a. Kh i niệm PP thực nghiệm
Để có thể khái quát hóa các sự kiện thực tế và xây dựng các giả thuyết khoa học về hiện tượng nghiên cứu, các nhà khoa học phải tổ chức tiến hành TN để khảo sát hiện tượng trong những điều kiện xác định và dựa trên kết quả của TN đó để thu được những tài liệu thực tế làm cơ sở xuất phát cho sự hoàn thành các giả thuyết. Để kiểm tra cho sự đúng đắn của các kết luận lí thuyết thu được nhờ suy luận logic từ mô hình giả thuyết (và cũng là để kiểm tra sự đúng đắn của chính bản thâ n giả thuyết) lại phải tiến hành TN để có thể đối chiếu lại kết quả của TN với những TN như thế gọi là PP thực nghiệm.
PP thực nghiệm là một PPNT khoa học được thực hiện khi nhà nghiên cứu tìm tòi xây dựng phương án và tiến hành thí nghiệm, nhằm dựa trên kết quả của TN để xác lập giả thuyết hoặc kiểm tra một giả thuyết nào đó.
PP thực nghiệm nói ở đây là nói về PPNT trong quá trình sáng tạo khoa học, chứ không phải đơn thuần là cách thức tiến hành một TN có sẵn. Quá trình nhận thức này đòi hỏi tư duy sáng tạo, khi áp dụng các PP thực nghiệm, các nhà nghiên cứu phải tìm tòi, thiết kế phương án TN. Trong việc đề xuất phương án TN. Trong việc đề xuất phương án TN để có thể kiểm tra giả thuyết đã nêu ra hoặc nêu được những thông tin cần thiết cho việc xác lập giả thuyết, tư duy sáng tạo có vai trò rất quan trọng.
b. Vai trò, vị trí của PP thực nghiệm
Sơ đồ ngắn gọn của quá trình nhận thức nói chung đã được Lê nin nêu lên: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, rồi từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn. Đó là con đường biện chứng của nhận thức của nhận thức chân lí, nhận thức thực tế khái quát”.
Phù hợp với quá trình nhận thức nói chung mà Lenin đã chỉ ra, quá trình sáng tạo của khoa học Vật lí là quá trình đi từ sự khái quát hóa những sự kiện thực tế xuất phát đến xây dựng mô hình trừu tượng của hiện tượng (đề xuất giả thuyết), rồi từ mô hình dẫn đến việc rút ra các hệ quả lí thuyết và từ hệ quả của các lí thuyết dẫn đến sự kiểm tra chúng bằng thực nghiệm và ứng dụng chúng trong thực tiễn. Trong quá trình sáng tạo khoa học này, nhà nghiên cứu đã sử dụng các PPNT khoa học, trong đó đặc biệt là PP thực nghiệm.
Nhờ PP thực nghiệm ta đề xuất được tri thức, định luật mới (định luật thực nghiệm) và tiếp theo, tri thức đó sẽ được lí giải dựa trên những nghiên cứu lí thuyết.
Ngoài ra, PP thực nghiệm còn cung cấp những bằng chứng thực nghiệm cần thiết cho việc đối chiếu, hợp thức hóa, khẳng định giá trị hoặc chỉnh lí, bổ sung hay bác bỏ những kết luận đã được đề xuất do kết quả của PP nghiên cứu lí thuyết. Bên cạnh đó, PP thực nghiệm cung cấp những bằng chứng thực nghiệm mới dẫn tới sự cần thiết phải xây dựng các giả thuyết khoa học mới.
c. Nội dung của PP thực nghiệm
PP thực nghiệm do Galile sáng lập và được các nhà khoa học khác hoàn chỉnh. Spaski đã nêu lên thực chất của PPTN như sau:
“Xuất ph t từ quan s t thực tế và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng một giả thuyết (dự đo n). Giả thuyết đó không chỉ đ n thuần là sự tổng qu t hóa c c sự kiện thực nghiệm đã làm, nó còn chứa đựng một c i gì mới mẻ, không có sẵn trong từng TN cụ thể. Bằng phép suy luận logic và bằng to n học, c c nhà khoa học có thể từ
giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đo n một số sự kiện mới tr ớc đó ch a biết đến. Những hệ quả và sự kiện này lại có thể dùng thực nghiệm mà kiểm tra lại đ c và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định một giả thuyết, biến giả thuyết thành định luật Vật lí chính x c”. [6 tr 94]
Như vậy, PP thực nghiệm không phải là làm TN đơn thuần, không phải là sự quy nạp đơn giản mà là sự phân tích sâu sắc các sự kiện thực nghiệm, tổng quát hóa nâng lên mức lí thuyết và phát hiện ra bản chất của sự vật. Đó là sự thống nhất giữa thí nghiệm và lí thuyết nhằm mục đích nhận thức thiên nhiên, nhận thức chân lí. Niuton đã làm rõ quan điểm đó bằng 4 nguyên tắc sau:
- Quy tắc 1: Đối với mỗi hiện tượng, không thừa nhận những nguyên nhân nào khác ngoài những nguyên nhân đủ để giải thích nó. Quy tắc này là sự khẳng định vai trò của lí trí con người trong sự nhận thức chân lí, gạt bỏ những quan điểm tôn giáo, kinh viện, không có liên quan đến khoa học.
- Quy tắc 2: Bao giờ cũng quy những hiện tượng như nhau về cùng một nguyên nhân. Quy tắc này thể hiện tư tưởng nhân quả: một nguyên nhân xác định phải gây ra một hệ quả xác định.
- Quy tắc 3: Tính chất của tất cả các vật có thể đem ra thí nghiệm được, mà không thể làm cho nó tăng lên hoặc giảm xuống thì được coi là tính chất của mọi vật nói chung. Quy tắc này là sự quy nạp khoa học, cho phép ta khái quát hóa những trường hợp riêng lẻ để tìm ra những định luật tổng quát.
- Quy tắc 4: Bất kì khẳng định nào rút ra từ thực nghiệm bằng PP quy nạp đều là đúng khi nào chưa có hiện tượng khác giới hạn hoặc mâu thuẫn với khẳng địng đó. Quy tắc này thể hiện quan điểm biện chứng về tính tương đối và tuyệt đối của chân lí. Nó thừa nhận mỗi chân lí khoa học đều có thể được chính xác hóa thêm, được hoàn chỉnh thêm từng bước một, nhưng trong mỗi bước của quá trình nhận thức nó vẫn có giá trị khoa học.
Với PP và tư tưởng nói trên, Niuton đã được những thành tựu rực rỡ trong nghiên cứu cơ học và ảnh hưởng đến toàn bộ sự phát triển của Vật lí học trong nhiều thế kỉ sau.
PP thực nghiệm hiểu theo nghĩa trên là bao gồm cả quá trình tìm tòi từ ý tượng ban đầu đến kết luận cuối cùng. Nhưng trong sự phát triển của Vật lí học có khi quá trình phát sinh ra một định luật rất lâu dài và phức tạp, mỗi nhà bác học chỉ thực hiện một khâu trong quá trình đó.
Ngày này có thể hiểu PP thực nghiệm theo nghĩa hẹp chỉ gồm hai giai đoạn sau: Từ giả thuyết rút ra hệ quả và dùng TN để kiểm tra lại hệ quả đó.
d. C c giai đoạn của PP thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học