Тема 3-4 СТРУКТУРА НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ, ЕГО ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ. УРОВНИ И МЕТОДЫ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Объект, предмет, цель и задачи научного исследования
От других видов познавательной деятельности наука отличается по нескольким параметрам.
Во-первых, субъект науки (ученый) профессионально подготовлен. Становление и развитие науки происходит в конкретной социальной и культурной среде. Общество может ускорить или замедлить как развитие науки в целом, так и ее отдельных отраслей.
Как одна из форм познавательной деятельности наука возникает на определенном этапе развития общества и в значительной мере определяет лицо цивилизации. Генезис, т.е. зарождение и начало науки, – это спорная проблема. Есть основания полагать, что элементы научных знаний и принципы научного познания встречаются уже в древних цивилизациях. В античной культуре об этом свидетельствуют такие признаки, как введение в структуру познания дедуктивного доказательства и теоретического обоснования, высокая ценность объективных знаний и выделение объекта со своими внутренними связями, разработка логики рационального мышления. Известны такие научные программы Древней Греции, как геометрия Евклида, геоцентрическая система Птолемея – Аристотеля, своды по медицине, история Геродота.
В своей эволюции (развитии) наука прошла несколько этапов, которые выделяются по доминированию в них определенной картины мира, идеалов и норм научного познания. Для античной науки в целом характерна теоретико-математическая модель. Начиная с эпохи Возрождения она сменилась экспериментально-теоретической. Современная наука отличается тесной связью с практикой, становится непосредственной производительной силой, в ней усиливаются ценностные, гуманистические приоритеты. Смена парадигм научного познания сопровождается научной революцией.
Социальная детерминация научно-познавательной деятельности осуществляется через систему финансирования, юридические нормы и законы, общекультурные ценности и традиции. Общество создает специальные учебные заведения по подготовке научных кадров, научно-исследовательские институты, академии наук; гарантирует условия трансляции научной информации через систему научных публикаций, конференций, симпозиумов, конгрессов.
Основной структурно-организационной единицей науки является научная дисциплина. В дисциплинарном оформлении наук играют роль две группы факторов. С точки зрения внутренней динамики науки отдельные дисциплины складываются на основе предмета исследования. Предмет – это специфический срез реальности, который изучается конкретной научной дисциплиной. Принято выделять следующие группы научных дисциплин:
– естественные и технические науки;
– логико-математические науки;
– социальные науки;
– гуманитарные науки.
С точки зрения социальной детерминации развитие этих направлений протекает неравномерно. В первую очередь развиваются те научные дисциплины, которые общество может обеспечить или на которые есть социальный заказ. Так, например, инфраструктура гуманитарных наук и гуманитарного образования в Европе была создана в Средние века. В XI–ХIV вв. были открыты самые знаменитые университеты в Италии, Великобритании, Франции. Естественные и технические науки дисциплинарно оформились в XV–ХVIII вв., когда преобразования во всех сферах общественной жизни потребовали всесторонних и объективных знаний о природе. Высокие темпы и глубина естественнонаучных исследований повлияли на общенаучную картину мира. Гуманитарные и социальные науки долгое время находились под влиянием методологических установок естествознания. В ХIХ–ХХ вв. эти дисциплины продемонстрировали стремление к преодолению зависимости и формированию собственных методологических оснований.
Социальный статус науки закрепляется и в их специализации. Каждая научная дисциплина имеет государственный номер регистрации, в соответствии с которым осуществляется подготовка научных кадров и финансирование программ научных исследований.
В процессе подготовки ученый усваивает не только исторически сложившиеся знания и методы исследования, но и специфические ценности, цели науки. Среди них - самоценность истины и ценность новизны. В научном сообществе необходимо соблюдать особые нормы коммуникации, что называется этосом науки. В него входят запрет на плагиат, допустимость критики, равенство перед истиной, научная честность.
Во-вторых, объект научного познания четко представлен, дистанцирован от субъекта и изучается с точки зрения его внутренних закономерностей и возможностей включения в практику. Осуществляя опережающее отражение действительности, наука создает перспективы развития деятельности, практики. Так, например, фотография была изобретена после открытия необходимого для этого принципа через 102 года, телефон – через 183, радио – через 35 лет.
В-третьих, средства науки, ее методы и язык специально создаются и разрабатываются. В науке существуют особые приборные системы, логико-математические и формализованные языки. Методами и принципами познания занимается методология науки – направление научных исследований, возникшее при непосредственном участии философии.
