מבנה התיאוריה המדעית: מושג, סיווג, פונקציות, מהות ודוגמאות

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:17

אפילו ביוון העתיקה, אנשים ניסו לפענח את מסתורי היקום, ומדענים העלו השערות על סמך תצפיות והוכיחו את ניחושיהם באמצעות מדידות מדעיות. לאורך ההיסטוריה של האנושות, התפתחות המדע נמשכה ללא הפסקה עד היום. המדעים המודרניים בנויים על תיאוריות, אשר, בתורן, יש להן מבנה משלהן. בואו נלמד את המכשיר שלהם ונדגיש את הפונקציות העיקריות.

המושג והמבנה של התיאוריה המדעית

תיאוריה מדעית היא אוסף של ידע כללי על תופעות או אירועים שונים המתרחשים בטבע או בחברה שמסביב. למושג זה יש גם משמעויות אחרות. תיאוריה היא קבוצה של קנונים ועקרונות שפותחו על בסיס תצפיות וניסויים רבים המאששים את הרעיון שהועלה, מתארים את אופי התופעות והאובייקטים הנחקרים. יתרה מכך, התיאוריה המדעית, באמצעות שיטות זיהוי הדפוסים שלה, עוזרת לצפות אירועים עתידיים. תיאוריה מדעית קשורה קשר בל יינתק עם השקפות פילוסופיות, מכיוון שתפיסת העולם של מדען או חוקר היא במידה רבהקובע את הגבולות ודרכי ההתפתחות של המדע בכללותו.

מבנה התיאוריה המדעית כולל בעיות שצריך לפתור. מסיבה זו, כל תיאוריה מרמזת על הצורך בתרגול, שדרכו מושגות המטרות. יש לזכור כי תיאוריה מדעית לא תמיד מתארת רק תחום טבע אחד, היא מכסה לעתים קרובות מספר תחומים ומכילה מערכת של ידע מוכלל. קחו למשל את תורת היחסות של איינשטיין, היא לא מוגבלת לתופעת טבע אחת - אור, להיפך, תיאוריה זו חלה על כל האובייקטים ביקום שלנו. להלן ננתח ביתר פירוט מאילו אלמנטים מורכב המבנה ההיפותטי-דדוקטיבי של תיאוריה מדעית.

מהו מדע וכיצד הוא קשור לפילוסופיה

כוכב הלכת שלנו וכל מה שעליו נע לפי חוקים מסוימים שניתן לתאר בשיטות מדעיות. אי אפשר לדמיין את העולם המודרני ללא התפתחות המדע. כל הידע העומד לרשות האנושות הצטבר במשך מאות שנים. רק הודות לתגליות מדעיות, העולם שלנו הוא כעת כפי שאנו רואים אותו. הולדת המדע קשורה לתופעה חברתית כמו פילוסופיה (מהיוונית "אהבת חוכמה"). פילוסופים והוגים הם הנחשבים הראשונים שהניחו את היסודות של המדעים המודרניים. ביוון העתיקה נחלקו הפילוסופים לשתי קבוצות. הראשונים הם הגנוסטים, אלו הם אלו שהאמינו שהעולם סביבנו ניתן לדעת, כלומר, לאדם יש אפשרויות בלתי מוגבלות ללימוד מלא שלו. שנית, האגנוסטיקיםלא היו כל כך אופטימיים, הם האמינו שלעולם לא ניתן לדעת את חוקי הסדר העולמי בשלמותם.

מדע היא מילה חדשה יחסית ברוסית, במקור היא התכוונה לנושא ספציפי אחד. בהבנה המודרנית, המדע הוא כל מערכת הידע והניסיון שנצבר על ידי האנושות. מדע יכול להיחשב גם כפעילות שמטרתה איסוף מידע וניתוח העובדות שהושגו. אנשים שעוסקים במדע הם חלק מהקהילה המדעית. אחד המדענים שתרם תרומה עצומה לפיתוח המדע כפילוסופיה הוא האקדמאי הרוסי ויאצ'סלב סמנוביץ' סטפין. בעבודתו "המושג של המבנה והבראשית של התיאוריה המדעית", סטפן בחן מבט חדש לחלוטין על הבעיות של הפילוסופיה של המדע. הוא יצר את הרעיון של שיטות חדשות של תורת הידע וחשף סוגים חדשים של התפתחות ציוויליזציה.

