Уровень познания | Интегрированные научные основы | Составляющие интегрированных научных основ | ||||||
Теоретический | Теоретические
основы науки
|
| ||||||
Эмпирический | Эмпирические основы науки | эмпирические факты (первичные знания) методы получения эмпирических знаний эмпирические данные (вторичные знания) |
Эмпирические основы
Период эмпирического познания знаменует первое вторжение науки в область, где прежде безраздельно властвовало только искусство. Эмпирический уровень познания реализует лишь возможности описания и предсказания фактов, свойств и явлений рассматриваемой предметной области, но не даёт им объяснения.
На начальном этапе эмпирического познания знания обретают форму содержательного описания объектов и процессов на уровне введения и использования только качественных показателей и суждений, а также чисто практических рекомендаций типа " в такой-то ситуации целесообразно делать это и не следует делать то ", при этом вообще не применяются какие-либо количественные методы анализа и оценки.
|
|
Последующее развитие науки эмпирического уровня познания характеризуется всё большим использованием количественных методов, но в простейших формах в виде статистических данных – значений количественных показателей, полученных в практике предметной области, а также в виде эмпирических формул, непосредственно связывающих значения статистических данных, принятых в качестве входных переменных, со значениями статистических данных, являющихся выходными переменными, при этом существенное значение приобретают вопросы обоснования достоверности получаемых результатов.
В итоге развития любой (частной) науки на уровне эмпирического предметного познания формируются эмпирические основы предметной науки, включающие в свой состав рассматриваемые далее элементы, указанные в табл. 2.
Эмпирические факты - факты, приводящие к эмпирическим выводам.
На основе эмпирических фактов, представляющих собой первичные фактографические знания соответствующей стадии познания, с помощью познавательных методов (а иногда и реализующих их средств), представляющих процедурные знания эмпирического уровня, образуется массив вторичных знаний в виде эмпирических данных.
Методы получения эмпирических знаний, как правило, являются простейшими познавательными. В их перечень обычно входят измерение, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция, абдукция.
Измерение – познавательный процесс, имеющий целью определение характеристик материальных объектов с помощью соответствующих измерительных приборов [4].
|
|
Сравнение – сопоставление объектов с целью выявления признаков сходства или различия между ними [4].
Анализ – метод исследования, состоящий в том, что изучаемый предмет мысленно или практически расчленяется на составные элементы (признаки, свойства, отношения), каждый из которых затем исследуется в отдельности как часть расчленённого целого [6].
Синтез – мысленное или практическое соединение частей предмета, расчленённого в процессе анализа, установление взаимодействия и связей частей и познание этого предмета как единого целого [6].
Индукция – форма мышления, посредством которой мысль наводится на какое-либо общее правило, общее положение, присущее всем единичным предметам какого-либо класса [6].
Дедукция – форма мышления, посредством которой новая мысль выводится чисто логическим путём из некоторых данных мыслей-посылок [6].
Абдукция – метод исследования, заключающийся в генерировании и проверке новых научных гипотез на основе имеющихся фактов [6].
Гипотеза (научная) – научное предположение, выдвигаемое для объяснения каких-нибудь явлений [5].
Эмпирические данные (так называют научные данные эмпирического уровня) представляют собой совокупность элементов вторичных фактографических знаний – эмпирические выводы, эмпирические гипотезы, предсказанные (вторичные) факты и др., относящиеся к рассматриваемым объектам, предметам, ступеням и стадиям познания.
Эмпирические научные результаты, получаемые на философской ступени познания, оказываются применимыми не только по отношению к различным предметным наукам, возникающим на стадии прикладного предметного познания, но и к разнообразным предметным областям. Польза науки, даже если она не достигает своего совершенства, как правило, оказывается настолько ощутимой, что побуждает дальнейшее её развитие, а недостатки используемых научных методов восполняются за счёт искусства тех, кто занимается практической деятельностью.
Дальнейшее познание выводит науку на более высокий уровень теоретического познания.
Теоретические основы
Развитие науки неразрывно связано с непрерывным совершенствованием методов.
Для теоретического познания характерны такие общенаучные познавательные методы исследования, как абстрагирование, выдвижение гипотез, моделирование, идеализация, обобщение, мысленный эксперимент и др.