В-четвертых, цели науки формируются на основе знания объективных законов функционирования и взаимосвязи объектов. Без этого цель может оказаться бессмысленной. Например, создание вечного двигателя противоречит первому закону электродинамики о сохранении и превращении энергии.
В-пятых, продуктом науки является система внутренне обоснованных, логически непротиворечивых знаний.
Наиболее общие и существенные требования к научному познанию заключаются в следующих положениях:
знания должны быть истинными и объективными;
знания должны быть рациональными, все субъективные, лженаучные, паранаучные, мифологические, мистические, религиозные аргументы и доводы исключаются;
знания должны быть доказанными и эмпирически проверенными на возможно большем количестве объектов из данной области исследования;
знания должны быть теоретически обоснованными, внутренне логичными и непротиворечивыми;
знания должны удовлетворять требованиям верификации и фаль-сификации;
знания должны быть точно и однозначно сформулированы, выражены в специальном языке терминов и понятий – концептуальном аппарате конкретной научной дисциплины;
знания должны быть доведены до сведения научного сообщества и приняты им;
знания должны поддаваться общественному контролю.
2. Организация конкретного научного исследования, его структура и основные этапы
Научное исследование представляет собой целенаправленное производство новых знаний о природе и обществе в целях их использования в практической деятельности людей. Как система научное исследование включает три взаимосвязанные подсистемы:
* объект и предмет исследования;
* исследователя;
* язык исследования (система знаний и понятий, с помощью которых происходит отображение в сознании исследователя объекта исследования).
Как процесс производства знаний научное исследование включает следующие этапы:
* определение проблемы исследования и подготовки к исследованию;
* исследование и создание новой информации;
* заключительные работы.
Виды научных исследований:
Научная статья - законченное и логически цельное произведение, посвященное конкретному вопросу, входящему в круг проблем (задач), решаемых соискателем при выполнении диссертационного исследования. Научная статья раскрывает наиболее значимые результаты, полученные соискателем, требующие развернутого изложения и аргументации.
Объем научной статьи, учитываемой в качестве публикации по теме диссертации, должен составлять, как правило, не менее 0,35 авторского листа (14 000 печатных знаков, включая пробелы между словами, знаки препинания, цифры и другие), что соответствует 8 страницам текста, напечатанного через 2 интервала между строками (5,5 страницы в случае печати через 1,5 интервала).
Научные статьи, публикуемые в изданиях, включенных в перечень научных изданий Республики Беларусь для опубликования результатов диссертационных исследований, должны включать, как правило, следующие элементы:
аннотацию;
фамилию и инициалы автора (авторов) статьи, ее название;
введение;
основную часть, включающую графики и другой иллюстративный материал (при их наличии);
заключение, завершаемое четко сформулированными выводами;
список цитированных источников;
дату поступления статьи в редакцию.
Дополнительно в соответствии с требованиями редакций научных изданий в структуру статьи могут быть также включены:
индекс УДК;
перечень принятых обозначений и сокращений;
аннотация на английском языке.
Название статьи должно отражать основную идею выполненного исследования, быть по возможности кратким, содержать ключевые слова, позволяющие индексировать данную статью.
Аннотация (100-150 слов) должна ясно излагать содержание статьи и быть пригодной для опубликования в аннотациях к журналам отдельно от статьи.
В разделе "Введение" должен быть дан краткий обзор литературы по данной проблеме, указаны не решенные ранее вопросы, сформулирована и обоснована цель работы и, если необходимо, указана ее связь с важными научными и практическими направлениями. Во введении следует избегать специфических понятий и терминов. Содержание введения должно быть понятным также и неспециалистам в соответствующей области.
Анализ источников, использованных при подготовке научной статьи, должен свидетельствовать о знании автором (авторами) статьи научных достижений в соответствующей области. В этой связи обязательными являются ссылки на работы других авторов. При этом должны присутствовать ссылки на публикации последних лет, включая зарубежные публикации в данной области.
Основная часть статьи должна содержать описание методики, аппаратуры, объектов исследования и подробно освещать содержание исследований, проведенных автором (авторами). Полученные результаты должны быть обсуждены с точки зрения их научной новизны и сопоставлены с соответствующими известными данными.
Основная часть статьи может делиться на подразделы (с разъяснительными заголовками) и содержать анализ последних публикаций, посвященных решению вопросов, относящихся к данным подразделам.
