Эмпирический уровень познания: формы и методы: наблюдение, эксперимент, измерение и сравнение.

Эмпирическое познание направлено на познание чувственно воспринимаемых объектов. Здесь преобладает живое созерцание (представление), но есть и рациональный момент и его формы (суждения, понятия и др.), который имеет подчиненное значение. Исследуемый объект изучается со стороны своих внешних связей. На этом уровне происходит накопление информации об исследуемых объектах и явлениях с помощью методов наблюдения, измерения и эксперимента. Фактические данные обобщаются в виде таблиц, схем, графиков и т. п. Возможно также формулирование некоторых эмпирических закономерностей.

Формы эмпирического познания: протокольные предложения, факты, эмпирические законы и феноменологические теории.

1) Протокольные предложения – это единичные эмпирические высказывания, которые фиксируют результаты единичных наблюдений. Например, сегодня в два часа дня стрелка ампермометра показала два ампера.

2) Факты – это индуктивные обобщения протоколов. Чистых фактов самих по себе не бывает. Факт всегда теоретически нагружен: в формировании факта участвуют теории, и сами факты дают стимул для образования новых знаний.

3) Эмпирические законы, например, газовые законы Бойля – Мариотта, Гей Люссака. Обычно они представляют собой широкие индуктивные обобщения (все металлы электропроводны). Некоторые из них могут быть выражены в виде количественных зависимостей.

4) феноменологические (описательные теории), которые имеют дело лишь с явлением, а не с сущностью предметов.

Методы эмпирического познания: описание, сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция.

1. Описание — это фиксация средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах. С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр. Описания образуют эмпирический базис науки, опираясь на который исследователи обобщают и сравнивают и классифицируют изучаемые объекты по каким – либо параметрам.

2. Измерение - это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, или явления с помощью специальных технических устройств. «Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить» (англ. физикТомсон).

В основе операции измерения лежит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам. Чтобы сравнивать, необходимо иметь определенные единицы измерения или эталоны.

Измерения разделяют на статические и динамические. При статических измерениях величина, которую мы измеряем, остается постоянной во времени (измерение размеров тел, постоянного давления и т. п.). К динамическим относятся такие измерения, в процессе которых измеряемая величина меняется во времени (измерение вибрации, пульсирующих давлений и т. п.).

По способу получения результатов различают измерения прямые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения). Косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.

3. Наблюдение позволяет получить первичную информацию об объектах. Оно пассивно. Нет деятельности, направленной на преобразование и изменение объектов познания. Это может быть обусловлено такими обстоятельствами, как: недоступностью этих объектов для практического воздействия (например, наблюдение удаленных космических объектов), невозможностью вмешательства в наблюдаемый процесс (фенологические, психологические и др. наблюдения), а также отсутствием технических, энергетических, финансовых и иных возможностей постановки экспериментальных исследований.

По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными и опосредованными. При непосредственных наблюдениях свойства объекта воспринимаются органами чувств человека. Такого рода наблюдения дали немало полезного в истории науки. Например, что Тихо Браге наблюдая невооруженным глазом положения планет и звезд на небе, смог составить астрономические таблицы, которые явились эмпирической основой для открытия Кеплером его знаменитых законов.

В современной науке наблюдение бывает чаще всего опосредованным, т. е. проводится с использованием тех или иных технических средств. Это определило расширение возможностей метода наблюдений, которое произошло за последние четыре столетия.

Если, например, до начала XVII в. астрономы наблюдали за небесными телами невооруженным глазом, то изобретение Галилеем в 1608 году оптического телескопа подняло астрономические наблюдения на новую, гораздо более высокую ступень. А создание в наши дни рентгеновских телескопов и вывод их в космическое пространство на борту орбитальной станции (рентгеновские телескопы могут работать только за пределами земной атмосферы) позволило проводить наблюдения за такими объектами Вселенной (пульсары, квазары), которые никаким другим путем изучать было бы невозможно.

4. Эксперимент — более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных сторон, свойств, связей.

В эксперименте также можно обнаружить взаимосвязь эмпирического и теоретического. Он может быть спланирован на основе либо существующего опыта, либо теории. Его целью зачастую является подтверждение или опровержение научной теории или гипотезы. Но сами результаты эксперимента нуждаются в теоретической интерпретации.

Эксперимент обладает рядом важных, присущих только ему особенностей. Во-первых, эксперимент позволяет изучать объект в «очищенном» виде, т.е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. Во-вторых, в ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, т. е. изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях или, наоборот, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п. В таких искусственно созданных условиях удается обнаружить удивительные порой неожиданные свойства объектов и тем самым глубже постигать их сущность. В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор может вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. В-четвертых, важным достоинством многих экспериментов является их воспроизводимость. Это означает, что условия эксперимента, а соответственно и проводимые при этом наблюдения, измерения могут быть повторены столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

Эксперименты подразделяются на исследовательские и проверочные. Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, не вытекающие из имевшихся знаний об объекте исследования. Примером могут служить эксперименты, поставленные в лаборатории Э. Резерфорда, которые привели к обнаружению ядра атома, а тем самым и к рождению ядерной физики.

Проверочные эксперименты служат для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений. Так, существование целого ряда элементарных частиц (позитрона, нейтрино и др.) было вначале предсказано теоретически, и лишь позднее они были обнаружены экспериментальным путем.

Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В реальной практике экспериментального исследования оба указанных типа экспериментов реализуются, как правило, в виде последовательных этапов развития познания.

Как известно, связь между электрическими и магнитными явлениями была впервые открыта датским физиком Эрстедом в результате чисто качественного эксперимента (поместив магнитную стрелку компаса рядом с проводником, через который пропускался электрический ток, он обнаружил, что стрелка отклоняется от первоначального положения). После опубликования Эрстедом своего открытия последовали количественные эксперименты французских ученых Био и Савара, а также опыты Ампера, на основе которых была выведена соответствующая математическая формула. Все эти качественные и количественные эмпирические исследования заложили основы учения об электромагнетизме.