Сложно себе представить науку и научную деятельность человека без осознания того, что колоссальное количество изобретений было сделано и выполнено при помощи проведения экспериментов. Человечество с самого начала своей истории взяло на вооружение такой с одной стороны простой (можно использовать абсолютно в любой сфере деятельности), а с другой стороны сложный (иногда требуется создать специальные условия, а также уметь правильно «прочитать» результаты проведения эксперимента) метод познания себя и окружающего мира, как эксперимент.
Любой, кто использовал сотовый телефон знает, что некоторые ситуации требуют небольшого исследования: если вы вдруг окажетесь в районе с плохим приемом, вы можете телефон переместить немного влево или вправо, пройти несколько шагов вперед или назад, или даже держать телефон над головой, чтобы улучшить прием сигнала от вышки мобильной связи. В то время как действия пользователя сотового телефона могут показаться нам очевидными, человек стремящееся улучшить прием сотового телефона фактически проводит маленький научный эксперимент, так как он сознательно манипулирует одним компонентом (местоположение сотового телефона) и проводит наблюдения за получаемым эффектом от применения этих мер на другой компонент (качество приема мобильного телефона).
Конечно, этот пример лишь в общих чертах демонстрирует нам использование эксперимента в обычной жизни человека. Научные же эксперименты, являются немного более сложными и, как правило, предполагают более строгое использование контроля, как за ходом самого эксперимента, так и за получением и интерпретацией результатов, но при этом, они опираются на тот же тип мышления, который мы используем во многих повседневных ситуациях.
Удивительно, но стоит отметить факт того, что человечество впервые использовало эксперимент в научных целях более 1000 лет назад. Так, одной из первых идей о том, как работает человеческое зрение происходит от греческого философа Эмпедокла, жившего около 450 г. до н.э.. Философ считал, что греческая богиня Афродита зажгла огонь в человеческих глазах, и зрение стало возможным благодаря свету лучей от этого огня, исходящего от глаз и который освещает объекты вокруг нас. В то время как множество людей оспаривало это утверждение и идею, что свет излучается из глаз человека, ученый по имени Альхазен, родившийся в 965 г. н.э. в арабском городе Басра, который был расположен на территории современного Ирака, выдвинул мысль о том, что источником световых лучей является не глаз человека, как думали древнегреческие ученые, а светящиеся предметы. Таким образом, был разработан новый и более строгий подход к научным исследованиям и в частности, в области оптики. Альхазен проводил свои научные исследования в области физики, математики и других наук после прочтения работ нескольких греческих философов. Следует также отметить, что труд ученого оказался крайне инновационным, так как был основан на выводах экспериментальных доказательств, а не на абстрактных рассуждениях.
Реферат человек амфибия
... в одних холщовых штанах; на широком кожаном поясе висела кобура револьвера. Зурита подошел к людям. Фонарь осветил его заспанное, ... продолговатое, не скуластое, с правильным носом и большими красивыми глазами - лицо арауканца. Веки Бальтазара тяжело опускались и медленно ... звук трубы! - закричали рыбаки. Бальтазар заставил замолчать их тем же движением руки и продолжал: Я сам слышал. Так трубить ...
Рассмотрим с современной точки зрения понятие «эксперимент», а также покажем, какими каким образом он связан с научной деятельностью.
Итак, Википедия дает нам следующее определение
В общей структуре научного исследования эксперимент, занимает особое место. Именно эксперимент является связующим звеном между теоретическим и эмпирическим этапами и уровнями научного исследования. По своему замыслу эксперимент всегда опосредован предварительным теоретическим знанием: он задумывается на основании соответствующих теоретических знаний и его целью зачастую является подтверждение или опровержение научной теории или гипотезы. Сами результаты эксперимента нуждаются в определенной теоретической интерпретации. Итогом экспериментального исследования, прежде всего, является получение фактических результатов и знаний и установление эмпирических закономерностей.
