Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который может быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.
Эти наблюдения позволили подтвердить гипотезу академика Г. И. Марчука, согласно которой в Мировом океане есть энергоактивные зоны, являющиеся своеобразными «генераторами погоды». Именно над такими аномалиями и начинается формирование циклонов [25]. Для получения каких-то выводов об исследуемом явлении, для обнаружения чего-то существенного в нем зачастую требуется проведение весьма большого количества наблюдений.
Например, для получения даже краткосрочного (до 7-10 суток) прогноза погоды необходимо проводить огромное число наблюдений за различными метеорологическими параметрами атмосферы. Такие наблюдения в современном мире осуществляют свыше 10 тысяч метеорологических станций, получающих необходимые данные в районе земной поверхности, и около 800 станций радиозондирования, собирающих данные во всей толще атмосферы.
К этому надо добавить метеорологическую информацию, которая является результатом наблюдений, проводимых с оснащенных специальной аппаратурой морских судов и самолетов, беспилотных метеорологических спутников Земли и пилотируемых орбитальных станций. Весь этот обширный комплекс технических средств обеспечивает глобальные наблюдения за состоянием атмосферы, поверхности суши и океана с целью изучения тех физических процессов, которые определяют аномалии погоды на нашей планете.
Из всего вышесказанного следует, что наблюдение является весьма важным методом эмпирического познания, обеспечивающим сбор информации об окружающем мире. Эксперимент 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 его сторон, свойств, связей.
При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов. Эксперимент включает в себя такие методы эмпирического исследования, как наблюдение и измерение. В то же время он обладает рядом важных, присущих только ему особенностей: 1. Эксперимент позволяет изучать объект в «очищенном» виде, т. е.
устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования. (Например, проведение некоторых экспериментов требует специально оборудованных помещений, защищенных от внешних электромагнитных воздействий на изучаемый объект.) 2. В ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, например, изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п.
В таких искусственно созданных условиях удается обнаружить удивительные, иногда неожиданные свойства объектов и благодаря этому глубже понять их сущность. Очень интересными и многообещающими являются в этом плане космические эксперименты, позволяющие изучать объекты и явления в таких особых, необычных условиях (невесомость, глубокий вакуум)
, которые недостижимы в земных лабораториях. 3. Изучая какой-либо процесс, экспериментатор может вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. Как отмечал академик И. П. Павлов, «опыт как бы берет явления в свои руки и пускает в ход то одно, то другое и таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях определяет истинную связь между явлениями.
Иначе говоря, наблюдение собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что хочет» [26]. 4. Важным достоинством 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.
В истории науки известен, например, такой случай. Американский физик Шэнкланд, изучавший соударения фотонов с электронами, пришел к выводу о невыполнении закона сохранения энергии в элементарном акте соударения. Эти эксперименты вызвали сенсацию. Но ряд крупных физиков, в том числе А. Ф. Иоффе, отнеслись к ним скептически. Тогда Шэнкланд решил повторить свои эксперименты.
Пытаясь воспроизвести свои прежние результаты, он нашел ошибку в методике экспериментирования. Выявилось, что при правильной постановке эксперимента закон сохранения энергии соблюдается и в указанном элементарном акте соударения. Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий: 1. Научный эксперимент никогда не ставится наобум, он предполагает наличие четко сформулированной цели исследования; 2.
Он всегда базируется на каких-то теоретических положениях, а не делается «вслепую». 3. Для проведения эксперимента необходим план. Он не проводится беспланово, хаотически, но предварительно исследователь намечает пути его проведения; 4. Для реализации эксперимента требуется определенный уровень развития технических средств познания. 5.
Эксперимент должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию. Только совокупность всех этих условий определяет успех в экспериментальных исследованиях. В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе экспериментов, последние обычно 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, в ходе которых обнаружилось странное поведение альфа-частиц при бомбардировке ими золотой фольги: большинство частиц отклонялось и рассеивалось, а некоторые частицы не просто отклонялись, а отскакивали обратно, как мяч от сетки.