I мавзу. «Илмий тадқИҚот методологияси» фанининг мақсади ва вазифалари фан тушунчаси Бакалавриатни битириб магистратурага ўқишга кирган магистрантлар «Катта фан»

Savollar va vazifalar!
1. Yangi zamongacha qanday bilish usullari ustuvor rol o‘ynagan? Izohlab bering.
2. O‘yg‘onish davrida tadqiqot olib borish, bilish usuli sohalarida qanday o‘zgarishlar sodir bo‘ldi?
3. Eksperiment texnologiyasini takomillashib borishi tadqiqotchilarga nima va qanday ustunlik berdi?
4. Eksperiment nima? Unga berilgan ta’rifni izohlab bering.
5. Empirik bilish usullari orasida eksperiment qanday ustunlikka ega? Misollar bila tushuntirib bering.
6. Eksperimentning asosiy hislatlari nimadan iborat? Ularni ko‘rsating, misollar keltiring.
7. Eksperiment qanday turlarga bo‘linadi? Eksperiment turlari tasnifini izohlab bering.
8. Eksperimentning yangi turlari paydo bo‘layaptimi? Siz ishlayotgan soha yoki yo‘nalishdagi vaziyatni izohlab bering.
9. Klassik fanlar taraqqiyoti davrida olimlar eksperimentni qanday tarzda o‘tkazar edilar?
10. Nima sababdan tadqiqotchilar nazariyotchilar va eksperimentatorlarga bo‘linib ketishdi?
11. Eksperiment rejasi nima, unda nimalar belgilanadi?
12. Eksperimentga tayyorgarlik ko‘rishda qanday ishlari amalga oshiriladi?
13. Monitoring nima, eksperimentda u nima uchun kerak?
14.Eksperiment metodikasida nimalar belgilanadi?Izohlab bering.
15. Eksperimentni o‘tkazishdan maqsad nima?
16.Eksperiment natijalarini tekshirish uchun qanday amallar bejariladi?
2. Eksperimentda xatoliklar bo‘ladimi? Ularni to‘g‘rilash uchun qanday amallar bajariladi?
3. Eksperiment natijalarini qayta ishlash, qiyoslash va tahlil qilish nimaga olib keladi?
4. Eksperimentda kashfiyot qanday sodir bo‘ladi?
IV.Umumilmiy eksperimentlar.
4.1. Xayoliy eksperiment
Ilmiy bilish usullari masalasini ko‘rib chiqqanimizda alohida umumilmiy bilish usullari guruhi mavjudligini qayd qilgan edik. Bu usullar tabiat va jamiyatda keng tarqalgan xossalar va qonuniyatlarni o‘rganishda samarali natija berishi bois fanning deyarli barcha soha va tarmoqlarida tatbiq qilinadi. Analiz va sintez, formallashtirish, analogiya, tizimli yondashuv va boshqalar shular jumlasiga kiradi.
Umumilmiy usullar qatorida xayoliy eksperiment o‘ziga xos ijodiy imkoniyatga ega bo‘lgan usul hisoblanadi.
Xayoliy eksperimentda ob’ekt sifatida uning aqliy analogi (o‘xshashi) bo‘lgan obrazli model tuziladi, shundan keyin bu model tasavvur qilish kuchi bilan turli sharoitga qo‘yiladi, tahlil qilinadi.
Masalalan, tadqiqotchi uch o‘lchovli golografik obrazni tasavvur qilib, uning topologik ko‘rinishini model sifatida qabul qilishi mumkin. Bunda xayoliy model – «ob’ekt» paydo bo‘ladi. Tadqiqotchi ongida hosil bo‘lgan modelga fikran ta’sir ko‘rsatib, undagi mumkin bo‘lgan o‘zgarishlarni qayd qiladi, ularni tahlil qiladi. Bu borada tadqiqotchi nazariy bilimidan foydalanib, turli birliklar, doimiyliklar va postulatlarga asoslanib tasavvuridagi modelning miqdoriy qiymati va o‘zgargan xossalarini aniqlaydi, uni har tomonlama o‘rganadi.