פילוסופיה של תיאוריות מדעיות

לפני כמה מאות שנים, כל תיאוריה התבססה על עקרונות הפילוסופיה העתיקה, שקראה לטיהור הנשמה באמצעות התבוננות בעולם ובידע שלו. עם זאת, העידן החדש פתח השקפות שונות לחלוטין על חקר התופעות הסובבות אותנו. נוצרו תיאוריות מושגיות ואידיאולוגיות חדשות של חשיבה מדעית, אשר במאה האחרונה התגבשו לרעיונות של רציונליזם ביקורתי. למרות השיטות החדשות המשמשות במדע, הבסיס נותר זהה: ההתבוננות המנטאלית-אינטואיטיבית של הקוסמוס, הכוכבים וגרמי השמיים האחרים נשמרת. התיאוריה המדעית והמבנה שלה בפילוסופיה מילאו תפקיד עצום, כי אחדיכול להתקיים בלי האחר. כל מחשבותיהם של הפילוסופים העתיקים הצטמצמו לשאלות שעליהן מצאו תשובות. התוצאה של החיפושים שלהם הייתה עובדות וידע מדעי שצריך לבנות ולבנות שיטתיות. למטרות אלו נוצרו תיאוריות מדעיות, שהיוו לא רק כלי לפיתוח המדע, אלא גם מרכיב עצמאי הראוי ללימוד מקרוב.

ההבדל בין תיאוריה להשערה

כאשר לומדים את היסודות והמבנה של תיאוריה מדעית, יש להבחין בבירור בין מושגי השערה ותיאוריה. גם ההגדרות הבאות חשובות מאוד להבנת הנושא שלנו. אז, כידוע מתוכנית הלימודים בבית הספר, הידע הוא אותו חלק מהיתרונות הבלתי מוחשיים שהאנושות צוברת ומעבירה מדור לדור. מאז ימי קדם, אנשים שמרו את הידע שלהם בשירים או במשלים, אותם שרו אז זקנים חכמים. עם הופעת הכתיבה, אנשים התחילו לרשום הכל. ידע קשור קשר הדוק למושג חוויה. דברים רבים יכולים להיקרא ניסיון: רשמים המתקבלים בתהליך של התבוננות או פעילות, כמו גם ידע ומיומנויות שאדם שלט בהם כתוצאה מהעבודה. התיאוריה המדעית, המבנה והפונקציות שלה מאפשרים לסדר את הידע והניסיון המצטברים.

בוא נחזור לנושא שלנו ונראה מה ההבדל בין השערה לתיאוריה. אז, השערה היא רעיון שמתבטא על בסיס מה שנראה או נחווה. לדוגמה, פותחים ברז, ככל שמסיטים אותו יותר, כך זרימת המים עולה. לכן, אתה יכולהציגו השערה כי נפח המים המתייעל עומד ביחס ישר להסטת העגורן, כלומר, ההשערה היא בגדר נימוק או מסקנות המבוססות על התופעה הנראית. השערה היא הנחה. תיאוריה, לעומת זאת, היא מערכת ידע שלא רק הושגה כתוצאה מהתבוננות, אלא גם הוכחה באמצעות מדידות וניסויים חוזרים. יתרה מכך, מבנה התיאוריה המדעית מורכב מחוקים ונוסחאות המאפיינים ומתארים תופעה זו או אחרת. מסתבר שכל תיאוריה מדעית היא השערה שהוכחה בניסויים, בתוספת חוקים מתמטיים או פיזיקליים.

