Особенности и методы научного познания

Обязательная самостоятельная работа студентов.

1. Схема и механизм реакции нуклеофильного замещения у sp³ гибридизованного атома углерода.

2. Влияние электронных и пространственных факторов на реакционную способность соединений в реакциях S_N. Роль кислотного катализа.

3. Реакции гидролиза галогенопроизводных.

4. Реакции алкилирования спиртов, фенолов, тиолов, сульфидов, аммиака и аминов. Роль кислотного катализа в Nu-замещение гидрокси-группы.

5. Биологическая роль реакций алкилирования.

Напишите схемы и опишите механизм реакции S_N:

1. получения диметилсульфида, диэтиламина;

2. превращения 1-бромбутана в 1-метоксибутан;

3. взаимодействия 3-метилбутантиола-2 с HCl;

4. этантиола с HBr;

5. триэтиламина с этилиодидом

6. метилиодида с водным раствором KOH;

7. 2-метилпропанола-2 с соляной кислотой;

8. пропен-2-ола-1 с соляной кислотой;

9. гидролиза бензилхлорида;

10. взаимодействия иодистого изопропила с водным раствором щелочи;

11. взаимодействия третичного бромистого изобутана с водным раствором NaOH;

12. взаимодействия 1-бром-2-метилбутана с водным раствором щелочи

13.получения бромистого этила из соответствующего спирта;

14. взаимодействия третичного бромистого изобутила с едким натром (водный раствор).

15. Напишите уравнение реакции образования S-аденозилметионина. Обозначьте субстрат и реагент.

16. Напишите уравнение реакции биосинтеза холина из коламина с участием S-аденозилметионина. Обозначьте субстрат и реагент.

17. Напишите схемы и опишите механизм реакции гидратации трет. бутилхлорида.

18. Напишите схемы и опишите механизм реакции взаимодействия 2-хлорпропановой кислоты с водным раствором щелочи.

19. Напишите схемы и опишите механизм реакции третичного бутилового спирта с хлороводородом.

 

 

Лекция 2 НАУЧНЫЙ МЕТОД И ПРИНЦИПЫ ПОЗНАНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Особенности и методы научного познания. Научный метод - основа науки. Принципы познания в естествознании: принцип причинности, принцип наблю­даемости, принципы отбора, принципы симметрии, принципы оптимальности, принцип соответствия, редукционизм, парадоксы как движущая сила науки, красота науки.

Знание - сила. Ф. Бэкон

Особенности и методы научного познания

Мы познаем мир с помощью органов чувств - естественных физических приборов человеческого организма. Основную инфор­мацию об окружающем мире человек получает с помощью органов зрения (глаза). Но наши органы чувств могут обманывать нас. Не все существующие в мире звуки мы воспринимаем, достаточно субъективны наши вкусовые и тепловые ощущения, чувство боли.

Постепенно человек научился создавать приборы и системы для получения информации об окружающем мире, а знания стали бо­лее достоверными и глубокими. Научное знание в отличие от обы­денного (житейского опыта, здравого смысла) характеризуется ря­дом специфических черт.

Во-первых, это не опыт отдельного человека и его мироощуще­ние. Наука - это суммарный опыт всего человечества на всем историческом пути его развития.

Во-вторых, научное знание в отличие от обыденного имеет не простые формы (непосредственного отражения, ощущения и вос­приятия), а сложные - специально выработанные формы выра­жения научной истины в виде научных понятий, принципов, методов и теорий. Главная особенность научных знаний заклю­чается в глубоком проникновении в суть явлений, в их теоретиче­ском характере. Научное знание начинается тогда, когда за сово­купностью фактов осознается закономерность - общая, необхо­димая связь между ними, что позволяет объяснить, почему дан­ное явление протекает так, а не иначе, предсказать дальнейшее его развитие. Научное познание отличает стремление к объективно­сти, т.е. к изучению мира таким, каким он есть вне и независимо от человека.

В-третьих, по своей природе научное знание не стихийно, а строго организованно, упорядоченно, субординированно.

В-четвертых, оно представляет собой систему, принципиально проверяемую, основанную на фактах, истинную.

В-пятых, это не только система готового знания, но и система приобретения нового знания, т.е. система научных методов - системность знаний.

