История развития эксперимента. Особенности современных экспериментальных исследований

Содержание
Введение
1. Развитие эксперимента до 17 века
1.1 Предыстория
1.2 Античный период (8 – 2 в.в. до н.э.)
1.3 Средние века (4 – 16 века)
2. Развитие современного эксперимента
2.1 "Классический" период (конец 16 – первая половина 20 века)
2.2 "Неклассическая" наука (конец 19 – конец 20 века)
3. Современное ("постнеклассическое") состояние эксперимента
Заключение
Источники информации

Выводы:
В "неклассической" науке сохраняются все основные характеристики эксперимента науки "классической", за исключением процедуры измерений.
1) Для скоростей близких к скорости света, (например, для элементарных частиц в ускорителях) требуется учитывать релятивистские эффекты роста массы и сокращения промежутков времени и длин (расстояний) с помощью уравнений Лоренца.
2) Для объектов микромира (например, для тех же элементарных частиц) следует по определенным правилам определять распределение вероятностей для измеряемого параметра, совершая серию его измерений. Еще одна особенность таких объектов – невозможность измерения одновременно корпускулярных и волновых параметров, и, как следствие, принципиальная невозможность одновременного точного измерения т.н. сопрягаемых параметров объекта, например, импульса и координаты, промежутка времени и энергии.
3. Современное ("постнеклассическое") состояние эксперимента
Мы, в наше время, чаще всего понимаем под экспериментом вид или процесс исследования действительности в контролируемых условиях. Это связано, с одной стороны, с выделением экспериментальной деятельности в отдельные, достаточно самостоятельные и сложные в освоении профессиональные области, а с другой, распространение экспериментальной деятельности в естественнонаучной методологии на буквально все области знания.
Основные качественные отличия содержания современного эксперимента от, например, его состояния в первой половине 20 века, в его "неклассическом" периоде:
1) Колоссальное включение вычислительной техники в экспериментальные методы, вплоть до автоматизации не только процесса измерения, но и планирования эксперимента и полной обработки результатов вплоть до предложения вариантов интерпретации полученных закономерностей (например, при вычислении дерева развития вероятных событий при экологической катастрофе). Использование распределенной сети компьютеров по всему миру для проведения круглосуточной организации вычислений, как в случае экспериментов с адронным коллайдером и для целей экологического мониторинга процессов изменения климата и т.п.
Выполняются эксперименты по созданию искусственного интеллекта, например, с июня 2005 г. корпорация IBM и Федеральный политехнический институт в Лозанне выполняют проект Blue Brain, используя суперкомпьютер Server Blue Gene, по созданию детальной модели нейронной структуры неокортекса, самой сложной части коры головного мозга человека, которая, как полагают, отвечает за наиболее сложные функции мозга: мышление, понимание и память.
2) Выполнение широкомасштабных социальных экспериментов, в рамках социологических исследований, в рамках крупных общностей, вплоть до масштаба государств, например, при помощи социальных сетей.
3) Изучение крайне абстрактных, абсолютно неведомых ранее науке типов реальностей - реальностей потенциальных (квантовая механика) и виртуальных (физика высоких энергий), что привело к взаимопроникновению факта и теории, к невозможности отделения эмпирического от теоретического.
4) Развитие экспериментальной математики, выполнение доказательных вычислений, в ходе которых результаты вычислений используются для строгого доказательства математических фактов, т.е. для испытания возможных многочисленных гипотез на логическом уровне.
5) Изучение живых организмов на субклеточном и молекулярном уровне. Эксперименты по созданию искусственных живых организмов.
Заключение
В результате рассмотрения истории развития эксперимента и экспериментального мышления, получены следующие основные выводы (в хронологическом порядке):
1) В доисторический период опыт, накопленный людьми, перерабатывался в системы рецептов, без развития теорий в современном смысле.
2) Античный период – время расцвета мысленного эксперимента по созданию "идеального объекта" и развития логики, что послужило основой появления в новое время науки "европейского" типа.
3) Начальный период средневековья отличался синтезом научных методов и теологии, - номинализмом, когда эксперимент, также, по-преимуществу, мысленный заключался в истолковании текстов. В позднее средневековье путем мысленного экспериментирования было достигнуто построение функциональных зависимостей реального мира.
Средневековая алхимия заложила основы современной экспериментальной химии, многие из которых востребованы и ныне.
4) В рамках "классической" физики развита структура и основные характеристики современного эксперимента, как мысленного, так и натурного, определен стиль экспериментального мышления, моделирования и процедур измерений. Основано математическое моделирование.
5) "Неклассический" период добавил в практику эксперимента учет изменения процедур измерения масс, времени и длин при околосветовых скоростях и учет вероятностной природы квантовых объектов путем серийности измерений их параметров, экспериментальных решений для определения как корпускулярных, так и волновых свойств и сопрягаемых параметров.
5) Кратко отмечены основные качественные особенности современного научного эксперимента.
Источники информации
1. Арнольд В.И. Экспериментальная математика. — М.: Фазис, 2005. — 64 с.
2. Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – 292 с.
3. Доброхотов А.Л., Калинкин А.Т. Культурология: учеб. пособие. – М.: ИД "Форум", 2010. – 480 с.
4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. вузов / Татьяна Яковлевна Дубнищева. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 608 с.
5. Иванов-Шиц, А.К. Концепции современного естествознания: Курс лекций. Образовательный сайт МГИМО.