סיווג של תיאוריה מדעית

המדע חוקר לחלוטין את כל ההיבטים של חיינו ומכסה כמעט את כל התופעות והאירועים המתרחשים על הפלנטה שלנו. קשה מאוד לספור את מספר המדעים הקיימים, כי חלק מתחומי המדע הגדולים מסתעפים לקטנים יותר. לדוגמה, מדע המתמטיקה עשוי לכלול אריתמטיקה, תורת המספרים, תורת הסתברות, גיאומטריה וכו'.

תיאוריה מדעית היא חלק בלתי נפרד מכל מדע, אז כדאי לשים לב לחקר היסודות שלה. לכן, הסיווג והמבנה של תיאוריות מדעיות דומים מאוד לחלוקה של מדעי הנושא עצמם (טבעי, פילולוגי, טכני, חברתי). לפי מדענים מדעיים, ניתן לחלק אותם לשלושה סוגים:

• תיאוריות מתמטיות. הם מבוססים על ההוראות הכלליות של המתמטיקה, וכמודלים הם משתמשים במושג של אובייקטים "אידיאליים". לדוגמה, כדור מושלם מתגלגל לאורך מושלםמשטח שטוח (במקרה זה, למשטח אין התנגדות, למרות שבמציאות משטחים כאלה אינם קיימים).
• תיאוריות מדעיות תיאוריות. הם נוצרים לעתים קרובות על בסיס ניסויים ותצפיות רבות, אשר כתוצאה מכך מספקים נתונים אמפיריים על עצמים. התיאוריות התיאוריות הידועות ביותר כוללות את התיאוריות הבאות: תיאוריית האבולוציה של צ'ארלס דרווין, תיאוריית הפיזיולוגיה של פבלוב, תיאוריות לשוניות וכל התיאוריות הקלאסיות של הפסיכולוגיה.
• תיאוריות מדעיות דדוקטיביות הן הבסיס, הבסיס של המדע. לדוגמה, התיאוריה הדדוקטיבית הראשונה מילאה את המשימה של ביסוס המתמטיקה. זוהי עבודתו של "התחלות" של אוקלידס, אשר נבנתה על מערכות אקסיומטיות. באותם ימים, נורמות מבוססות חברתית שימשו כאקסיומה, שאי אפשר היה שלא להסכים איתה. וכבר מתוך האקסיומות-אמירות הללו יצאו ההנחות של התיאוריה. סוג זה נקרא דדוקטיבי מכיוון שהשיטה העיקרית לפיתוח תיאוריה היא שימוש בדדוקציות לוגיות מאקסיומות בסיסיות.

התיאוריה המדעית והמבנה הלוגי שלה עשויים להיראות אחרת. לעתים קרובות תיאוריות מדעיות מסווגות לפי מושא המחקר, כלומר לפי מושא המחקר (הטבעיות חוקרות את הטבע והעולם; תיאוריות חברתיות והומניטריות קשורות לאדם ולחברה). במילים אחרות, סוג התיאוריה נקבע על בסיס תחום הטבע שלנו שהמדע לומד.

1. תיאוריות המשקפות את התכונות הפיזיקליות, הביולוגיות או החברתיות האובייקטיביות של הנחקרפריטים. אלה עשויים לכלול תיאוריות שונות הקשורות לאנתרופולוגיה, היסטוריה וסוציולוגיה.
2. הסוג השני של תיאוריות מדעיות מתמקד בהצגת המאפיינים הסובייקטיביים של אובייקטים (רעיונות, מחשבות, תודעה, רגשות ורגשות). ניתן לייחס תיאוריות של מדעים כמו פסיכולוגיה ופדגוגיה לסוג זה.

עם זאת, תיאוריות בעלות אוריינטציה פסיכולוגית לא תמיד שייכות לסוג השני. כך, למשל, אנתרופולוגיה חברתית-תרבותית, בהתאם לשיטות הרווחות בה, יכולה להתייחס לשני סוגי התיאוריות המדעיות. מסיבה זו, יש לבנות תיאוריה מדעית והמבנה הלוגי שלה על בסיס השיטות שבהן היא משתמשת, כמו גם המטרות אליהן היא מכוונת.