Термин "метод" означает способ построения системы познания, совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Метод вооружает человека системой принципов и правил, которые позволяют достичь результатов наи­более рациональным путем. Владение методом означает для чело­века знание того, в какой последовательности совершать те или иные действия для решения какой-либо задачи, и умение приме­нять эти знания на практике.

Среди множества используемых в науке методов, перечислим некоторые как наиболее важные:

• анализ - расчленение целостного предмета на составные ча­
сти (стороны, признаки, свойства и отношения) для их все­
стороннего объяснения;

• синтез - соединение ранее выделенных частей предмета в
единое целое;

• абстрагирование - это мысленное отвлечение от каких-то
менее существенных в данных условиях свойств, сторон, при­
знаков, отношений изучаемого объекта с одновременным вы­
делением и формированием одной или нескольких наиболее
существенных сторон, свойств или признаков и отношений
этого объекта;

• идеализация представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с
целями исследований. В результате такого изменения могут
быть исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны
или признаки объекта. Хорошо известным примером идеали­
зации является понятие материальной точки в механике - это
объект, размерами которого пренебрегают. Реально в природе таких объектов не существует, но подобная абстракция поз­воляет заменить в исследовании самые различные реальные объекты: от атомов и молекул до планет и звезд;

• обобщение - прием мышления, в результате которого уста­
навливаются общие свойства и признаки объектов;

• индукция - метод исследования и способ рассуждения, в ко­
тором общий вывод строится на основе частных посылок;

• дедукция - способ рассуждения, посредством которого из об­
щих посылок с необходимостью следует заключение частного
характера;

• аналогия - прием познания, при котором на основе сходства
объектов в одних признаках делают заключение об их сход­
стве в других признаках;

• моделирование - изучение объекта (оригинала) путем созда­
ния и исследования его копии (модели), замещающей ори­
гинал с определенных сторон, интересующих исследователя.
При моделировании широко используются абстрагирование,
аналогии и обобщения. Среди многих методов моделирова­
ния отметим математическое моделирование, производимое
средствами математики и логики. Мысленный эксперимент
является одним из видов моделирования, широко используе­
мых в науке.

Различают два уровня научного познания: эмпирический (опытный) и теоретический. Эмпирический уровень познания характеризуется непосредственным исследованием реально суще­ствующих, чувственно воспринимаемых объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об исследуемом объ­екте путем наблюдения, выполнения разнообразных измерений и проведения экспериментов, а также производится первичная си­стематизация получаемых данных и, возможно, формулирование некоторых простых эмпирических закономерностей.

Теоретический уровень научного исследования осуществляет­ся на рациональной (логической) ступени познания. Здесь строят­ся научные теории,которые являются основной формой научно­го знания. Это более высокая ступень в научном познании. Здесь широко используется метод научного абстрагирования и идеали­зации - переход к обобщенным представлениям и понятиям. В процессе абстрагирования происходит отход от чувственно вос­принимаемых конкретных объектов к воспроизводимым в мышле­нии абстрактным представлениям о них. То, что получают в результате, называют абстракцией, которая, очевидно, отличается от конкретного. Таким образом, как говорят философы, на теоре­тическом уровне осмысление представляет собой восхождение от чувственно-конкретного к абстрактному.

На этой основе также строятся научные понятия,которые в науке играют очень важную роль. Понятия - это отражение предметов и явлений со стороны их существенных свойств и отношений. Всякое познание человеком природы начинается с ощущений, которые связывают его с миром явлений и рождают образы. Явления и образы описываются с помощью языка (слов). Одни и те же слова у разных людей рождают различные образы. Существуют слова или группы слов, которые не связаны непосред­ственно с образами, хотя и появились благодаря им. Это и есть понятия. Понятия обобщают коллективный опыт, но они лишены деталей, присущих конкретным образам, и поэтому пригодны для общения разных людей между собой. Но понятия не вполне одно­значны, хотя бы потому, что у разных людей они вызывают раз­личные образы. Даже в повседневной жизни это часто приводит к недоразумениям. В науке такое недопустимо, потому что ее ре­зультаты претендуют на объективный смысл, который не должен зависеть от непостоянства человеческих мнений. В науке почти каждому понятию ставят в соответствие формулу - набор симво­лов и чисел, и задают правила действий над ними, чем достигается однозначность науки, позволяющая понимать друг друга ученым разных стран и поколений.