Другой важной особенностью эксперимента является одновременная его
Эксперимент, возникнув в недрах физики, нашел затем широкое распространение в химии, биологии, физиологии и других естественных науках. В настоящее время эксперимент все больше распространяется в социологии, выступая и как метод познания, и как средство оптимизации социальных систем. По существу, с древних времен эксперимент, как метод исследования, не претерпел существенных изменений с точки зрения его структуры и роли в познании. Существенные изменения произошли в технической оснащенности эксперимента, возникли новые виды эксперимента, связанные с использованием компьютерной техники, расширилась сфера применения экспериментального метода. Принципиальная новизна в понимании эксперимента, пожалуй, касается лишь необходимости учета взаимодействия исследуемого объекта с измерительными приборами, что во времена Галилея не представлялось актуальным.
Исследование фонтанных скважин
... Р=20-40 МПа). 3.3 Исследование фонтанных скважин Исследование фонтанных скважин проводятся по двум методам. На установившихся и неустановившихся режимах. Исследование на установившихся режимах ... которым понимают максимальный дебит скважины, допустимый условиям рациональной эксплуатации залежи и обеспечиваемый продуктивной характеристикой скважин. Исследования на неустановившихся режимах заключается ...
Эксперимент, также считается самым научным из всех методов, являющимся «методом выбора». Основная проблема всех не экспериментальных методов является отсутствие контроля над ситуацией. Эксперимент показывает четкую причинно-следственную связь и его основное отличие от не экспериментальных методов заключается в том, что он включает в себя преднамеренное манипулирование одной переменной, пытаясь сохранить все другие переменные как константы. Проведение эксперимента обычно обусловлено необходимостью подтверждения или опровержения научной теории или гипотезы. Итогами эксперимента могут быть как качественные, так и количественные характеристики исследуемого объекта. Но все результаты эксперимента нуждаются в теоретической интерпретации.
- Классификация эксперимента.
Эксперимент можно классифицировать в зависимости от того, что положено в его основу, а также какие цели и задачи стоят при его проведении.
Различают открытые и закрытые эксперименты.
Такие типы экспериментов широко распространены в психологии, социологии, педагогике. В открытом эксперименте задачи открыто объясняются испытуемым, в закрытом — в целях получения объективных данных эти задачи скрываются от испытуемого. Любая форма открытого эксперимента влияет (часто активизирует) на субъективную сторону поведения испытуемых. В ϶той связи открытий эксперимент целесообразен только тогда, когда имеется возможность и достаточная уверенность в том, что удастся вызвать у испытуемого живое участие и субъективную поддержку намечаемой работе. Закрытый эксперимент характеризуется тем, что его тщательно маскируют; испытуемый не догадывается об эксперименте, и работа протекает внешне в естественных условиях. Такой эксперимент не вызывает у испытуемых повышенной насторожённости и излишнего самоконтроля, стремления вести себя не так, как обычно.
Простой и сложный эксперименты.
Простой эксперимент используется для изучения объектов, не имеющих разветвленной структуры, с небольшим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих простейшие функции. В сложном эксперименте изучаются явления или объекты с разветвленной структурой (можно выделить иерархические уровни) и большим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих сложные функции. Высокая степень связности элементов приводит к тому, что изменение состояния какого-либо элемента или связи влечет за собой изменение состояния многих других элементов системы. В сложных объектах исследования возможно наличие нескольких разных структур, нескольких разных целей. Но все же конкретное состояние сложного объекта может быть описано. В очень сложном эксперименте изучается объект, состояние которого по тем или иным причинам до сих пор не удается подробно и точно описать.
Планирование машинных экспериментов с моделями систем
... 2 Стратегическое планирование машинных экспериментов с моделями систем Можно выделить стратегическое и тактическое ПЭ на моделях систем. Стратегическое планирование - ставит своей целью получение необходимой информации ... но и процесс её использования, т.е. проведения с ней эксперимента. При планировании машинных экспериментов возникает целый ряд проблем, взаимно связанных как с особенностью ...
