Эмпирические методы исследования

Наблюдение – целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на данные органов чувств (ощущения, восприятия, представления). В ходе наблюдения мы получаем знание не только о внешних сторонах объекта познания, но и о его существенных свойствах и отношениях. Наблюдение – целенаправленное восприятие явлений и предметов, начальная ступень человеческого познания, оно дает первые восприятия и ощущения. Наблюдение осуществляется в процессе практической деятельности. Практика - отправной пункт всякого познания.

Научное наблюдение – целенаправленное, организованное восприятие предметов и явлений. Наблюдение может быть непосредственным и опосредованным различными приборами и техническими устройствами (микроскоп, телескоп и др.). С развитием науки наблюдение становится все более сложным и опосредованным. Научное наблюдение проводится для сбора фактов, выступающих основой для определенных теоретических обобщений. Наблюдатель не может изменить объект наблюдения, регулировать процесс, управлять им и контролировать его. В наблюдении сохраняется полная зависимость наблюдателя от изучаемого процесса.

В ходе наблюдения исследователь руководствуется определенной идеей, концепцией или гипотезой. Он отбирает факты, которые либо подтверждают, либо опровергают его концепцию.

Эксперимент – наблюдение исследуемого явления в строго контролируемых условиях, позволяющих следить за ходом явления, измерять количественные характеристики этого явления и воспроизводить это явление каждый раз при повторении этих условий. Основные особенности эксперимента:

- активное (в отличие от наблюдения) отношение исследователя к изучаемому объекту, вплоть до его изменения и преобразования;

- возможность рассмотрения явления в чистом виде путем изоляции его от второстепенных обстоятельств или путем варьирования условий эксперимента;

- многократная воспроизводимость изучаемого явления по желанию исследователя;

- возможность контроля за поведением объекта исследования и проверки результатов;

- возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях (например, получение и исследование трансурановых элементов);

- воспроизводимость другими исследователями в аналогичных условиях.

В ходе эксперимента проводятся измерения для объективной количественной оценки исследуемого явления. Для проведения экспериментов создаются уникальные установки (электронные микроскопы, ускорители, радиотелескопы и др.). Ученые могут работать в интервале температуры от абсолютного нуля до десятков миллионов градусов, получать в экспериментах давления в миллионы атмосфер, изучать процессы, длящиеся 10^-11 с, измерять расстояния с точностью 10^{-12 см}, увеличивать объекты в 20 млн. раз.

По мере развития науки приборы, используемые для исследований, становятся все более сложными. Возникает вопрос о взаимодействии прибора (наблюдателя) и объекта наблюдения. В классической физике считалось, что введение прибора в какую-либо исследуемую систему не изменяет состояние системы. В применении к макроскопическим системам воздействие наблюдателя (субъекта) на объект ничтожно мало и им можно пренебречь. Совершенно иначе обстоят дела в микромире. При изучении микропроцессов было обнаружено, что факт наблюдения изменяет состояние наблюдаемой микрочастицы, изменяет ее волновую функцию, которая используется для описания состояния микрочастиц, обладающих корпускулярно-волновым дуализмом. При квантово-механическом описании природы объект изучения и прибор образуют единую систему. В квантовой механике измерение обладает парадоксальными чертами. В частности, свойства квантовой системы, обнаруженные при измерении, могут не существовать до измерения.

Рассматривать поведение изучаемого микрообъекта имеет смысл только исходя из результатов его взаимодействия с прибором. Поэтому то, как проявляет себя микрочастица – как волна или как частица, зависит от характера проводимого измерения и используемого прибора. Корпускулярный или волновой характер частица приобретает только в глазах экспериментатора. Имеются два класса приборов: в одних квантовые микрообъекты ведут себя как волны, в других – как частицы. В квантовых экспериментах мы наблюдаем не реальность как таковую, а лишь квантовое явление, включающее результат взаимодействия микрообъекта с прибором. М.Борн заметил, что волны и частицы – это «проекции» физической реальности на экспериментальную ситуацию. По мнению В.Гейзенберга, «наблюдение играет решающую роль в атомном событии, реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы ее или нет».