Demak, xayoliy eksperimentning asosiy quroli – izlanish ob’ektining ongda tuzilgan modeli bo‘lib, tadqiqotchi o‘zini tasavvurida uni turli sharoitga qo‘yadi, “ta’sirlar” o‘tkazadi, bo‘lishi mumkin oqibatlarni mantiqiy tahlil vositasida ko‘rib chiqib xulosaga keladi, xatto bashoratomuz g‘oyani olg‘a surish imkoniyatiga ega bo‘ladi.
O‘tgan asrni boshida N.Bor noklassik fizikada endi shakllanayotgan atomning planetar modeli ustida xayoliy eksperiment o‘tkazib, yadro atrofida aylanayotgan elektronning bir qator xossa va holatlarini tasavvur qildi, qo‘lga kiritilgan faktlarga asoslanib uchta gipotetik postulatni (qoidani) olg‘a surdi: 1) atomda tashqi ta’sir bo‘lmaganda statsionar (o‘zgarmas) holat mavjud; 2) atom statsionar holatda bo‘lganda aylanayotgan elektronning impulsi diskret (uzuq-uzuq) qiymatga ega; 3) elektron bir statsionar orbitadan ikkinchisiga o‘tganda bir kvant energiyani chiqaradi yoki yutadi. Keyinchalik Borning bu g‘oyalari o‘tkazilgan bir qator real fizik eksperimentlarda to‘la tasdiqlandi.
Xayoliy eksperiment tadqiqotchi amalga oshirayotgan aqliy faoliyatning bir ko‘rinishi bo‘lib, unda tasavvurni kuchi bilan real eksperimentning obrazli modeli ongda shakllantiriladi, ob’ektning haqiqiy yoki mumkin (ehtimolli) bo‘lgan hislatlari aniqlanadi.
Xayoliy eksperiment strukturasiga: 1) tadqiqot ob’ektining tasavvurda yaratilgan aqliy (ideal) modeli; 2) eksperimentning mavhumlashtirilgan sharoiti va modelga (xayolda) o‘tkaziladigan ta’sirlar; 3)xayoliy ob’ektga ko‘rsatiladigan ta’sirlarni ongli va reja asosida o‘zgartirish; 4) xayoliy eksperiment jarayonida fan qonunlari, tamoyillari, fundamental birliklaridan foydalanish kiradi.
Shunday vaziyat ham bo‘ladiki, tadqiqotchi real eksperimentni o‘tkazishga to‘sqinlik qiladigan tashqi tabiiy muhit va ta’sirlar borligini inobatga olishga majburdir. Muammoning bu tamonini hisobga olsak xayoliy eksperiment ma’lum ustunlikka ega. Bunday eksperimentda chegara qo‘yadigan va to‘sqinlik qiladigan tabiiy omillar fikrda inobatga olinmaydi, tasavvur qilish yo‘li bilan tajribani ongda mavhum model va jarayonlar shaklida amalga oshirish mumkin.
Xayoliy va real eksperiment o‘rtasida o‘xshashlik mavjud, ya’ni har qanday real eksperimentni amalga oshirishdan oldin uni tadqiqotchi o‘z ongida rejalashtiradi, o‘tkazish jarayonini bosqichlarga bo‘lib tasavvur qiladi. Shu bois, ko‘p hollarda tadqiqotchi real eksperimentni ideal rejasi sifatida xayoliy eksperimentni ongida o‘tkazadi, sodir bo‘lishi mumkin jarayonlarni tasavvur qiladi, natijasini ma’lum ehtimollik bilan ko‘z oldiga keltiradi.