Иллюстрации, формулы, уравнения и сноски, встречающиеся в статье, должны быть пронумерованы в соответствии с порядком цитирования в тексте.
В разделе "Заключение" должны быть в сжатом виде сформулированы основные полученные результаты с указанием их новизны, преимуществ и возможностей применения. При необходимости должны быть также указаны границы применимости полученных результатов.
Список цитированных источников оформляется по тем же правилам, что и в тексте диссертации. Список располагается в конце текста, ссылки нумеруются согласно порядку цитирования в тексте. Порядковые номера ссылок должны быть написаны внутри квадратных скобок (например: [1], [2]).
Монография как научное книжное издание, содержащее полное и всестороннее исследование одной проблемы или темы и принадлежащее одному или нескольким авторам, должна содержать обобщение и анализ литературы по рассматриваемому вопросу, включать обширные библиографические списки. В ней выдвигаются новые гипотезы и решения, способствующие развитию науки.
Рукопись монографии, в которой отражены результаты диссертационного исследования, должна пройти научное рецензирование двумя рецензентами - специалистами по данному научному направлению, имеющими ученую степень (один из них должен быть доктором наук) и быть рекомендована к изданию ученым советом (редакционно-издательским советом) организации.
Объем монографии, которая учитывается в качестве публикации по теме диссертационного исследования, должен составлять не менее 10 авторских листов. Ее тираж должен составлять не менее 100 экземпляров.
Этапы научных исследований:
Сложность научных исследований, комплексность их выполнения вызывает необходимость более четкого разделения этапов исследования на логически взаимообусловленные и взаимосвязанные процессы.
Первый этап (предварительное изучение проблемы):
* определение темы (проблемы) и ее конкретизация;
* предварительная разработка теоретических предпосылок;
* изучение истории и современного состояния проблемы;
* подготовка к исследованию;
* сбор, отбор и изучение информации;
* разработка гипотезы.
Второй этап (разработка программы и проведение исследования):
* определение методики исследования;
* составление рабочей программы (плана);
* обработка информации (проведение наблюдений, экспериментов, измерений, их логическая обработка);
* построение предварительных выводов и предложений.
Третий этап (оформление и внедрение):
* литературное изложение материалов исследования, его хода и результатов;
* обсуждение, консультирование, рецензирование и оформление работы;
* внедрение результатов исследования.
Такая последовательность обусловлена логикой процесса исследования. Поиск новых знаний должен проводиться после конкретизации темы, установления теоретических предпосылок и изучения истории проблемы, так как после этого можно четко определить объемы необходимого материала. Реальный рабочий план можно составить, лишь ознакомившись предварительно с информацией, разработав гипотезу и определив методику исследования и т.п. Все этапы исследования тесно связаны и переплетаются между собой. Каждый из этапов состоит из ряда последовательно выполняемых работ. Последовательность работ и их взаимосвязь определяются сложностью проблемы, длительностью ее выполнения и т.д. Руководствуясь общей последовательностью этапов научной работы, каждый исследователь должен разработать свой вариант, учитывая особенности проводимого исследования.
Самым важным моментом первого этапа является формирование у исследователя максимально полного представления о том, что сделано до сих пор в исследуемой области до начала его исследования. Это предполагает знакомство с литературой по данному вопросу. Причем знакомство с литературой должно проводиться в ретроспективном плане, т.е. от последних по времени источников к более ранним. В каждом исследовании присутствует момент субъективного. Поэтому надо обязательно ознакомиться с работами разных авторов, в том числе зарубежных. Круг источников должен быть максимально полным, степень широты его ничем не ограничена. В этот период обязательны контакты с научным руководителем или специалистами, хорошо знающими данную проблему. С их помощью необходимо произвести классификацию библиографических источников по трем группам:
* источники, которые должны лежать в основе исследования;
* факты различного рода;
* источники, расширяющие круг информации.
Кроме того, литература систематизируется по следующим разделам:
* монографии научных исследований;
* специальные публикации научно-исследовательских институтов и т.п.;
* статистические данные.
Научный поиск по конкретной проблеме реализуется на втором этапе проведения исследований, который носит ярко выраженный индивидуальный характер. И это в первую очередь относится к методике научного поиска, так как с ее помощью возможна техническая реализация различных методов. В исследовании является недостаточным составить перечень методов, необходимо их сконструировать и организовать в систему. Нет методик исследования вообще, есть конкретные методики.