Понятия позволяют обобщать и выделять предметы по их об­щим признакам. Процесс образования понятий связан с огруб­лением действительности,так как рассмотрение ведется толь­ко со стороны тех свойств и отношений, которые интересуют в данной теории, отвлекаясь от всех прочих. Поэтому их нельзя рассматривать как нечто неизменное, заданное. Время от вре­мени они должны пересматриваться, углубляться адекватно по­знанию внешнего мира. Научные понятия, составляющие логи­ческую основу законов природы, не статичны, не абсолютны. Отсюда следует, что законы природы нельзя абсолютизировать, а значит, наши представления о физической реальности никогда не могут быть окончательными.

Таким образом, объектами научного (теоретического) по­знания выступают не сами предметы и явления реального миpa, а их своеобразные аналоги (модели) - некие идеализирован­ные объекты. Поэтому полученная картина природы не обяза­тельно буквально совпадает с реально существующим миром.

Многие ученые ее считают всего лишь рабочей моделью.

Например, наше представление о строении атома есть только модель - невидимый атом описывается с помощью макроскопи­ческих понятий. Мы не знаем, что в действительности представ­ляет собой атом, но можем сказать, что он ведет себя "так-то и так-то", если на него подействовать "вот так". Даже современные методы исследования не позволяют увидеть атом. Получаемые с их помощью изображения интерпретируются также в рамках тех же моделей. Известный физик Р. Фейнман писал: "Раз поведе­ние атомов так не похоже на наш обыденный опыт, то к нему очень трудно привыкнуть. И новичку в науке, и опытному физи­ку - всем оно кажется туманным и своеобразным. Даже большие ученые не понимают его настолько, как им бы хотелось, потому что весь непосредственный опыт человека, вся его интуиция -все прилагается к крупным телам. Мы знаем, что будет с боль­шим предметом; но именно так мельчайшие тельца не поступают. Поэтому, изучая их, приходится прибегать к различного рода аб­стракциям, напрягать воображение и не пытаться связывать их с нашим непосредственным опытом" (Фейнман, 1987).

Основная задача научного знания - обнаружение объектив­ных законов действительности - природных, социальных (об­щественных), законов самого мышления и т.д. Отсюда ориентация исследования направлена, главным образом, на общие, существен­ные свойства предмета или явления, их необходимые характери­стики и их выражение в системе абстракций. Если этого нет, то нет и науки, так как само понятие научности предполагает откры­тие законов, углубление в сущность изучаемых явлений.

Непосредственная цель и высшая ценность научного позна­ния - это объективная истина,которая достигается преимуще­ственно рациональными средствами и методами. Поэтому на­учные знания имеют рациональный характер. Истина есть правильное, адекватное отражение предметов и явлений действи­тельности познающим субъектом, воспроизведение их такими, ка­кими они существуют вне и независимо от сознания. Она объек­тивна по содержанию, но субъективна по форме - как результат человеческого мышления. Поэтому говорят об относительной истине как отражающей предмет не полностью, а в объективно обу­словленных пределах. Абсолютная истина полностью исчерпыва­ет предмет познания. Всякая относительная истина содержит элемент абсолютного знания. Абсолютная истина складыва­ется из суммы относительных.

Характерная черта научного познания - объективность. Науч­ное познание ориентировано на то, чтобы в конечном счете быть воплощенным в практике. Смысл научного изыскания можно вы­разить простой формулой: "Знать, чтобы предвидеть, предвидеть, чтобы практически действовать" - не только в настоящем, но и в будущем. Научное познание есть сложный противоречивый процесс воспроизводства знаний, образующих целостную разви­вающуюся систему понятий, теорий, гипотез, законов и других идеальных форм, закрепленных в языке - естественном или ис­кусственном (математическая символика, химические формулы и т.п.). В процессе познания применяются и такие специфические материальные средства, как приборы и инструменты и другое на­учное оборудование, зачастую очень сложное и дорогостоящее. Кроме того, для науки характерно использование и таких средств, как современная логика, диалектика, системный анализ и другие общенаучные приемы.

Научному познанию присущи строгая доказательность, обос­нованность результатов и достоверность выводов. Но вместе с тем здесь немало гипотез, догадок, предположений и т.п. Поэтому важное значение имеют методологическая подготовка, философ­ская культура и многое другое.