תפקוד ומשמעות של תיאוריות מדעיות

לפני כל מדע, ללא קשר למקצועות הנלמדים שלו, יש הרבה משימות שצריך לפתור. המדען התיאורטי הגדול אלברט איינשטיין חקר את מטרותיהן של תיאוריות מדעיות, שמהן נובעות תפקידיהן. חשוב להבין שכל תיאוריה חייבת למלא את כל המשימות המתוארות להלן. אז הנה הפונקציות העיקריות של תיאוריות מדעיות שזוהו על ידי מדענים:

1. קוגניטיבי - היא שכל תיאוריה צריכה לשאוף לגלות חוקים חדשים בתחום הנחקר. הרי השתקפות המציאות בניסוחים ובהלכות היא זו שתספק תמונה מלאה וברורה של התופעות המתרחשות. מה זה אומר לדעת ולהבין אובייקטים שמעניינים אותנו? הפונקציה הקוגניטיבית או כפי שהיא מכונה גם האפיסטמולוגית של התיאוריה המדעית היא בדיוק הפונקציה העיקריתשיטה בחקר כל המאפיינים החיצוניים והפנימיים של עצמים אלה. מבנה התיאוריה המדעית מצביע על כך שהתפקוד הקוגניטיבי חוקר לא רק את תכונות האובייקטים, אלא גם את הקשרים (היחסים) ביניהם לבין תופעות טבע או תהליכים חברתיים שונים.
2. הפונקציה השיטתית טמונה בעובדה שהתאוריה המדעית מנתחת ומסווגת את כל הידע והעובדות המצטברים, ולאחר מכן, על בסיסן, בונה מערכת משמעותית אחת שלמה. פונקציה זו נחשבת רציפה מכיוון שתצפיות חדשות מובילות לעובדות חדשות, מה שמאלץ מדענים לשפר תיאוריות מדעיות. במילים פשוטות, הפונקציה השיטתית (הסינתטית) משלבת ידע מדעי שונה ובונה יחס לוגי ביניהם.
3. פונקציית ההסבר מאפשרת לא רק לנסח ולתאר את העובדות, אלא גם לנתח, להבין ולחשוב אותן מחדש. מסכים, אי אפשר לקרוא לאדם מדען, רק בגלל שהוא למד את העובדות המדעיות שהצטברו. הבנה והבנה מלאה של מהות התופעות – זה מה שיותר חשוב. ופונקציית ההסבר היא שעוזרת לנו לפרש תופעות טבע ותהליכים מורכבים.
4. בתאוריה המדעית (מבנהה ותפקידיה) יש עוד תפקיד משמעותי אחד - פרוגנוסטי. הודות לטכניקות יעילות המבוססות יותר על דפוסים טבעיים (למשל, האביב בא בעקבות החורף, צמיחה של צמחים ובעלי חיים, כלומר כל הצורות החוזרות או השילובים שנוצרים בטבע), פונקציית הניבוי מאפשרת לחזות מספר של אירועים אותהליכים. אחת התיאוריות המדעיות העתיקות ביותר שבהן תפקיד זה הוא השולט היא המטאורולוגיה. למדע המודרני יש שיטות משופרות עד כדי כך שאפשר היה לחזות את מזג האוויר למספר חודשים קדימה.
5. פונקציה מעשית נועדה להקל על התיאוריה עד כדי כך שניתן ליישם אותה במציאות. קשה לדמיין מה יכול להיות המבנה של תיאוריה מדעית אם לא היו יתרונות מעשיים מפיתוחה.

