Термин «научный метод». Методы научного познания в совокупности образуют научный метод. Г. Галилей выделял четыре этапа научного метода: 1) чувственный опыт; 2) выдвижение гипотезы в виде аксиомы; 3) математическое развитие гипотезы, вывод следствий; 4) экспериментальная проверка гипотезы и следствий (рис. 1.8).
Важнейшая особенность научного метода состоит в том, что он исключает субъективное толкование результатов. Ни рассуждения с позиции «здравого смысла», ни ссылки на авторитеты, ни самые строгие математические выкладки не могут служить основаниями для утверждения, что то или иное знание истинно. Единственный судья в научных спорах – эксперимент, который может быть воспроизведен в разных лабораториях, разными людьми, и потому полученное знание носит объективный характер.
Здравый смысл и умозрительный метод привели Аристотеля к утверждению «движется только движимое», согласно которому причиной движения любого тела является приложенная к нему сила. В пользу этого утверждения он приводил множество примеров «насильственных» движений: вьется пыль, увлекаемая ветром; муравьи тащат мертвую гусеницу; быки везут повозку в город. Но вот стих ветерок и улеглась пыль на дороге; разбежались муравьи и гусеница осталась лежать неподвижно; остановились быки – перестала двигаться повозка. В течение почти двадцати столетий этот закон движения просуществовал в неизменном виде. Авторитет Аристотеля был незыблем.
Рис. 1.8. Научный метод по Г. Галилею
Лишь в XVII веке Г. Галилей усомнился в справедливости этого закона. Чувственный опыт дает нам и другие примеры: нет тела, которое бы в каждый момент времени толкало по параболе стрелу, выпущенную из лука, или двигало бы все выше и выше мячик, подброшенный над землей. Галилей проводит мысленный эксперимент и выдвигает гипотезу о том, что состояние равномерного прямолинейного движения (движения по инерции) – естественное состояние тела.
Пусть тело движется по наклонной плоскости. Движение вниз будет равноускоренным, а движение вверх – равнозамедленным. Далее Галилей рассуждает так «… теперь скажите, что будет с тем же телом на плоскости, которая ни вниз не опускается, ни вверх не поднимается? Ясно, что тело будет двигаться столько времени, сколько хватит плоскости… Когда тело движется по горизонтальной плоскости, не встречая никакого сопротивления, то… движение его является равномерным и продолжалось бы бесконечно» (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Мысленный эксперимент Г. Галилея
Если эта гипотеза верна, то уменьшая трение, мы будем все более приближать движение тела к равномерному прямолинейному. Опыты, в которых разные тела скатываются с наклонной плоскости на