно-исследовательской программы оно пересмотру не под­лежит.

Теоретической критике и эмпирическому опровержению подвергаются лишь гипотезы «защитного пояса». Пояс пото­му и называется защитным, что изменения в нем не затрагивают «жесткого ядра». С течением времени исследователь­ская программа порождает множество теорий, каждая из ко­торых имеет одно и то же «жесткое ядро». Сменяемость теорий в рамках одной исследовательской программы возможна лишь вследствие изменений вспомогательных гипотез.

Подвергать «жесткое ядро» фальсификации в рамках дан­ной научно-исследовательской программы строго запрещено.

Негативная эвристика представляет собой методологические регулятивы и принципы, призванные исключать любые по­пытки объяснения, не согласованные с «жестким ядром» про­граммы, а также предохранять «жесткое ядро» теории от экс­периментального опровержения. И даже если в рамках про­граммы назревают аномалии при решении проблем, их можно не принимать во внимание, а продолжать исследование тех задач, которые решаемы.

Направление научных разработок определяет позитивная эв­ристика. Она определяет проблемы для исследования, выде­ляет «защитный пояс» вспомогательных гипотез, предвидит ано­малии, вырабатывает план превращения их в подтверждающие примеры или же, фиксируя, оставляет их решение на более позднее время, если они не могут быть устранены изменением вспомогательных гипотез. И лишь когда активная сила пози­тивной эвристики ослабевает, аномалиям может быть уделено большее внимание. Исходным пунктом лакатосовской концеп­ции является поддерживание старой научно-исследовательской программы, ее «жесткого ядра», несмотря на аномалии, до тех пор, пока эта программа прогрессирует, до выдвижения новой, более прогрессивной программы. Научные революции связаны со сменой научно-исследовательских программ, заме­ной «жесткого ядра» старой программы «жестким ядром» но­вой. Все вышеназванные понятия, как-то: культурный фон, стиль мышления, тип научной рациональности, научная кар­тина мира, научная парадигма, научно-исследовательская программа — играют важную роль при исследовании структуры и Динамики естественнонаучного знания, охватывают многие аспекты этого исследования и, безусловно, имеют свой круг Опросов, где каждая из концепций оказывается предпочти­тельней других, «срабатывает» лучшим образом. Но круг этих Опросов так или иначе ограничен, что является следствием ограниченности предложенных методологий либо их недоста­точной структурированностью.



Понятия типа научной рациональности и стиля мышления имеют, по существу, одно и то же содержание, это — близ­кие, даже идентичные понятия. Главная особенность их со­стоит в том, что они отражают уже произошедшие в науке перемены. Они являются достаточно широкими, но практи­чески никак не структурированными. Что, соответственно, и определяет границы функционирования этих понятий в на­уке. При всей привлекательности концепции «парадигмы» Куна, ввиду ее слабой структурированности остаются невыясненными узловые проблемы развития научного знания, а именно, проблема генезиса нового знания, проблема выбора между конкурирующими научными теориями, проблемы кри­териев истинности знания и т.д. Что касается научной карти­ны мира, то в рамках этой концепции вопрос о механизмах смены научных теорий остается также неразрешенным. В этом смысле концепция научно-исследовательских программ обла­дает наибольшими возможностями для описания реального процесса развития научного знания. Она имеет определен­ную структуру, что позволяет проводить содержательный ана­лиз элементов этой структуры, сочетает в себе глубокий ис­торизм и динамизм в понимании научного процесса. Однако формирующийся в настоящее время постнеклассический тип научной рациональности заостряет внимание на характере развития науки как самоорганизующемся процессе. Именно подобного подхода недоставало Лакатосу в предлагаемой им методологии, что и обусловило определенные недостатки его концепции. Научно-исследовательская программа была мо­дифицирована в формацию физических исследовательских про­грамм, в рамках которой наиболее четко удается проследить эволюцию концепций, составляющих содержание физики как наиболее развитой естественнонаучной дисциплины.