(http://www.limm.mgimo.ru/science/intro.html( (24.04.09).
6. История науки и техники. Учебно-методическое пособие./Под ред. Ткачева
А.В. – СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2006. – 143 с.
7. Липкин А.И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. — М.: Вузовская книга, 2001. — 300 с.
8. Новая философская энциклопедия: в 4 т., т. 4, статья "Эксперимент". / Ин-т философии РАН; В. С. Степин. - М.: Мысль, 2010.
9. Потапов, В. П. История эксперимента: монография / В. П. Потапов. — Минск: Печенко А. Г., 2011. — 79 с.
10. Пригожин, И., Стенгерс, И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: Пер. с англ./ Общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В. Сачкова. — М.: Прогресс, 1986. — 432 с.
11. Фейерабенд П. Против методологического принуждения. Очерк анархистской теории познания. – Благовещенск: БГК им. И. А Бодуэна де Куртене, 1998. – 352 с.
12. Флек, Л. Возникновение и развитие научного факта / Л. Флек. – М.: Идея-Пресс, 1999. – 220 с.
13. Элементарное мышление животных: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2002.- 320 с
Новая философская энциклопедия: в 4 т., т. 4, статья "Эксперимент". / Ин-т философии РАН; В. С. Степин. - М.: Мысль, 2010.
Т.е. необходимо показать, что в определенные эпохи принципы эксперимента обладали некоторым единством, характерным для этих эпох. Это - необходимое условие развития эксперимента в ходе истории.
Флек, Л. Возникновение и развитие научного факта / Л. Флек. – М.: Идея-Пресс, 1999. – С. 15 – 18.
Элементарное мышление животных: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2002. - 320 с. – Глава 4.
Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – С. 172 – 174.
Флек, Л. Возникновение и развитие научного факта / Л. Флек. – М.: Идея-Пресс, 1999. – С. 20 – 22.
Обобщенная форма восприятия и объяснения явлений окружающей Природы, зародившаяся в античности в трудах Гераклита, Демокрита, Аристотеля и послужившая началом формирования науки в целом.
Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – С. 13 – 15.
Иванов-Шиц, А.К. Концепции современного естествознания: Курс лекций. Образовательный сайт МГИМО. Тема 3. (http://www.limm.mgimo.ru/science/intro.html( (24.04.09).
Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – С. 22 – 23.
Иванов-Шиц, А.К. Концепции современного естествознания: Курс лекций. Образовательный сайт МГИМО. Тема 1. (http://www.limm.mgimo.ru/science/intro.html( (24.04.09).
История науки и техники. Учебно-методическое пособие./Под ред. Ткачева А.В. – СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2006. – С. 52 – 54.
Иванов-Шиц, А.К. Концепции современного естествознания: Курс лекций. Образовательный сайт МГИМО. Тема 2. (http://www.limm.mgimo.ru/science/intro.html( (24.04.09).
Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – С. 22 – 23.
Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие для студ. вузов / Татьяна Яковлевна Дубнищева. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — С. 22 – 24.
История науки и техники. Учебно-методическое пособие./Под ред. Ткачева А.В. – СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2006. – С. 70 – 75.
Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента (от античности до XVII века). – М.: Наука, 1976. – С. 172 – 223.
Липкин А.И. Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. — М.: Вузовская книга, 2001. — С. 21 – 22.
Иванов-Шиц, А.К. Концепции современного естествознания: Курс лекций. Образовательный сайт МГИМО. Темы 5 -7. (http://www.limm.mgimo.ru/science/intro.html( (24.04.09).
Доброхотов А.Л., Калинкин А.Т. Культурология: учеб. пособие. – М.: ИД "Форум", 2010. – С. 20 – 24.
Липкин А.И. — С. 6 – 7.
Ряд авторов к "неклассической" относят лишь квантовую физику и химию.
Липкин А.И. - С.110 – 112.
На практике характеристики метрики не определяются и не используются.
Обязана своему появлению парадоксам, связанным с двойной природой (т.н. "дуализмом") всего материального мира – волновой и корпускулярной.
Дубнищева Т.Я — С. -208 – 213.
Пригожин, И., Стенгерс, И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: Пер. с англ./ Общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В. Сачкова. — М.: Прогресс, 1986. — С 23 – 24.
Альманах "Мозг: Структура и функции". Сайт компании Biocor International: http://system-medicine.ru/index.html (1.05.12).
Потапов, В. П. История эксперимента: монография / В. П. Потапов. — Минск: Печенко А. Г., 2011.
— 79 с.
Арнольд В.И. Экспериментальная математика. — М.: Фазис, 2005. — 64 с.
Дубнищева Т.Я. — С. - 439 – 451.
2
Теоретическое наблюдение
+ изучение существующих понятий,
конкретизация несоответствий→
→выработка гипотез
Изобретение мысленного эксперимента →Мысленные {объекты +эксперименты}
Выбор объекта исследования
+установление противоречий и несоответствий с точки зрения основного (более общего) теоретического принципа
Изобретение (подбор) реального эксперимента →
→Реальные
эксперименты
Предложение
теоретического объяснения (гипотезы)
или его вариантов
Установление закономерности
Математическая запись
Идеализация
Рис. 1.
Философия
понятие, замещающее образ
Религия
образ, замещающий понятие
Наука
понятие, объясняющее образы
Искусство
образ, объясняемый понятиями
Рациональное
Эмоциональное
Сверхопытное
(иррациональное)
Опытное
(экспериментальное)
Рис. 2.