Эмпирический уровень научного познания

Наука начинается с непосредственных наблюдений отдельных событий, фактов, которые фиксируются высказываниями. Эмпирическими высказываниями являются, например, следующие суждения: "Этот камень падает к земле", "Вода в этой кастрюле при нагревании закипела", "Наша кошка родила пятерых котят". А вот выражение "Все тела, выпущенные из рук, падают на землю" уже не является эмпирическим, поскольку невозможно проверить в эксперименте поведение всех тел.

Для ученого очень важно обнаружить некоторую регулярность, ибо обнаруженная регулярность позволяет объяснять предсказывать явления. Например, врач-онколог обнаружил, что курящие чаще заболевают раком легких, чем некурящие. Отсюда он делает вывод: тот, кто курит, рискует заболеть раком легкого. Заядлому курильщику он посоветует меньше курить или вообще перестать курить. При анализе эмпирических фактов надо учитывать все обстоятельства. Древние греки, веря своим глазам, считали, что тяжелые тела падают на землю с большой скоростью, чем легкие. В 17 веке Галилей установил, что ускорение свободного падения тел на землю (g=9.8 м\с2 ) не зависит от их массы. Греки не знали, что воздушная среда искажает картину падения тел существеннейшим образом.

Знания о явлениях уточняются благодаря измерениям, различного рода подсчетам. Одно дело знать явление только качественное, другое - иметь количественные сведения. Без количественных данных невозможно построить, например, сколько-нибудь сложное техническое устройство.

Основа эмпирического исследования – эксперимент ( от лат. Экспериментум – проба, опыт ). Эксперимент и есть испытание изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Экспериментатор стремится выделить изучаемое явление в чистом виде, побочные обстоятельства должны быть устранены. Недопустимо, например, и ясно почему, проводить химические эксперименты в грязных халатах. Упомянутое выше падение тел сначала изучают в безвоздушной среде, положим в трубе, из которой выкачан воздух, а затем уже в воздушной среде, регулируя давления воздуха. При этом должно учитываться значение каждой составляющей эксперимента. В этой связи особое значения имеют приборы.

Длительное время считалось, что особенности приборов не влияют на изучаемые явления. Например, каким бы термометром не измеряли температуру атмосферы, водным или ртутным, получаем один и тот же результат. Однако эксперименты с элементарными частицами показали, что поведение последних зависит от типа прибора. Тем более неодинаково реагируют на условия эксперимента участвующие в нем животные и люди. Все это означает, что приходится широко варьировать условия эксперимента, использовать различные приборные возможности.

Среди методов эмпирического познания часто называют наблюдение. Имеется в виду наблюдение не как этап любого эсперимента, а самостоятельный способ изучения явлений. Так, астроном наблюдает за звездами, у него отсутствует возможность затащить их в лабораторию. Соответственно наблюдение широко распространенно в биологических и социальных науках. Интерпретация наблюдаемых состояний в принципе не отличается от понимания результатов эксперимента. Наблюдение можно считать своеобразным экспериментом.

Интересной возможностью развития метода экспериментирования так называемое модельное экспериментирование. В этом случае экспериментируют не с оригиналом, а с его моделью, образцом, как модель. Модель может иметь физическую, математическую, биологическую или иную природу. Важно, чтобы манипуляции с нею давали возможность переносить получаемые сведения на оригинал. В наши дни широко используется компьютерное моделирование.

Модельное экспериментирование особенно уместно там, где изучаемый объект недоступен прямому эксперименту. Так, гидростроители не станут возводить платину через бурную реку для того, чтобы с ней поэкспериментировать. Прежде чем возвести плотину, они произведут модельный эксперимент в родном институте (с "маленькой" плотиной и "маленькой" рекой).