Итак, как и любое научное исследование, теоретическое исследование в области социально-гуманитарных наук содержит в себе определенный набор элементов, присущих научной деятельности вообще. Во-первых, само исследование такого рода становится необходимым только тогда, когда возникает определенная прикладная научная проблема, требующая своего разрешения.
Формулирование научной проблемы, носящей прикладной характер, позволяет определить объект исследования, т.е. определенные процессы и явления социальной действительности, подлежащие изучению. В зависимости от особенностей изучаемого объекта определяются предмет, цели, задачи и необходимые средства (методический инструментарий).
Эффективная и комплексная реализация 1) четко поставленных вопросов для предварительного и последовательного анализа, 2) адекватно научной проблеме обозначенных и сформулированных установок научно-исследовательской деятельности — и позволяет ученому, в конечном итоге, получить высококачественный результат, способствующий как разрешению исходной научной проблемы, так и развитию науки в целом.
3. Эмпирический и теоретический уровни научного исследования
Наука представляет собой систему деятельности, в которой выделяются два уровня со своими целями, задачами, результатами и методами исследования. Это – эмпирический и теоретический уровни.
Эмпирический уровень (от греч. empeiria – опыт) направлен на отражение явлений и отношений в объективной реальности при непосредственном соприкосновении с нею. Этот уровень еще называют опытно-экспериментальным, потому что он опирается на методы наблюдения, измерения, описания и эксперимента. Знания на данном уровне выражаются в форме эмпирических фактов и эмпирических зависимостей.
Наблюдение – это эмпирический метод научного исследования, который связан с изучением объекта в естественных условиях его существования без воздействия на него человека. Наблюдение ведется целенаправленно и завершается описанием на естественном или искусственном языке. В описании фиксируется знание о внешних свойствах объекта. Наблюдение широко используется как в естествознании (физика, астрономия, геология), так и в социально-гуманитарных науках (социология, психология).
Измерение – это эмпирический метод научного исследования, при котором информация об объекте получается с учетом соотношения эталонов и величин. Такими величинами являются, например, длина, температура, время, объем. Поэтому измерение тесно связано со стандартизацией и использованием приборных систем – градусников, счетчиков, датчиков, робототехники, автоматики. С развитием сейсмологии, океанологии, космической, медицинской техники, биотехнологий требования к приборам возрастают. Их созданием теперь занимается целое направление в науке. Широко разрабатывается и теория измерения. Результатом измерения является количественная информация о состоянии объекта и среды его существования.
Эксперимент (от лат. experimentum – проба, опыт) – это метод научного исследования, при котором осуществляется изучение объекта в искусственно заданных, контролируемых и управляемых условиях его существования. Эксперимент сыграл определяющую роль в становлении современного естествознания, поэтому он стал предметом анализа многих философов и методологов науки. Метод эксперимента разрабатывался Н. Коперником и Г. Галилеем, Р. Декартом и Ф. Бэконом. Современная интерпретация эксперимента дана отечественным философом В.С. Степиным.
Обращение науки к особо сложным уровням реальности повышает требования к субъекту и объекту эксперимента. Субъект, т.е. человек, который проводит эксперимент, не знает результата своей работы. Он должен быть готов к самым различным результатам и иметь представление об альтернативных исходах. Внимание субъекта должно быть сосредоточено на формировании целей. В их постановке большую роль играют мировоззренческие ориентации и методологические принципы. В.С. Степин в своих работах показал, что объекты, которыми оперирует сегодня наука, существенно отличаются от объектов классической науки. В таких разделах, как квантовая механика, астрофизика, трудно провести грань между объектом и условиями его существования. Если физиолог И.П. Павлов мог изучать животных непосредственно, то теперь появились такие объекты, которые требуют реконструкции среды их существования. Например, колебание земной оси или преломления космических лучей могут искажать данные об объекте, влиять на приборы. Особенности среды должны учитываться при проведении эксперимента.
Эксперимент широко используется не только в науке, но и в практике. Выделяются следующие формы эксперимента:
– эмпирический эксперимент, при котором изучаются реальные объекты, но для них создается искусственная среда. Например, плазма помещается в специальную среду в термоядерной установке;
– мысленный эксперимент, который связан с исследованием объекта без непосредственного обращения к его реальному прообразу. Его широко использовал А. Эйнштейн при создании теории относительности. Сегодня мысленный эксперимент проводится с помощью компьютерной техники;
– производственный эксперимент, который проводится в экономике или промышленности.