Xayoliy eksperiment qayd etilgan ustunlikka ega bo‘lgani bois, real eksperimentga qaraganda tatbiq qilinishi sohasi ancha kengdir. Ayniqsa real tajribani o‘tkazishni iloji bo‘lmagan vaziyatda tadqiqotchilar xayoliy eksperimentga tez-tez murojaat qiladilar.
Yana fan tarixiga nazar tashlaymiz. Galiley xayoliy eksperiment o‘tkazib jismlarning harakati holatida inersiya mavjud,degan xulosaga keldi. Olimning kashfiyoti Aristotelning harakatdagi jismda uni itarayotgan kuch yo‘qolsa u to‘xtab qoladi, degan fikri umumiy qonuniyatni bildirmasligini asoslab berdi. Galileyning kashfiyoti haqida A.Eynshteyn shunday deydi: «Biz ko‘rdik – ki, inersiya qonunini bevosita eksperimentda namoyish qilib bo‘lmaydi, uni faqat kuzatish bilan bog‘langan mushohadali tafakkurdan keltirib chiqarish mumkin. Bu masalada real eksperimentni o‘tkazishni iloji yo‘q». Haqiqatan ham hech qanday real eksperimentda inersiya qonunini kuzatib bo‘lmaydi, biron – bir asbobda qayd qilishni iloji ham yo‘q.
Xayoliy eksperiment real izlanish chegarasini kengaytiradi, tasavvur qilishni kuchi bilan real eksperiment oldida turgan to‘siqlarni «bartaraf» etib, kashfiyotga olib boradigan g‘oyani olg‘a surish, xulosa qilish imkoniyatini beradi.
 
4.2.Matematik eksperiment
Matematik eksperiment xayoliy eksperimentga o‘xshash moddiy eksperimentga qaraganda bir qator afzalliklarga ega.
Moddiy eksperimentni o‘tkazish uchun ko‘p vaqt, vositalar, turli manba va ta’minot zarur. Bundan tashqari yana bir muammo mavjud. Agar ishlab chiqilgan uskuna o‘rganilayotgan xodisa, uning xossalari haqida yetarli ma’lumot bera olmasa, unda boshqa yangisini qurishga to‘g‘ri keladi. To‘g‘ri, fiziklarda salbiy natija ham bari-bir natija, degan naql mavjud. Ya’ni, eksperiment o‘tkazishda sodir bo‘lgan muvafaqiyatsizlik tadqiqotchini qayerda xatoga yo‘l qo‘yilganligini izlashga majbur qiladi. Matematik eksperiment arzon, qisqa vaqt ichida amalga oshiriladi, modelni boshqarilishi esa yengil,ya’ni,matematik operatsiya orqali amalga oshiriladi.
Matematik eksperiment asosini o‘rganilayotgan ob’ektning matematik modelini tuzish tashkil qiladi. Bu model matematik struktura ko‘rinishiga ega , ob’ektning o‘rganish uchun zarur bo‘lgan tomonini ifodalaydi.
Eksperimentda matematik struktura va uning parametrlariga fizik yoki ob’ektning tabiatiga mos keladigan ma’no beriladi, shu ma’nodan kelib chiqqan holda olingan natija tushuntiriladi.
Tenglamalar tizimidan tashkil topgan model kuzatsa bo‘ladigan topologik, grafik ko‘rgazma shaklga keltirilgan bo‘lishi mumkin.
Matematik eksperimentning texnologik bosqichlari quyidagilardan iborat:
1. Ob’ektning matematik modeli tuziladi, ko‘rib chiqilishi kerak bo‘lgan tomonlar, masalalar ahamiyatiga qarab birinchi va ikkinchi darajaga bo‘linadi, modeldan foydalanish sharti va chegarasi aniqlanadi. Model differensial yoki integrodifferensial tenglamalardan iborat matematik formulalar asosida tuziladi.