Содержание понятия физической исследовательской программы

Физическая исследовательская программа базируется на ос­новных понятиях и отношениях концепции научно-иссле­довательской программы Лакатоса, но с тем важным уточ­нением, что в основе «жесткого ядра» лежит не фундамен­тальная, а базисная теория. Здесь проводится различие между фундаментальной и базисной теорией. Фундаментальная тео­рия является конкретной теорией специального класса явле­ний. Базисная же должна быть представлена в такой обобщен­ной и абстрактной форме, которая допускает ее соединение с достаточно широким классом специальных конкретизации и дополнительных гипотез. То есть базисная теория представля­ет собой синтез нескольких фундаментальных теорий, форми­руется с признаками системообразующей целостности. Имен­но этот фактор лежит в основе отличия базисной теории от фундаментальной. Так что не всякая фундаментальная теория становится базисной. «Жесткое ядро» лакатосовской модели, используя различные гипотезы из защитного пояса, обеспечи­вает развитие какой-то одной конкретной фундаментальной теории. Базисная же теория использует дополнительные гипо­тезы не только для защиты одной теории, но способна соеди­няться с различными объектами исследований, формируя тем самым целый ряд фундаментальных теорий разнокачественных объектов. Так, например, квантовая теория поля как базис­ная теория формирует целый ряд фундаментальных теорий: атомную физику, ядерную физику, физику элементарных час­тиц, физику кварков и т.д. Именно базисные теории дают воз­можность для развертывания в рамках программы концепций, имеющих трансдисциплинарный характер.

Базисная теория, так же как и «жесткое ядро» концепции Лакатоса, включает в себя определенные положения, имеющие сугубо социокультурное происхождение. В содержании научного знания всегда имеются такие образы, происхождение которых внеэмпирично, которые внедряются в науку как бы «извне», являясь элементами культуры данной эпохи. Приме­ром этого может служить атом Демокрита или понятие пустоты. Это так называемые «затравочные образы» теории (С.Н. Жа­ров). Важно то, что «затравочные» образы полностью не «растворяются» даже в содержании развитой теории, а функциони­рует в ней как системообразующее, логически необходимое ядро теоретического образа и формируют соответствующие принци­пы, на основе которых строится научная теория. Механизм ре­волюционных изменений в науке, возникновения новых исследовательских программ связан как раз с пересмотром этих принципов. Потому чрезвычайно важно фиксировать и иссле­довать затравочные образы в базисной теории, существующей научно-исследовательской программы.

14. Какие типы физическихисследовательских программ имениместо в ходе развитияестествознания?

Выделяют 4 физические исследовательские программы, сменяющие друг друга в истории развития науки:

• механистическая исследовательская программа;

• релятивистская исследовательская программа;

• квантово-полевая исследовательская программа;

• современная физическая исследовательская программа — единая теория поля.

Механистическая исследовательская программапредпосылкой своего возникновения имеет механику Ньютона. «Затравоч­ными образами» (С.Н. Жаров) ньютоновской механики выступают атомы (корпускулы) и пустота, а также абсолют­ное пространство и абсолютное время. Исходные принципы механики Ньютона являлись нематематизированными, одна­ко, базируясь на них, он получил математизированные след­ствия, ввел математическую символику для описания фун­даментальных понятий физики и создал фундаментальную те­орию — механику материальной точки. Понятие материальной точки впервые введено Л. Эйлером, он же продолжает дея­тельность Ньютона и рассматривает большое число задач дви­жения свободной точки в пустоте и в среде с сопротивлением, а также исследует движение систем связанных точек. Это пос­ледовательно приводит его к созданию фундаментальной тео­рии — механики твердого тела. Создание базисной теории ме­ханистической исследовательской программы следует связы­вать с именем Ж. Лагранжа и его последователей — У. Гамильтона, П. Лапласа, Якоби и др. Обобщив достижения в области механики точки, связанных точек, движущихся по различным поверхностям, механики твердого тела, гидроди намики, теории машин и др., Лагранж находит общий аналитический методрешения различных механических задач. В дальнейшем базисная теория — аналитическая механика, соединяясь с различными классами различных объектов, приводит формированию фундаментальных теорий, таких как механика небесных тел, гидродинамика, аэродинамика, механика твердого тела, теория упругости и т.д. Механистическая идеологи господствовала на всем горизонте научных исследований вплоть до XX в. Однако возникли физические теории, которые я могли быть интерпретированы в рамках механистической исследовательской программы — это термодинамика и электродинамика. Необходимость устранения возникших несогласованностей и коллизий привела к возникновению новой физической программы — релятивистской.

