книги / Современные методы исследования свойств строительных материалов. Ч. 1

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Наука - это непрерывно развивающаяся система знаний

объективных законов природы, общества и мышления, полу­ чаемых и превращаемых в непосредственную производитель­ ную силу общества в результате специальной деятельности людей.

Не всякое знание можно считать научным. Нельзя назвать научными те знания, которые человек получает лишь на основе простого наблюдения. Эти знания играют в жизни людей важ­ ную роль, но они не раскрывают сущности явлений, взаимосвя­ зи между ними, которая позволяла бы объяснить, почему данное явление протекает так или иначе, и предсказать дальнейшее его развитие.

Цель науки - познание законов развития природы и обще­

ства, и воздействие на природу на основе использования знаний для получения полезных обществу результатов.

Развитие науки идет от сбора фактов, их изучения, систе­ матизации, обобщения и раскрытия отдельных закономерностей к связанной, логически стройной системе научных знаний, ко­ торая позволяет объяснить уже известные факты и предсказать новые.

Факты систематизируют и обобщают с помощью про­ стейших абстракций-понятий (определений). Наиболее широ­ кие понятия называют категориями. Это самые общие абстрак­ ции. Важная форма знаний - принципы (постулаты), аксиомы.

Это исходные положения какой-либо отрасли науки. Они явля­ ются начальной формой систематизации знаний (аксиомы Евк­ лидовой геометрии, постулат Бора в квантовой механике).

Важнейшим составным звеном в системе научных знаний являются научные законы. Они отражают наиболее существен­

ные, устойчивые, повторяющиеся объективные внутренние свя­ зи в природе, обществе и мышлении.

Наиболее высокой формой обобщения и систематизации знаний является теория. Под теорией понимают учение об

обобщенном опыте, формулирующие научные принципы и ме­ тоды, которые позволяют обобщить, познать существующие процессы и явления, проанализировать действие на них разных

факторов и предложить рекомендации по использованию их в практической деятельности людей.

Наука включает в себя также методы исследования. Под

методом исследования понимают способ теоретического иссле­ дования или практического осуществления какого-либо явления или процесса. Метод исследования - это инструмент для реше­

ния главной задачи науки - открытия объективных законов дей­ ствительности. Опираясь на общие и частные методы исследо­ вания, ученый получает ответ на то, с чего надо начинать иссле­ дования, как относиться к фактам, каким путем идти к выводам.

В настоящее время все большее значение приобретает ма­ тематический метод исследования, т.е. изучение явлений и про­ цессов при помощи ЭВМ. Когда ученые не располагают доста­ точным фактическим материалом, то в качестве средства дости­ жения научных результатов они используют гипотезы - научно

обоснованные предположения, выдвигаемые для объяснения ка­ кого-либо процесса, которые после проверки могут оказаться истинными или ложными. Большинство законов было сформу­ лировано на основе гипотез.

Формой осуществления и развития науки является науч­ ное исследование - изучение с помощью научных методов явле­

ний и процессов, анализ влияния на них различных факторов, а также изучения взаимодействия между явлениями с целью по­ лучать убедительно доказанные и полезные для науки и практи­ ки решения с максимальным эффектом.

Цель научного исследования - определение конкретного

объекта и всестороннее, достоверное изучение его структуры, характеристик и связей на основе разработанных в науке прин­ ципов и методов познания, а также получение полезных для деятельности человека результатов, внедрение в производство и получение эффекта.

Основой разработки каждого научного исследования яв­ ляется методология, т.е. совокупность методов, способов, прие­

мов и их определенная последовательность, принятая при раз­ работке научного исследования.

В конечном счете, методология - это схема, план, реше­ ние поставленной научно-исследовательской задачи. Важную

роль в научном исследовании играют познавательные задачи, возникающие при решении научных проблем. Наибольший ин­ терес представляют эмпирические и теоретические задачи.

Эмпирические задачи направлены на выявление, точное

описание и тщательное изучение различных факторов изучае­ мых явлений и процессов. Они решаются различными методами познания - наблюдением и экспериментом.