דרישות לתיאוריות מדעיות (לפי K. R. Popper)

אחד הפילוסופים המפורסמים והמשפיעים של המאה ה-20, שהביט במבט חדש לחלוטין על הפילוסופיה של המדע. הוא מתח ביקורת על המושגים הקלאסיים של שיטות קוגניציה, במקומם הציע להציג מבנה חדש של תיאוריות מדעיות, שבהן העקרונות העיקריים הם עקרונות הרציונליזם הביקורתי. קארל ריימונד פופר נחשב למייסד התיאוריה האפיסטמולוגית של אמפיריציזם ביקורתי. הרעיון המרכזי של התיאוריה הוא ההנחות הבאות:

• ידע מדעי צריך להיות אובייקטיבי, כלומר, לא להיות תלוי בדעה או בשיפוט של אדם אחד או חברה כולה;
• ידע מוחלט (דוגמה) אינו קיים;
• יש לבקר או להפריך כל מדע עד שראיות אמפיריות יוכיחו אחרת.

K. התיאוריה של פופר הפכה לאחת הנדונות ביותר, יצירותיו תורגמו לשפות רבות בעולם. פילוסוף זה יצר מושג חדש, לפיו עודעדיפה תיאוריה העומדת במספר קריטריונים. ראשית, הוא חוקר את האובייקט לעומק, ולכן הוא מדווח על כמות המידע המקסימלית. שנית, התיאוריה חייבת להיות בעלת כוח ניבוי הגיוני, מסביר ועצום. לבסוף, יש לבחון אותו לפי זמן, כלומר, יש להשוות את מה שנחזה בתיאוריה עם עובדות ותצפיות.

מהי תיאוריה מדעית?

אם נדבר על מבנה התיאוריה המדעית בקצרה, אז יש להבחין בשלושה מרכיבים עיקריים: הרעיון כבסיס; שיטות וכלים לחקר האובייקט; ניסוחים וחוקים המאפיינים את תכונות האובייקט הנחקר.

בוא נסתכל מקרוב על כל אלמנט כדי להבין לגמרי מהי תיאוריה מדעית. הקריטריון העיקרי לכל תיאוריה הוא עומקה, כלומר עומק התופעות הנחקרות. אם תיאוריה שייכת למדע מסוים, אזי עליה לחשוף בדיוק את אותם אובייקטים שרלוונטיים למדע זה. לדוגמה, תורת היחסות היא אחד הסעיפים החשובים ביותר בפיזיקה המודרנית, ולכן נושא המחקר של תיאוריה זו הוא אלמנט או מערכת שלמה של תהליכים הקשורים למדע ה"פיסיקה".

המבנה של תיאוריה מדעית כולל גם סט של שיטות ושיטות שבאמצעותן היא פותרת בעיות רבות שהוקצו למדע. המרכיב השלישי בכל תיאוריה הוא החוקים המנוסחים בקפדנות שאליהם כפופים מושאי המחקר. לדוגמה, בחלק ה"מכניקה" של מדע הפיזיקה ישנם לא רק מאפיינים תיאוריים של תופעות ואובייקטים, אלא גםנוסחאות וחוקים שניתן להשתמש בהם כדי לחשב ערכים לא ידועים של כמויות פיזיקליות.

מגוון תיאוריות מדעיות

לתיאוריה המדעית כצורה הגבוהה ביותר של ידע שיטתי יש כמה כיוונים. התיאוריה מחולקת לסוגים לפי עקרון המדע שהיא לומדת. יחד עם זאת, המבנה של התיאוריה המדעית אינו משתנה, תוך שמירה על כל מרכיבי המפתח החשובים. יש מספר עצום של תיאוריות שניתן לחלק לזנים הבאים:

• ביולוגי - נחשבים לאחד העתיקים ביותר, מאחר שמקורם בתקופה הפרהיסטורית, הם בהחלט לוו בעובדות רפואיות על גוף האדם;
• תיאוריות כימיות - האזכור הראשון של אלכימאים מתוארך למאה ה-4 לפני הספירה (הנציגים הם מדענים של יוון העתיקה);
• תיאוריות סוציולוגיות - משלבים לא רק את המערכת החברתית, אלא גם את ההיבטים הפוליטיים של מדינות;
• physical - תיאוריות אלו הניחו את הבסיס לפיתוח המדעים הטכניים המודרניים;
• תיאוריות פסיכולוגיות מאפשרות לך להסתכל מחדש על המוח האנושי, על נשמתו.