Результаты эксперимента во многом определяют эмпирический базис науки. Они представляют собой эмпирические данные, которые требуют дальнейшего истолкования. Интерпретация полученной информации заключается в раскрытии заложенного в ней содержания с помощью гипотез, моделей, теорий. Это очень сложная процедура, она требует не только профессиональной подготовленности субъекта, но и готовности его сознания к восприятию принципиально нового знания. Отсутствие такой мировоззренческой установки часто приводит к ситуации, когда открытие долгое время остается вне общенаучной картины мира. Например, в 20-е гг. ХХ в. математик А.А. Фридман создал теоретические модели конечности и бесконечности Вселенной, но они остались без эмпирической проверки. В то же время в США эмпирически (в наблюдении) была получена информация о Галактиках. Оба результата не были связаны друг с другом, пока им не была дана физическая интерпретация.
Теоретическая обработка эмпирических данных завершается получением научных фактов и эмпирических зависимостей. Научный факт является формой существования эмпирических знаний. От фактов обыденного сознания он отличается тем, что его получению предшествуют не только строгие условия эмпирического исследования, но и теоретическое истолкование. Поэтому научный эмпирический факт теоретически нагружен.
Теоретический уровень (от греч. theoria – рассмотрение, исследование) направлен на раскрытие существенных сторон и фундаментальных связей объективной реальности. Теоретические исследования проводятся на основе широкого спектра методов и методологических принципов. Их результаты формулируются в теориях и гипотезах, раскрывающих содержание законов науки.
В проблематику философии и методологии науки входят методы, принципы, идеалы и нормы, мировоззренческие установки научно-познавательной деятельности, смены научных картин мира и научные революции.
Интерес к этим исследованиям начинает формироваться в эпоху Возрождения и Нового времени и сохраняется до сих пор, так как влияние науки в культуре постоянно возрастает. В рамках современной отечественной философии методология науки является одним из важнейших приоритетов. В Беларуси это направление сложилось в 70-е гг. ХХ в. под руководством В.С. Степина. Представители белорусской школы методологии науки – А.Н. Елсуков, А.И. Зеленков, А.А. Михайлов, Е.В. Петушкова, Л.Ф. Кузнецова, Я.С. Яскевич, А.И. Лойко – получили важные результаты в этой области.
Метод (от греч. methodos – путь познания, теория, учение) – способ построения и обоснования системы знания, в основе которого лежит совокупность принципов и приемов практического и теоретического освоения действительности.
Правильность выбранного метода определяется его соответствием характеру исследуемого объекта. Это значит, что исследователь должен иметь предварительное теоретическое знание об объекте. Открытие новых объектов требует выработки новых методов путем их глубокого мировоззренческого осмысления. Роль методологических ориентиров в научном познании играют философские принципы. Философия может опережать научное познание. Например, идеи развития, атомарного строения материи были выдвинуты философами.
В науке метод выступает в форме конкретной исследовательской программы, которая задает представление о различных способах познания одного и того же объекта. Инновации в науке часто рождались путем изобретения или совершенствования методов.
Методология стремится упорядочить, систематизировать методы, установить их пригодность в различных областях, необходимость и достаточность для реализации научных целей. В структуре метода важное место занимают правила, устанавливающие порядок действий, операциональные нормы, методики.
Многие выдающиеся достижения науки являются следствием переноса методов или их распространения из одной науки на другие. Например, методы кибернетики, семиотики, теории систем глубоко проникли в различные отрасли науки. В различных науках применяются методы спектрального анализа, компьютерного эксперимента.
Методы фундаментальных наук могут трансформироваться в методы конкретных наук. Так, сегодня наблюдается математизация всех наук, широкое использование математического моделирования. Ключевую роль в обосновании новых методов играет философия. Например, феноменологический метод применяется в физике, в юридических науках.
Современная наука располагает богатой и разнообразной системой методов. Их можно разделить на три группы. Первая группа – общелогические методы, они присущи человеческому познанию в целом, на их основе строятся все виды познания, в том числе и научное. Вторая группа – эмпирические методы: наблюдение, измерение, эксперимент (они были рассмотрены выше). Третья группа – методы теоретического исследования, они разрабатываются и используются в теоретико-познавательной деятельности.
Общелогические методы
Анализ – метод разделения целостного предмета на составные части, стороны, признаки, свойства или отношения с целью их всестороннего изучения.