Наблюдение - это метод познания, при котором объект

изучают без вмешательства в него; фиксируют, измеряют лишь свойства объекта, характер его измерения. Пример - осадка зда­ ния и т.д.

Эксперимент - это наиболее общий эмпирический метод

познания, в котором производят не только наблюдения и изме­ рения, но и осуществляют перестановку, изменение объекта ис­ следования и т.д.

Теоретические исследования (задачи) направлены на изу­

чение и выявления связей, зависимостей, позволяющих устано­ вить поведение объекта, определить и изучить его структуру, характеристику на основе разработанных в науке принципов и методов познания. В результате полученных знаний формули­ руют законы, разрабатывают теорию, проверяют факты и т.д.

Теоретические познавательные задачи формулируют та­

ким образом, чтобы их можно было проверить эмпирически. Каждое научное исследование имеет тему. Темой могут быть различные вопросы науки и техники. Обоснование темы - это важный этап в разработке научного исследования. С чего начи­ нать исследование, как его организовать, каким образом кон­ тролировать? Предмет исследования - объект, который мог быть известен или неизвестен ранее. Выявление такого предме­ та - главная составная часть научного исследования, которая формулируется как с использованием старых, так и с использо­ ванием новых идей. Осмысление, формулирование научной проблемы является существенной предпосылкой для после­ дующей оптимизации научно-исследовательской работы.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ

Классификация:

1.По видам связи НИР с общественным производством:

-работы, направленные на создание новых процессов, машин, конструкций;

-работы, направленные на улучшение производствен­ ных отношений, повышения уровня организации производст­ венных отношений, баз создания новых средств труда;

-теоретические работы в области общественных, гума­ нитарных и других наук.

2.По степени важности:

-работы, выполненные по государственному плану России (важнейшие);

-работы, выполненные по плану министерств и ве­

домств;

-исследования по плану научно-исследовательских ор­ ганизаций.

3.В зависимости от источников финансирования:

-работы госбюджетные;

-работы хоздоговорные.

4.По длительности разработки:

-работы долгосрочные;

-работы на несколько лет;

-работы краткосрочные (менее 1 года).

5.По целевому назначению:

-работы теоретические;

-работы прикладные;

-разработки.

Теоретические исследования направлены на создание но­

вых принципов. Это обычно фундаментальные исследования. Цель их - расширить знания общества, более глубоко познать законы природы.

Прикладные исследования направлены на создание новых

методов, разработку новых материалов, машин, оборудования, способов производства и организацию работ.

Разработки направлены на преобразование прикладных

или теоретических исследований в техническое приложение. Они не требуют получения новых научных исследований. Ко­ нечная цель разработки - подготовить материал для внедрения.

Процесс выполнения исследовательских работ включает в себя 6 этапов:

1 этап. Формулирование темы. Общее ознакомление с

проблемой, по которой предстоит выполнить исследование. Предварительное ознакомление с литературой, классификация важнейших направлений. Формулирование темы научного ис­ следования. Составление аннотации (краткого содержания) на­ учно-исследовательской работы (НИР). Разработка техническо­ го задания. Составление общего календарного плана НИР. Предварительное определение ожидаемого экономического эф­ фекта.

2 этап. Формулирование цели и задач исследования. Под­

бор и составление библиографических списков, отечественной и зарубежной литературы. Составление аннотаций источников. Составление рефератов по теме. Анализ, сопоставление, крити­ ка прорабатываемой информации. Собственные суждения по каждому анализируемому источнику. Обобщение информации и освещение состояния вопроса по теме. Формулирование мето­ дических выводов по обзору информации, цели и задачи иссле­ дования.

3 этап. Теоретическое исследование. Изучение физиче­

ской сущности. Формулирование гипотезы и выбор физической модели. Математизация модели. Получение аналитических вы­ ражений. Теоретический анализ полученных выражений.