Релятивистская исследовательская программасвоим возник­новением обязана попытке построения простой, свободной от противоречий электродинамики движущихся тел. Это по­строение было успешно осуществлено А. Эйнштейном в со­зданной им специальной теории относительности (СТО). Те­ория относительности базируется на новом взгляде на приро­ду пространства и времени и является, по существу, новой кинематической теорией, критически переосмысливающей понятия пространства и времени ньютоновской механики. Н смену пространству Евклида в СТО приходит четырехмерное псевдоевклидово пространство Минковского, в котором вре­мя по своему месту в физических уравнениях эквивалент трем пространственным координатам. В специальной теории относительности пространство и время не могут быть рассмотрены независимо друг от друга, а речь идет о четыре мерном пространстве-времени. Четырехмерный формализм позволил создать адекватный математический аппарат обобщенного описания специальной теории относительное, то есть создать базисную теорию релятивистской исследовательской программы. Все фундаментальные физические теории в последствии были переформулированы в четырехмерном формализме.

Несмотря на революционность специальной теории относительности, на возникновение на ее основе новой релятивистской исследовательской программы, включающей в себя ньютоновскую механику как свой предельный случай, релятивистская исследовательская программа не привела к новому типу научной рациональности. Здесь возникает совершенно иной взгляд на пространство-время, однако вся эво­люция физических явлений сохраняет идеал — классическое описание в смысле жесткой причинно-следственной, детер­минированной связи явлений.

Стремление распространить принцип относительности на любые типы движения приводит Эйнштейна к созданию об­щей теории относительности (ОТО).Общая теория отно­сительности лежит в основе космологии — науки о проис­хождении и эволюции Вселенной. Несмотря на широкий ди­апазон и спектр математических обобщений, используемых в построении ОТО, на сегодняшний день она может рассмат­риваться как фундаментальная теория, а именно, как классическая теория гравитации. По всей видимости, только син­тез ОТО и квантовой теории поля приведет к построению ба­зисной теории четвертой из рассматриваемых нами физических исследовательских программ — единой теории поля.

Квантово-полевая исследовательская программа.Гениальная идея, высказанная Максом Планком, о дискретном характере изучения, о корпускулярной природе света привела к возникновению квантовой механики. Квантовая механика фундаментальная теория, позволяющая описывать поведение объектов в микромире. Основополагающей в квантовой механике является идея о том, что корпускулярно-волновая двойственность свойств, установленная для света, имеет универсальный характер и распространяется на все объекты микро мира. Синтез релятивистской исследовательской программы и квантовой теории привел к созданию квантовой электродинамики — фундаментальной теории, описывающей элект­ромагнитные взаимодействия.-

Именно на основе этой фундаментальной теории была в даль­нейшем разработана базисная теория квантово-полевой ис­следовательской программы, описывающей любые взаимодействия микрочастиц — электромагнитные, сильные, слабые. На протяжении всей истории возникновения и становле­ния квантово-полевой исследовательской программы имело место формирование нового неклассического типа научной - рациональности, нового стиля мышления ученых, резко размежевывающегся с привычным классически-механистическим. Единая теория поля.На современном этапе предпринята попытка построения единой теории поля — новой физической исследовательской программы, в которой удалось бы объеди­нить известные четыре типа физических взаимодействий — гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое в единое суперсимметричное суперполе. В рамках данной программы предполагается рассмотрение эволюции Вселенной из этого суперсимметричного состояния, в котором вся материя пред­ставлена только физическим вакуумом. Спонтанное наруше­ние симметрии вакуума в процессе расширения Вселенной и приводит к многообразию физического мира. Успех построе­ния единой теории поля связан с возможностью осуществле­ния синтеза общей теории относительности и квантовой тео­рии поля.

