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.