4 этап. Экспериментальные исследования. Разработка це­

ли и задач эксперимента. Планирование эксперимента. Разра­ ботка методики программы. Выбор средств измерений. Конст­ руирование приборов, макетов, аппаратов, моделей стендов, ус­ тановок и других средств эксперимента. Обоснование способов измерений. Проведение эксперимента в лаборатории, на опыт­ ных участках или заводах.

5 этап. Анализ и оформление научных исследований. Об­

щий анализ теоретико-экспериментальных исследований. Со­ поставление эксперимента с теорией. Анализ расхождений.

Уточнение теоретических моделей исследований и выводов. Превращение гипотезы в теорию. Формулирование выводов. Составление научно-технического отчета. Рецензирование, со­ ставление доклада. Исправление рукописи.

6 этап. Внедрение и экономическая эффективность. Вн

дрение результатов на производстве. Определение экономиче­ ского эффекта.

3. НАУЧНЫЕ УЧРЕЖДЕНИЯ И КАДРЫ

Научные учреждения. В нашей стране исследования ве­

дутся в следующих учреждениях:

-научно-исследовательские институты, входящие в со­ став Академии наук России, отраслевые академии;

-высшие учебные заведения;

-научно-исследовательские институты отраслевых ми­ нистерств;

-проектно-конструкторские бюро и институты, техноло­ гические институты;

-обсерватории, лаборатории, опытные станции;

-музеи, библиотеки, архивы, заповедники и т.д.

Высшим научным учреждением страны является Акаде­

мия наук. Она осуществляет общее научное руководство иссле­ дованиями по важнейшим проблемам естественных и общест­ венных наук, проводимых в НИИ, вузах и других научных уч­ реждениях. Основным органом научно-исследовательской дея­ тельности, согласно уставу Академии наук, является институт. Наряду с проведением научных исследований, институт коор­ динирует свою работу с исследованиями других учреждений, готовит научные кадры, организует дискуссии, конференции и совещания, пропагандирует научные знания и широко инфор­ мирует о полученных результатах. Основными структурными подразделениями институтов являются отделы, лаборатории, секторы, вычислительные центры, экспериментальные базы. В состав Академии наук России входят около 200 научных учреж­ дений. Около 200 научных учреждений входят в состав отрасле­ вых академий.

Разнообразные фундаментальные и прикладные исследо­ вания выполняются в вузах. Среди высших учебных заведений выделяются университеты, политехнические институты и специализированные (отраслевые) институты.

В нашей стране около 800 вузов, насчитывающих более 300 тысяч научно-педагогических работников, в том числе око­ ло 15 тысяч докторов и 120 тысяч кандидатов наук. Большинст­ во вузов страны входят в состав Министерства образования Рос­ сии. Некоторые вузы (медицинские) подчинены отрасли.

Важным преимуществом вузов в вопросах выполнения научной работы по сравнению с другими научными организа­ циями является наличие комплекса специалистов, что позволяет проводить крупные научные исследования на стыках научных дисциплин. Наряду с этим вузы имеют большие возможности отобрать талантливую молодежь.

Основным структурным подразделением вуза, осуществ­ ляющим учебную и научную работу является кафедра. Научны­ ми подразделениями в вузах руководит НИЧ или НИС.

Проблемные лаборатории создаются для решения акту­ альных проблем науки и техники.

Важным средством по внедрению результатов научных работ являются хозяйственные договоры вузов с предприятиями и учреждениями. Эти договоры взаимовыгодны.

Научные кадры. К научным кадрам и научным работни­

кам относят лиц имеющих высшее образование и ведущих на­ учно-исследовательскую или научно-педагогическую работу.

Научным работникам, успешно выполняющим в соответ­ ствии с установленными требованиями научную и педагогиче­ скую работу, присуждают ученые степени и ученые звания. В нашей стране установлены две ученые степени - кандидат наук и доктор наук. Они присуждаются ученым после успешной за­ щиты диссертации, содержащей результаты самостоятельной научно-исследовательской работы соискателя ученой степени.

Ученые звания в России - академик и член-корреспондент АН РФ, действительный член и член-корреспондент отраслевых академий, профессор, доцент, старший научный сотрудник, младший научный сотрудник, ассистент. Требования высокие.