Методи наукових досліджень

Експеримент (від лат. Experimentum - проба, досвід) в науковому методі - метод дослідження деякого явища в керованих умовах. Відрізняється від спостереження активним взаємодією з досліджуваним об'єктом. Зазвичай експеримент проводиться в рамках наукового дослідження і служить для перевірки гіпотези, встановлення причинних зв'язків між феноменами. Експеримент є наріжним каменем емпіричного підходу до знання. Критерій Поппера висуває можливість постановки експерименту в якості головної відмінності наукової теорії від псевдонаукової.

Випадковий експеримент (випадкове випробування, випадковий досвід) - математична модель відповідного реального експерименту, результат якого неможливо точно передбачити. Математична модель повинна задовольняти вимогам: вона повинна бути адекватна і адекватно описувати експеримент; повинна бути визначена сукупність безлічі спостережуваних результатів в рамках даної математичної моделі при строго певних фіксованих початкових даних, що описуються в рамках математичної моделі; повинна існувати принципова можливість здійснення експерименту з випадковим результатом як угодне кількість разів при незмінних вхідних даних, (де - кількість вироблених експериментів); має бути доведено вимога або апріорі прийнята гіпотеза про стохастичною стійкості відносної частоти для будь-якого спостережуваного результату, визначеного в рамках математичної моделі.

Експеримент не завжди реалізується так, як було задумано, тому було придумано математичне рівняння відносної частоти реалізацій експерименту:

Нехай є деякий реальний експеримент і нехай через A позначений спостережуваний в рамках цього експерименту результат. Нехай вироблено n експериментів, в яких результат A може реалізуватися чи ні. І нехай k - це число реалізацій спостережуваного результату A в n вироблених випробуваннях, вважаючи що вироблені випробування є незалежними.

Фізичний експеримент - спосіб пізнання природи, що полягає у вивченні природних явищ в спеціально створених умовах. На відміну від теоретичної фізики, яка досліджує математичні моделі природи, фізичний експеримент покликаний дослідити саму природу.

Саме незгода з результатом фізичного експерименту є критерієм хибності фізичної теорії, або більш точно, незастосовності теорії до оточуючого нас світу. Протилежне твердження не вірно: згода з експериментом не може бути доказом правильності (придатності) теорії. Тобто головним критерієм життєздатності фізичної теорії є перевірка експериментом.

В ідеалі, експериментальна фізика повинна давати тільки опис результатів експерименту, без будь-якої їх інтерпретації. Однак на практиці це недосяжно. Інтерпретація результатів більш-менш складного фізичного експерименту неминуче спирається на те, що у нас є розуміння, як поводяться всі елементи експериментальної установки. Таке розуміння, в свою чергу, не може не спиратися на будь-які теорії.

Комп'ютерний (чисельний) експеримент - це експеримент над математичною моделлю об'єкта дослідження на ЕОМ, який полягає в тому що, по одним параметрам моделі обчислюються інші її параметри і на цій основі робляться висновки про властивості об'єкта, що описується математичною моделлю. Даний вид експерименту можна лише умовно віднести до експерименту, тому що він не відображає природні явища, а лише є чисельної реалізацією створеної людиною математичної моделі. Дійсно, при некоректності в мат. моделі - її чисельний розв'язок може бути строго розходяться з фізичним експериментом.

Психологічний експеримент - проводиться в спеціальних умовах досвід для отримання нових наукових знань за допомогою цілеспрямованого втручання дослідника в життєдіяльність випробуваного.

[Ред] Уявний експеримент

Уявний експеримент в філософії, фізики та деяких інших областях знання - вид пізнавальної діяльності, в якій структура реального експерименту відтворюється в уяві. Як правило, уявний експеримент проводиться в рамках деякої моделі (теорії) для перевірки її несуперечності. При проведенні уявного експерименту можуть виявитися протиріччя внутрішніх постулатів моделі або їх несумісність із зовнішніми (по відношенню до даної моделі) принципами, які вважаються безумовно істинними (наприклад, до закону збереження енергії, принципом причинності і т. Д.).

[Ред] Критичний експеримент

Критичний експеримент - експеримент, результат якого однозначно визначає, чи є конкретна теорія або гіпотеза вірною. Цей експеримент повинен дати вгаданий результат, який не може бути виведений з інших, загальноприйнятих гіпотез і теорій.