§3. Что такое метод и какие бывают методы познания природы?

Метод (от греч. Methodos) — путь, способ исследования или практического действия). Его используют с целью получения информации о каком-либо объекте, явлении или процессе.

Познание окружающего мира начинается с наблюдения — одного из ведущих методов естествознания. Внимательное наблюдение ведется с использованием пяти органов чувств - зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса. Полученные таким образом данные можно проверить и, главное, измерить. Дело в том, что любое наблюдение, даже если оно проводится самым честным образом, может обманывать наше восприятие.

Для того, чтобы наблюдение было признано научным фактом* , оно должно быть подтверждено или проверено. Это означает, что другие исследователи могут его повторить. Наблюдения, не выдержавшие такой проверки, не признаются научными фактами. Например, вы утверждаете, что видели неземные существа. Но у вас нет никаких доказательств, достоверно подтверждающих наблюдаемое вами явление. Поэтому ваше наблюдение не считается научным фактом.

Итак, прежде чем признать достоверность каких-либо наблюдений, необходимы доказательства.

Проводя наблюдения, исследователи пытаются объяснить наблюдаемое явление. В некоторых случаях объяснения могут дать дополнительные наблюдения. Но часто объяснить причину происходящего явления дополнительными наблюдениями нельзя. В этом случае специалист формулирует предположение, или гипотезу. Ход его рассуждений при этом можно описать словами: «Если..., то...». Если гипотеза верна, то нечто должно логически из нее следовать Если предсказанного гипотезой результата не наблюдается, то гипотезу отбрасывают, и вся процедура повторяется сначала: выдвигается новая гипотеза, проверяется и т.д. Например, врач выдвинул гипотезу о том, что заболевание его пациента вызвано определенным вирусом. Если гипотеза верна, то вирус должен обнаружиться в крови больного. Он проводит пробу на выявление вируса. Если в результате этого вирус не обнаружен, то гипотеза отвергается, и врач выдвигает и проверяет другие гипотезы.

Конечно, может случиться и так, что неверными окажутся все варианты гипотез. В этом случае исследование ведется годами и либо в конце концов находит подтверждение выдвинутой гипотезе, либо так и остается предположением. Например, существует много гипотез о происхождении Вселенной, Солнечной системы, нашей планеты. Число их растет, но так и нет достоверной, т.е. доказанной гипотезы.

Чаще всего исследователи выдвигают гипотезы, которые можно проверить с помощью эксперимента (от лат. experimentum — проба, опыт).

Проводите ли вы наблюдение или ставите эксперименты, в любом случае нужно научиться отвечать на следующие вопросы:

1. Зачем я это делаю? То есть ставить цель опыта или наблюдения.

2. Как делаю? То есть составить порядок своих действий. (Ход работы).

3. Что получил или увидел? Каков результат работы?

4. Сформулировать вывод.

При постановке эксперимента чаще всего бывает необходим контроль. Под контролем имеется в виду изучение двух групп -экспериментальной и контрольной. Эти две группы должны быть в совершенно одинаковых условиях, за исключением действия одного фактора, который и проверяется. Тогда полученный положительный или отрицательный результат можно объяснить влиянием именно этого фактора. На рисунке 6 вы видите опытную группу растений без контроля. В чем причина плохого роста растений? Плохое освещение? Недостаточная температура? Избыточное или недостаточное увлажнение? Может быть, какие-нибудь другие факторы? Ответить на эти вопросы по этой группе растений вы не сможете, поскольку не узнаете, какой фактор или группа факторов повлияла на плохой рост растения.

Рис. 6. Эксперимент без контроля

Рис.7. Эксперимент с контролем: 1- контрольная группа,получавшая азотные удобрения, 2 — экспериментальная группа, не получавшая азотных удобрений.

На рисунке 7 показан эксперимент с контролем. Сравнение растений обеих групп позволило выявить, рост растений замедляется в связи с нехваткой удобрения - это единственный фактор по которому различаются условия для двух групп растений.

В ходе исследования широко используют различные приборы, инструменты и приспособления. Их существует очень много: от простейших, например, линейки, термометра, рулетки, обычной лупы, до сложнейших приборов, например, радиотелескопов, лазерных микроскопов и др.

Рис. 8. Приборы и инструменты. Телескоп. Термометр. Мерный цилиндр. Рулетка. Микроскоп.

С какой целью используют все это множество приборов и инструментов?

Во-первых, многие из них расширяют возможности наблюдения. Например, микроскопы и телескопы позволяют видеть более мелкие или удаленные на большие расстояния объекты, которые исследовать невооруженным глазом невозможно.

Во-вторых, приборы и инструменты позволяют количественно оценивать наблюдаемое, проводить измерения. Например, если вы захотите принять ванну и станете для этого смешивать горячую и холодную воду, то на ощупь вы сможете определить потеплела вода или нет. Но узнать насколько теплее стала вода, вы сможете только с помощью термометра.

Проведение многих наблюдений и сравнение их результатов без количественных оценок были бы недостоверными.

Измерить — это значит определить численное значение какой-либо величины.

Измерения бывают прямые, когда величина измеряется непосредственно, например, температура воды, воздуха, и косвенные, когда она вычисляется с помощью других известных величин. Например, зная скорость и время движения, можно определить расстояние, не измеряя его на местности.

В-третьих, приборы и инструменты помогают создавать условия и выполнять соответствующие действия, необходимые для эксперимента с контролем. Например, поддерживать определенную температуру, влажность воздуха или почвы и т.д.

По ходу исследования (наблюдения, постановки гипотезы, проведения эксперимента, получения количественных оценок, объяснения полученных результатов, формирования выводов) ведется дневник, в котором исследователь описывает последовательность своих действий, условия проведения эксперимента, полученные результаты, объясняет их, подтверждает или опровергает гипотезу, делает вывод. Таким образом, описание является неотъемлемым методом познания окружающего нас мира.

Описание наблюдаемых объектов или явлений часто дополняют фотоснимками, которые подтверждают достоверность исследования. Фотографирование, таким образом, также является одним из методов познания окружающего мира.

Итак, вы познакомились с основными и наиболее общими методами, или способами изучения особенностей отдельных объектов, явлений и процессов, что позволит вам самим проводить несложные исследования и тем самым развивать в себе наблюдательность, умение целенаправленно проводить эксперимент, логично его описывать, объяснять полученные результаты, доказывать их достоверность с помощью различных количественных оценок, описывать проводимое исследование, формулировать вывод.

Вы убедились, что все методы тесно взаимосвязаны между собой и дополняют друг друга. Проводя исследование, специалисты используют самые разные методы.