Разрабатываемая программа имеет целостно-синергетическую направленность и способствует формированию постнеклассического типа научной рациональности.

15. Основные концепциимеханистической исследовательскойпрограммы

1. Концепция использования математики как языка физи­ческой науки.

В 1687 г. выходит трехтомный труд И. Ньютона «Мате­матические начала натуральной философии», написанный в соответствии с «Началами геометрии» Евклида в духе классического образца того времени. Работа Ньютона стала ос­новой новой методологии естествознания, отводившей мате­матике более значительную и фундаментальную роль, чем это было в работах его предшественников. Вслед за Галилеем Нью­тон считал важнейшим делом в основу получения естествен­нонаучных понятий, принципов и законов заложить не физи­ческие гипотезы, а математические посылки, которые сами были бы выводимы из экспериментов и наблюдений.

Ю. Вигнер в работе «Непостижимая эффективность мате­матики в естественных науках» обращает внимание на чрез­вычайную эффективность математики в естественных науках. Самый важный факт состоит в том, что все картины приро­ды, рисуемые наукой, которые только могут находиться в согласии с данными наблюдений, — картины математичес­кие. Очень нередко чисто математическиерассуждения при­водят к предсказанию нового ряда явлений.

Таким образом, начиная, с формирования механистичес­кой исследовательской программы трансдисциплинарной кон­цепцией естествознания становится концепция матема­тического обоснования явлений природы, являющаяся раз­витием платоновско-пифагорейской традиции описания мира.

2. Концепция пространственно-временных отношений в при­роде.

Пространство и время являются основными категориями в Физике, ибо большинство физических понятий вводятся по средством операциональных правил, в которых используются расстояния в пространстве и время. В то же время пространство и время относятся к фундаментальным понятиям культуры

3. Концепция иерархического строения материи и континуалистского характера движения.

В основу иерархического строения вещества кладется атом Демокрита, который в Новое время рассматривается как экспериментально исследуемая частица. Любая вещь считается состоящей из атомов и может быть разложена на свои составляющие. Атом рассматривается как первичный «кирпичик» вещества, который неделим, неизменен, вечен. Атомистическая (корпускулярная) концепция содержит в себе представление о дискретной структуре вещества, ибо наряду с атомами принимает наличие пустоты между ними.

Механика Ньютона представляет собой синтез различных! методологических установок его предшественников: корпусе кулярная концепция (атомы и пустота) у него связывается с аристотелевской континуалистской концепцией непрерывного! пространства, непрерывного времени и движения. Континуалистская концепция явилась предпосылкой создания аппарата интегрального и дифференциального исчисления и была неоспоримой парадигмой научного сообщества вплоть до открытия Планка (начало XX в.).

4. «Себетождественность» физического объекта, «внеположенность» его в пространстве и во времени.

«Себетождественность» физического объекта — это принцип, который является следствием представлений о непрерывном пустом пространстве и непрерывном времени, в котором выделено индивидуальное тело. «Себетождественность» движущегося тела гарантируется непрерывным изменением координат и непрерывным изменением времени, что позволяет одновременно и зарегистрировать существование тела, и определить его скорость между одним положением и другим. Отсюда вывод: перед нами одно и то же тело, само себе тождественное. Из непрерывности состояний «себетождественного» объекта вытекает существование дифференциальных уравнений, с помощью которых, зная начальные условия, можно с абсолютной достоверностью предсказать все после­дующее движение тела.

5. Детерминированность поведения физического объекта (строгая, однозначная причинно-следственная связь между кон­кретными состояниями объекта). Обратимость всех физических процессов.

Интегрирование дифференциальных уравнений сводится к вычислению траекторий движения частицы, которые дают полное описание поведения частицы как в прошлом, настоя­щем так и в будущем, то есть характеризуются свойствами детерминированности и обратимости.Достаточно точного за­дания начальных условий и уравнений движения тела, чтобы получить полное описание движения частицы. Собственно, основной задачей механики является определение траектории движения тела, то есть установление строгой причинной за­висимости координат (положения тела в пространстве) в за­висимости от времени.