Эксперименты, в основе которых лежат разные цели, подразделяются
- исследовательские (поисковые) – эксперименты, целью которых является обнаружение новых, неизвестных науке явлений или их новых, неожиданных свойств;
- Например, серия экспериментов с проводниками при различных температурах в свое время закончилась открытием явления низкотемпературной сверхпроводимости. А эксперименты с проводниками сложного физико-химического состава привели недавно к открытию высокотемпературной сверхпроводимости. Эксперименты с катодными лучами имели своим результатом открытие Рентгеном нового вида проникающего излучения, названного его именем, а опыты с рентгеновскими лучами повлекли за собой открытие А. Беккерелем радиоактивности.
— проверочные (контрольные) – эксперименты, проведение которых необходимо для проверки теоретического предсказания или теоретической гипотезы. В этой группе экспериментов различают: Объектом проверки является то или иное теоретическое предсказание либо та или иная гипотеза. По отношению к теоретическим гипотезам эксперимент может быть подтверждающим, опровергающим и решающим.
- подтверждающие – целью которых, является подтверждение теоретической гипотезы;
- Эксперимент является подтверждающим, если он задумывается с целью подтвердить эмпирически проверяемые следствия из гипотезы;
- соответственно, он будет опровергающим, если ставится с целью опровержения.
- опровергающие – изначально преследующие своей целью опровержение теоретического предсказания; Его называют решающим, если целью служит опровержение одной и подтверждение другой из двух (или нескольких) соперничающих теоретических гипотез.
Различие между подтверждающим и опровергающим экспериментами относительно. Эксперимент, задуманный как подтверждающий, может по результатам оказаться опровергающим, и наоборот.
— решающие – целью которых, является подтверждение одного теоретического предсказания и опровержение другого, совершенно противоположного предсказания. Что касается решающего эксперимента, то в силу сложного и неоднозначного характера связи теории с опытом многие исследователи отрицают его существование, хотя на определенном этапе соперничества гипотез он может создавать условия для временного предпочтения одной из них.
По условиям проведения эксперименты делятся на следующие виды:
- лабораторные — эксперименты, проводимые в специально созданных искусственных условиях с целью исключения влияния неблагоприятных факторов. Это позволяет экономить материальные и временные ресурсы;
- Искусственный эксперимент имеет такие достоинства, как возможность обеспечить достаточные условия для устранения побочных факторов, т.е. для достижения высокой внутренней валидности, причем с эффективным использованием времени и ресурсов.
— полевые – эксперименты, проводимые в реальных условиях существования объекта исследования. Достоинство данных экспериментов – результаты более правдивые, но при их проведении мы можем принять во внимание не все побочные факторы. Они требует больших временных и материальных затрат. . Главная задача в естественном эксперименте — обеспечить максимальную непринужденность, натуральность окружающей обстановки. В эту задачу, как правило, входят изучение параметров воздействия среды на данный объект, особенностей поведения или функционирования данного объекта и их оценка. Среди полевых экспериментов различают активно направленные и естественные. Активно направленным считается эксперимент, в котором исследователь активен: вводит в действие экспериментальный фактор, который, по его гипотезе, должен привести к определенным следствиям.
Скорость света методы определения – – “Методы определения скорости света” Цели
(Данные взяты из книги: Г. Липсон. Великие эксперименты в физике.) Фуко метод, метод измерения скорости света, заключающийся в последовательном отражении пучка света от быстро вращающегося зеркала, затем от второго – неподвижного ... Он хотел построить еще более совершенную установку для еще более точного метода измерения скорости света. До этого он уже работал над этой проблемой несколько лет и ...
Плюс к этому, исследователь стремится достичь того, чтобы испытуемые не знали о проводимом эксперименте. В естественном эксперименте изучаемый фактор не вводится экспериментатором, его воздействие вызвано естественным ходом событий. Исследователь разыскивает подходящую ситуацию, где экспериментальный фактор находится лишь в естественной максимальной изоляции от других факторов и лишь наблюдает за развитием событий до и после воздействия изучаемого фактора, фиксируя их, насколько это возможно. Следует отметить, что остается спорным вопрос, являются ли подобные исследования разновидностью эксперимента или наблюдения. Многие существенные признаки эксперимента отсутствуют (активность исследователя, контроль переменных), но сохраняется объяснительная гипотеза и логическая схема ее доказательства.