2. Eksperiment oldiga qo‘yilgan vazifa matematik masalaga aylantiriladi. Masala algebraik formulalar majmuasi bo‘lib, unda hisob va yechimni topish shartlari ifodalanadi. Ko‘p xollarda masala algoritm shakliga keltiriladi. Bunda eksperimental masala turli sinov rejimidan o‘tayotgan modelning optimal parametrik qiymatini topishdan iborat bo‘ldi.
3. Kompyuterdan foydalanish maqsadida eksperimentga oid masalani yechish algoritmi va dasturi ishlab chiqiladi.
4. Matematik amallarni bajarilishi davomida natija raqamli axborot shaklida paydo bo‘ladi, ularning mazmuni aniqlanadi. Axborotni aniqligi modelni asosini tashkil qilgan tenglamalar va algoritmlarni naqadar ishonchli bo‘lishi bilan belgilanadi.
5. Matematik model ustida olib borilgan hisoblar natijasi qayta ishlab chiqiladi, olingan qiymatlar va raqamlar bo‘yicha xulosa chiqarish amalga oshiriladi.
Xususan,fizikada matematik eksperiment usuli bilan termoyadroli sintez jarayoni o‘rganildi. Bunda deytriy va tritiyni sharik shaklida ifodalaydigan sonlar va tenglamalar tizimidan iborat model ishlab chiqildi. Modelga tenglamalarda ifodalangan «lazer nuri» yuborildi. Ma’lum algoritmlar asosida bajarilgan matematik operatsiyalarni ko‘rsatishicha modeldagi markazni qisilishi haroratni katta darajaga ko‘tarilishishga olib keldi. Natijada parametrik qiymatlar keskin o‘zgardi, termoyadroli reaksiyani ifodalaydigan miqdoriy o‘zgarishlar hosil bo‘layotgani ayon bo‘ldi.
4.3. Kompyuterli eksperiment
Ilmiy tadqiqotda kompyuter texnologiyasidan foydalanish yangi imkoniyatlarni ochib beradi. Bu texnologiya o‘zida matematik va xayoliy eksperiment, modellashtirish va analogiya usullarida mavjud bo‘lgan afzallik va ustun tomonlarini birlashtiradi.
Kompyuter texnologiyasida eksperiment qo‘yish uchun zarur bo‘lgan mexanizm va vositalar mavjud. Bulardan eng muhimi kompyuter dasturida mujassamlalangan sun’iy aqldir.
Inson aqli bajaradigan amallar va funksiyalarni (hisoblash, obrazlarni tanish, boshqarish, tahlil qilish, umumlashtirish, baholash va boshqalar) kompyuter tomonidan bajarilishi sun’iy aql amalga oshiradigan operatsiyalarni namoyon bo‘lishidir. Sun’iy aql faoliyatini yuzaga keltiradigan struktura kompyuter dasturidir. Kompyuterli grafikani ixtiro qilinishi, uni fan va amaliyotning turli sohalarida keng tatbiq etilishi sun’iy aql texnologiyasini takomillashtirish ishida tub burilish yasadi.
Sun’iy aql (inson aqlini modeli, analogi sifatida)ikkilamchi hislatga ega bo‘lsada, ko‘p jarayonli, beqiyos parametrli va o‘ta murakkab ob’ektlarni o‘rganishda bugungi kunda tengi yo‘q vosita hisoblanadi.
Hozirgi yaratilayotgan kompyuterni beshinchi avlodi bir daqiqada bir va undan ko‘p milliard holat yoki variantlarni qayd qilishi mumkin. Uzaro bog‘langan protsessorlar ansamblidan tashkil topgan bunday texnologiya kampyuterli grafika yordamida har qanday murakkab ob’ektni xossasi, harakati va o‘zgarishini modellashtirish qobiliyatiga egadir.
Kompyuterli eksperimentda asosiy qurol-dastur va ekspertli baholash tizimidir. Oxirgisi ham dasturni maxsus turini tashkil qiladi. O‘zaro bog‘langan protsessorlar tizimiga o‘xshash, eksperimentni o‘tkazishda turli operatsiyalarni bajarishga muvofiqlashtirilgan dasturlar to‘rini tuzib, undan foydalanish mumkin.