Синтез – метод соединения ранее выделенных частей, сторон, признаков, свойств или отношений предмета в единое целое.
Предпосылкой этих операций является структурность объектов действительности, возможность их перегруппировки. Связь анализа и синтеза видна на следующем примере. В уравнениях Бойля–Мариотта и Гей-Люссака на основе анализа выделены отдельные характеристики газов – давление, объем, температура. В уравнении Клапейрона эти характеристики были синтезированы и связаны воедино.
Абстрагирование – особый прием мышления, который заключается в отвлечении от ряда свойств и отношений изучаемого явления с одновременным выделением интересующих исследователя свойств и отношений. Результатом абстрагирования являются понятия и категории, следовательно, изучаемые свойства заменяются определенными знаками. Например, свойство пяти пальцев соответствовать пяти другим предметам закрепляется особым знаковым выражением – словом «пять» или цифрой «5», которые будут выражать абстракцию соответствующего числа. В утверждении: «Эверест – самая высокая гора в мире» содержится эмпирическая абстракция и выявлено только одно свойство. А понятие Н.И. Лобачевского – «абсолютная прямая» – это теоретическая абстракция, она фиксирует свойство прямой быть кратчайшим расстоянием между двумя точками и свойство параллельности прямых.
Обобщение – метод объединения объектов в единый класс на основе одного, общего для них признака, полученного в результате абстрагирования. Предельным обобщением является философская категория. Обобщение всегда связано с переходом от частного понятия или знания к общему понятию или знанию. Например, клен, липа и береза обобщаются в понятии «дерево». Путем дальнейшего обобщения можно получить понятия «растение» и «живой организм». В науке принцип относительности, сформулированный Г. Галилеем, был расширен А. Эйнштейном на все физические явления.
Индукция – это метод, при котором общий вывод строится на основе частных посылок, а знание некоторых свойств объекта распространяется на целый класс объектов. Индуктивное знание носит вероятностный характер. Оно опирается на методы эмпирического исследования и выражается в индуктивном умозаключении. Индукция бывает полной, когда обозрим весь класс объектов, и неполной, когда вывод строится на основе ограниченного числа объектов определенного класса. Неполная индукция бывает двух типов – популярная и научная. Популярная индукция основана на прямом перечислении объектов по одному повторяющемуся признаку. Главное основание в ней – отсутствие противоречащего признака. Степень достоверности – невысокая. Но есть и достоверные популярные индукции, например: «Все папоротники размножаются спорами», «Все млекопитающие дышат легкими». Научная индукция характеризуется поиском причинных зависимостей между явлениями, выделением существенных признаков объектов данного класса.
Дедукция – это метод, посредством которого из общих посылок, на основании знания свойств объектов определенного класса, с необходимостью выводится заключение частного характера о свойствах и качествах отдельных объектов. Обязательной предпосылкой дедукции является общее суждение, которое может быть индуктивным обобщением, гипотетическим предположением или новой идеей.
В процессе познания индукция и дедукция связаны между собой, но на начальных этапах познания преобладает индукция, а на этапе обоснования знания – дедукция. Например, Д.И. Менделеев индуктивно изучал элементы и их свойства и вывел основной закон химии, согласно которому свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомарного веса. Затем, опираясь на этот закон, пользуясь дедуктивными рассуждениями, он открыл или предположил еще не известные химии элементы.
Аналогия – это метод познания, при котором на основе сходства объектов в одних признаках заключают об их сходстве в других признаках. Аналогии бывают ассоциативными и логическими. Ассоциативные аналогии проявляются в психологических актах творчества и носят образный характер. Например, формула бензола возникла у Ф.А. Кекуле по ассоциации при виде играющих в клетке обезьян, пять из которых в один момент образовали кольцо. Логические аналогии ученый формулирует в виде суждения о родстве явлений на основе их параллельного изучения с точки зрения внутренней сущности. Например, аналогии между дыханием человека и животного, светом очага и солнца. Самым широким пониманием аналогии является перенос информации об одних объектах на другие объекты, поэтому аналогия является гносеологической основой моделирования.
Моделирование – это метод помещения между исследователем и объектом еще одного, искусственно созданного объекта. Искусственный объект несет в себе определенные признаки реального объекта и называется моделью. Интересующие исследователя признаки изучаются на модели, а затем полученное знание переносится на реальный объект с определенной степенью вероятности. Модели бывают материальные и идеальные. Материальные, или вещественные, модели воспроизводят признаки природных объектов, подчиняющихся естественным законам. Например, модель плотины на реке. Идеальные модели делятся на модельные представления, знаковые и информационные модели. Например, идеальный маятник, система уравнений, логико-кибернетическая модель.