Траектория - это линия, которую описывает тело в про­странстве при своем движении. Подчеркнем, что в механике движение тела происходит по строго определенным траекториям, то есть вследствие «себетождественности», индиви­дуальности физического объекта мы всегда можем одновре­менно измерить и его координату, и его скорость.

6. Механистическая концепция целого и части.Механистическая концепция целого и части предполагает возможность дробления целого на составляющие его элементы вплоть до последнего «кирпичика». При этом элемент целого обладает своими индивидуальными особенностями независи­мо от целостности, в которой он функционирует.

 

 

(16.)Причины введения Ньютономпонятий абсолютного пространстваи абсолютного времени

Представление о пустоте у Ньютона связывается с суще­ствованием абсолютного пространства: «Абсолютное про­странство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему остается всегда одинаковым и не­подвижным». Ньютон определяет также и абсолютное, ис­тинное математическое время: «Абсолютное, истинное ма­тематическое время само по себе и самой своей сущности, безо всякого отношения к чему-либо внешнему протекает рав­номерно и иначе называется длительностью». «Время и про­странство представляют собой как бы вместилища самих себя и всего существующего. Во времени все располагается в смысле порядка последовательности, в пространстве—в смысле по­рядка положения. По самой своей сущности они есть места, приписывать же первичным местам движения нелепо. Вот эти-то места и суть места абсолютные, и только перемещения из этих мест составляют абсолютные движения».

Ньютон подчеркивает, что само по себе движение имеет относительный характер, «относительное движение тела мо­жет быть произведено и изменено без приложения сил к этому телу», то есть в зависимости от системы отсчета, отно­сительно которой это движение рассматривается. При этом система отсчета должна обязательно либо покоиться, либо двигаться равномерно и прямолинейно по отношению к аб­солютному пространству. Понятие силы Ньютон вводит в ка­честве абсолютного элемента. Истинное абсолютное дви­жение, в отличие от относительного, «не может ни произой­ти, ни измениться иначе, как от действия сил, приложенных непосредственно к движущемуся телу». Ньютон дает также динамическую трактовку массы тела как индивидуальной характеристики тела по отношению к нетождественному ему пустому пространству. То есть понятия «силы» и «массы» у Ньютона — это как бы «надпространственные» понятия. Сам факт введения Ньютоном пространства пустого, постулиро­вание им абсолютного пространства были продиктованы труд­ностями, возникшими при объяснении движения тел в не-инерциальных системах отсчета, с невозможностью объясне­ния наличия сил инерции в системах отсчета, движущихся с ускорением, взаимодействием тел. Введение же абсолютного времени, то есть времени, не зависящего от движения, ос­новывается на постулате о мгновенном распространении вза­имодействий в пустоте, что явилось основой построения Нью­тоном теории тяготения.

 

 

17. Отличия инерциальныхи неинерциальных систем отсчета.

Принцип инерции

Под системой отсчета понимается тело отсчета, относи­тельно которого рассматривается движение, связанная с те­лом отсчета система координат (например, декартова система координат, состоящая из трех взаимно перпендикулярных про­странственных координатных осей) и заданный способ опре­деления времени.

Принцип инерции Галилея выделяет определенный класс систем отсчета, которые называют инерциальными. Инерциальными являются системы отсчета, в которых выполня­ется принцип инерции (Первый закон Ньютона). Общепри­нятая формулировка Первого закона Ньютона такова: «Су­ществуют системы отсчета, относительно которых всякое тело сохраняет состояние своего движения (состояние покоя или равномерного прямолинейного движения), пока действие всех тел и полей на него компенсировано».Если мы имеем хотя бы одну такую инерциальную систему отсчета, то всякая другая система отсчета, которая движется относительно первой рав­номерно и прямолинейно, также является инерциальной. Все другие системы отсчета называются неинерциальными.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!