Dastur ko‘rsatma, algoritm, freym va slotlardan iborat bo‘lgan tizimdir. Freym dasturga kiritilgan, ob’ektning biron-bir xossasi yoki belgisini ifodalaydigan atama va hukm blokidir.
Har bir freym ob’ektning belgisi haqida axborot beradigan slotdan tashkil topgan. Slot freym unsuri bo‘lib, ayni paytda quyi darajaga nisbatan mikrofreym rolini o‘ynaydi. Boshqacha qilib aytganda, har bir slotda boshqa bir freymni ko‘rsatkichi mavjud. Demak, freymlar va slotlar kombinatsiyasini (o‘zaro uyg‘un birikmasini) tuzish orqali har qanday ob’ektning modelini yaratsa bo‘ladi. Ko‘rgazma vosita sifatida daraxt obrazidan foydalanish mumkin. Daraxt ildizi-axborot banki (manbai), tanasi – dastur, undagi algoritm, shoxlari – freymlar, barglari – slotlardan iborat. Bu sxema xolos, chunki aytganimizdek, har bir slot freym ko‘rsatkichiga ham ega. Masalan, «maymun» freymini olaylik.
 
 
 
 
 
 
 
«Maymun» freymi
Belgi atamalari slotlar
Bu Primat
Jinsi Yoki urg‘ochi
Yoki erkak
Yoshi I Butun son
“Banan” sloti(mikrofreymi)
Yashash makoni I O‘rmon
Sevimli ovqati I Banan Bu I meva
Ermaklaydii I Daraxtlar rangi I sariq
Ta’mi I shirin
Tana turi I Qayshqoq Terisi I qalin
Kelib chiqishi I banan daraxti
1-rasm
Maymun evolyutsiyasi va hayot tarzi muammosiga oid tajribaviy izlanish maqsad qilib qo‘yilgan taqdirda, uning intellektual qobiliyatini tekshirishga qaratilgan kompyuterli eksperiment o‘tkazish mumkin. Bunda primatlar biologiyasi, hayot tarzi va psixologiyasga oid axborotlarni o‘zida saqlagan freymlar to‘ri (haritasi) ishlab chiqiladi. Bitta yoki bir guruh maymun zotlari, ularni o‘rab turgan sharoit modellashtiriladi.
Freymlar tarkibiga oldingi tajribalarda maymunlar bilan o‘tkazilgan eksperimental sinov natijalari ham kiritiladi.
Tuzilgan animatsion modelga axborot buyruq shaklini olgan vazifa (ta’sir) ko‘rinishida beriladi. Eksperiment davomida maymunlar guruhini tasvirlagan model muammoli vaziyatga duch keladi. Vaziyat model uchun noma’lum holat, model vaziyatdan chiqish uchun eng optimal harakat variantini tanlashga urinadi.
Ijobiy natija bergan yechim tahlil uchun ekspert tizimiga topshiriladi va ballar qiymatida primatlar faoliyatini intellektual darajasi baholanadi.
Organik kimyo sohasida birikmalarning molekulyar strukturasini aniqlashga qaratilgan dasturlar ishlab chiqildi. AQSH olimlari Feygenbaum va Lederberg DENDRAL deb atalgan ekspert tizimini yaratganlaridan keyin, noma’lum organik birikma xossalarini belgilashga yordam beradigan kompyuterli eksperiment o‘tkazish imkoniyati vujudga keldi.
Hozirgi vaqtda bioximiya va genetikada ishlab chiqilgan kompyuterli – virtual eksperimentlar, ayniqsa ulardagi jarayonlarni tasvirlaydigan animatsion modellardan ta’lim va ilmiy tadqiqot muassasalarida o‘rganish va namoyish qilish vositasi sifatida foydalanilmoqda.