ניתן להמשיך את הרשימה הזו לאורך זמן, מכיוון שלא כל התיאוריות נחשבות שלמות, חלקן דורשות לימוד נוסף.

שיטות ודרכי תיאוריות מדעיות

כדי לפתור כל בעיה, נדרשת סט של פעולות או שיטות ספציפיות. בתיאוריות מדעיות מבחינים בכמה סוגים של שיטות, בעזרתן נבנים אלמנטים לוגיים-דדוקטיביים של תיאוריות. מרכיבי המבנה של התיאוריה המדעית הםהיגיון כללי ושיטות מיוחדות מאוד.

שיטות מחקר אמפיריות	תצפית והתבוננות בחפצים. ניסוי כדרך ללמידה פעילה. Comparison, פעולה לזיהוי קווי דמיון או הבדלים בין אובייקטים. תיאור - תיקון תוצאות. מדידה מאפשרת לך לחשב את הנתונים המספריים והמאפיינים של האובייקטים הנחקרים.
שיטות ידע תיאורטי	פורמליזציה כבסיס לאלגוריתם תהליך. השיטה האקסיומטית היא דרך לבנות תיאוריה כאשר מספר הצהרות שאין להכחישה נלקחות כבסיס. השיטה ההיפותטית-דדוקטיבית היא ליצור היגיון לוגי שממנו נבנית כל התיאוריה.
שיטות וטכניקות מחקר כלליות	ניתוח של עובדות ותופעות מתמשכות. abstraction. הכללה כתהליך של זיהוי מאפיינים משותפים באובייקטים הנחקרים. אידיאליזציה היא יצירת מודלים "אידיאליים" בדיוניים שמחליפים את המציאות. מודלינג הוא תהליך של לימוד המאפיינים של אובייקטים מסוימים על המאפיינים של אובייקטים אחרים.

התיאוריות המדעיות המפורסמות ביותר ששינו את העולם

עם התפתחות מדעי הטבע, אפשר היה ליצור כלים רבים המפשטים מאוד את חייו של אדם מודרני. עם זאת, לפני כמה מאות שנים, אנשים השתמשו בנרות בגלל היעדרחַשְׁמַל. בואו לגלות אילו תגליות מדעיות שינו את עולמנו ונראה כפי שאנו רואים אותו כעת.

במקום הראשון, אולי, עומדת בגאווה עבודתו המדעית של צ'ארלס דרווין "ברירה טבעית". פורסם בשנת 1859, הוא הפך לנושא הויכוח הסוער ביותר בין מדענים ודתיים. המהות והמבנה של התיאוריה המדעית של דרווין נעוצים בעובדה שהטבע, הסביבה שסביבנו פועלים כמגדל, בוחר את המינים הכי "חזקים, מותאמים" של יצורים חיים.

תורת היחסות, שנוצרה ב-1905 על ידי המדען הגדול אלברט איינשטיין, השפיעה מאוד על הפיזיקה המודרנית. המשמעות שלו מסתכמת בעובדה ששיטות המכניקה הקלאסית אינן ישימות על גופים קוסמיים.

אחת התיאוריות ה"ביולוגיות" המפורסמות היא התיאוריה המדעית של האקדמאי פבלוב "רפלקסים מותנים". זה אומר שלכל אדם וחיה יש אינסטינקטים מולדים, שבזכותם אנחנו שורדים.

יש מספר עצום של תיאוריות מדעיות, וכל אחת מהן נחשבת לשבר שלא יסולא בפז במערכת הכללית של מדעי הטבע והטכניים.