Методы теоретического исследования
Идеализация – это метод мысленного конструирования понятий об объектах, не существующих в действительности, но для которых имеются прообразы в реальном мире. Например, идеальный газ или инерция в физике; точка, окружность в математике; абсолютно черное тело в астрономии. Подобные понятия называются идеальными объектами. Исследователь оперирует ими как реально существующими.
Формализация – это метод, связанный с отображением знаний в точных понятиях, терминах и категориях конкретной области научного познания. Этот метод способствует систематизации знаний, освобождает их от нестрогих понятий естественного языка, неопределенности и неоднозначности, которые могут присутствовать в обыденном мышлении. В научном познании с формализации начинается не только решение проблемы, но даже ее постановка. Формализация связана с построением научных языков с точно заданной структурой, правилами преобразования выражений и точной фиксацией содержания понятий.
Мысленный эксперимент – это метод исследования объекта без непосредственного обращения к его реальному прообразу. В целом эксперимент является основой эмпирического познания, но мысленный эксперимент относится к теоретическому уровню познания.
Аксиоматический – это метод построения научной теории, в основе которого лежат исходные положения, не требующие доказательства в рамках данной системы знания – аксиомы или постулаты. Из этих исходных положений чисто логическим путем, посредством доказательств, выводятся все остальные утверждения теории. Построение научной теории на основе этого метода называется дедуктивным. Впервые этот метод был использован античными философами и математиками, в частности, в геометрии Евклида. В современной математике и логике возможности и границы аксиоматического метода исследованы Д. Гильбертом и К. Гёделем. Они показали, что для вывода теории из аксиом должны быть сформулированы непротиворечивые, полные и независимые правила вывода. К. Гёдель доказал также, что полная аксиоматизация развитых научных теорий невозможна.
Гипотетико-дедуктивный – это метод, основанный на выведении заключений из определенных посылок, истинность которых не установлена. В качестве посылок могут выступать гипотезы либо эмпирические обобщения, которые противоречат эмпирическим фактам, теоретическим принципам или общепринятым убеждениям. Знание, полученное этим способом, имеет вероятностный характер. Впервые этот метод начал анализироваться в античной философии в рамках диалектики. В Новое время Г. Галилей и И. Ньютон распространили его использование на механику и физику. Разновидностью гипотетико-дедуктивного метода является метод математической гипотезы.
Восхождения от абстрактного к конкретному – это метод, который заключается в движении теоретической мысли ко все более полному, всестороннему и целостному воспроизведению объекта и его связей. Содержание основных понятий этого метода – абстрактное и конкретное – раскрыл Гегель в «Науке логики».
Абстрактное – это понятие, которое употребляется для характеристики самого знания – неполного, неточного и неокончательного. Абстракции выражаются в понятийном или категориальном аппарате.
Конкретное – это понятие, которое обозначает как сами исследуемые объекты во всем многообразии их связей и свойств, так и полное, точное знание об этих объектах.
Метод включает в себя две стадии. На первой стадии происходит движение мысли от конкретного к абстрактному, т.е. от конкретных вещей в область понятий. При этом теоретик отвлекается от конкретного целостного образа предмета, выделяя в нем лишь интересующие его свойства. Сущность самого предмета исследователю еще не известна, он дан познающему субъекту в явлении, а его свойства только начинают выделяться посредством анализа. Эта стадия наглядно представлена на этапе формирования наукой своего концептуального аппарата.
На второй стадии, когда понятийный аппарат науки уже сформирован, возникает необходимость синтеза многих определений. Происходит теоретическая реконструкция конкретного, понятия наполняются содержанием. Движение мысли от абстрактного к конкретному здесь подкреплено уже имеющимся запасом знаний об объекте. Например, К. Маркс в «Капитале» начинал исследование с хорошо разработанного английскими политэкономами понятийного аппарата: товар, стоимость, рабочее время, наемный труд. Рассматривая эти понятия в определенной системе связей, синтезируя их, он раскрыл конкретное – сущность экономики капитализма.
Исторический – это метод, при котором объект исследуется в динамике его становления, функционирования, воспроизводства и развития.
Логический – это метод, который состоит в теоретическом воспроизведении объекта во всех его существенных, закономерных связях и отношениях.
Как указывалось выше, методология науки изучает не только способы получения научных знаний (методы), но и принципы, общепризнанные требования к процессу научного познания. Наиболее общие и существенные требования к научному познанию заключаются в следующих положениях:
– знания должны быть истинными и объективными;
– знания должны быть рациональными, все субъективные, лженаучные, паранаучные, мифологические, мистические, религиозные аргументы и доводы исключаются;
– знания должны быть доказанными и эмпирически проверенными на возможно большем количестве объектов из данной области исследования;
– знания должны быть теоретически обоснованными, внутренне логичными и непротиворечивыми;
– знания должны удовлетворять требованиям верификации и фаль-сификации;
– знания должны быть точно и однозначно сформулированы, выражены в специальном языке терминов и понятий – концептуальном аппарате конкретной научной дисциплины;
– знания должны быть доведены до сведения научного сообщества и приняты им;
– знания должны поддаваться общественному контролю.
4. Научная теория, ее структура и функции
Научная теория – это высшая форма научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определенной области действительности – объекта данной теории. В структурном отношении теория представляет собой систему взаимосвязанных утверждений, методов и принципов объяснения и предсказания явлений данной предметной области.
Научные теории бывают частными и фундаментальными.
Частная, или прикладная, теория тесно связана с практикой. Например, теории электричества и магнетизма используются в сфере энергетики.
Фундаментальная теория непосредственно с практикой не связана, она может опережать развитие практики. Прикладные теории являются содержательной частью фундаментальных, придавая последним эмпирический смысл. Например, физическая картина мира И. Ньютона включает в себя законы Галилея и Кеплера.
В работах В.С. Степина показаны исторические особенности в формировании научной теории. Классическая наука создавала теорию на основе эксперимента. Примером выступает механика И. Ньютона. Современная, неклассическая, наука не всегда обращается к эмпирическому уровню. Ее особенность в том, что теоретик в качестве исходного основания берет старую теорию с ее основными понятиями, а затем дедуктивным путем, решая математические уравнения, создает идеальный объект – теоретическую модель. Она и выполняет функцию своеобразного эмпирического поля.
Исследуя идеальный объект, теоретик отыскивает новые решения и связи между старыми понятиями. Если они найдены, то новая теория фиксируется в виде уравнения, а при необходимости в нее вводятся и новые понятия. Таким образом, теория может развиваться как на основе экспериментов, так и посредством знаково-символических операций, мысленного эксперимента по правилам математики и логики.
В основе теории лежат законы. Закон – это необходимая, существенная, устойчивая и повторяющаяся связь между явлениями и процессами объективной реальности.
В становлении научной теории важную роль играет правильно сформулированная проблема. Проблема (от греч. problema – преграда, трудность, задача) – это объективно возникающий в ходе развития познания вопрос или комплекс вопросов, решение которых представляет существенный практический или теоретический интерес.
Весь ход развития познания – это постановка и решение проблем. Формой решения проблемы может быть формулирование закона, формирование научной теории или запрет на доказательство неразрешимых проблем. Своеобразными формами решения проблем являются апории и парадоксы, для исследования которых необходим философский уровень познания.
Гипотеза (от греч. hypothesis – основа, предположение) – это научное допущение или предположение, истинное значение которого не определено. Гипотеза является структурным элементом теории. Она выдвигается для решения конкретной проблемы с целью объяснения новых экспериментальных данных. Эффективность гипотезы повышается, если она удовлетворяет некоторым требованиям. Гипотезы должны быть простыми, непротиворечивыми, соответствовать достаточно большому количеству фактов. Проверка гипотезы предполагает процедуры верификации и фальсификации, т.е. подтверждения для одних объектов и опровержения для других.
Таким образом:
1. Наука представляет собой систему деятельности, систему знаний особого типа, социальный институт и форму общественного сознания.
2. Процесс проведения конкретного научного исследования представляет собой в самом общем виде применение исследователем определенных средств по заранее разработанной программе в целях получения нового знания об объекте и практического применения полученного результата в дальнейшей научно-исследовательской деятельности.
3. Между теоретическим и эмпирическим уровнями существует тесная взаимосвязь. Она проявляется в том, что каждый из уровней содержит в себе и эмпирические, и теоретические элементы. Например, ход эксперимента обусловлен теорией, а теоретические разработки требуют эмпирической проверки.