Абстрагирование – процесс мысленного выделения, вычленения отдельных или общих интересующих в данный момент признаков, свойств и отношений предмета и мысленного отвлечения от множества других признаков, свойств и отношений этого предмета [6].
Моделирование – метод исследования, основанный на построении моделей.
Идеализация – мыслительный акт, связанный с образованием некоторых абстрактных объектов, которые не могут быть созданы на практике опытным путём [4].
Обобщение – логический процесс перехода от единичного к общему, от менее общего к более общему знанию, а также результат этого процесса: обобщённое понятие, суждение, закон науки, теория [4].
Модель – объект, который отображает или воспроизводит свойства другого объекта (оригинала) и используется для его исследования.
Особая роль при выполнении исследований принадлежит математическим моделям - аналитическим и имитационным.
Математическая модель – это модель, представленная в виде математических соотношений.
Математическое соотношение – математическая структура, отображающая взаимосвязь понятий (конкретных или абстрактных), представленных в символьной форме.
Аналитическая модель – математическая модель, представленная в виде совокупности математических утверждений.
|
|
Математическое утверждение – математическое соотношение, описывающее взаимное соответствие (равенства, неравенства, принадлежности, истинности, ложности и др.) понятий, представленных в символьной форме.
Имитационная модель – математическая модель, представленная в виде совокупности математических предписаний.
Математические предписания – математические соотношения, устанавливающие последовательность операций (арифметических, логических и др.) над понятиями, представленными в символьной форме.
Результатом теоретического познания является развитие теоретических основ предметных наук и теоретических основ методологических наук, возникающих как на прикладной, так и на философской ступенях познания (см. табл. 1).
В составе теоретических основ как предметной, так и методологической науки в наиболее общем случае могут быть выделены следующие основные элементы (см. табл. 2):
– исходные научные основы (эмпирические и теоретические);
– научно-методические основы;
– теоретические результаты.
Исходные научные основы – это множество относящихся к предмету изучения данной науки элементов первичных фактографических и процедурных знаний, необходимых для выполнения теоретических построений.
Исходные эмпирические основы – неопровергаемые (на данном этапе развития науки) знания, воспринимаемые как отправные от науки эмпирического уровня, выступающей в роли предшественницы, к науке более высокого – теоретического уровня.
Исходные теоретические основы – это первичные фактографические знания, охватывающие понятийный аппарат и множество, включающее первичные идеализации ("абсолютно твёрдое тело", "точечный объект поражения"), теоретические гипотезы и концепции (представление об электрическом токе как о жидкости, о группировке оборонительных средств как системе массового обслуживания), исходные допущения, аксиомы (постулаты), а также формализованные (в понятиях и терминах данной теории) имеющиеся формулировки решаемых задач.
|
|
Как известно [3,4,5,6 ]:
понятийный аппарат – совокупность специфических терминов, понятий, категорий и определений, вводимых в рамках создания теоретических основ соответствующей науки;
термин – слово или словосочетание, являющееся названием определённого понятия какой-нибудь специальной области науки, техники, искусства;
понятие – логически оформленная общая мысль о предмете;
категория – основное понятие, отражающее наиболее общие свойства, стороны, отношения явлений действительности и познания;
определение – пояснение, раскрывающее смысл понятия, даваемое, как правило, в виде одного повествовательного предложения;
аксиома – отправное, исходное положение какой-либо теории, лежащее в основе доказательства других положений этой теории, в пределах которой они принимаются без доказательства;
постулат – принцип или положение научной теории, принятое в ней в качестве исходного, не доказуемого в её рамках.
Научно-методические основы науки включают два элемента:
научно-методический аппарат (научно-методический аппарат методологической науки может быть назван научно-методологическим);
методологические основы данной науки.
Научно-методический аппарат – часть теории в виде арсенала процедурных знаний, основными элементами которых являются методы, алгоритмы, методики, имитационные модели, технологии решения научных и практических задач.
Алгоритм
общенаучное понятие: предельно формализованное описание метода (или методики) в виде совокупности точных предписаний, задающих конечную последовательность действий, приводящих при одинаковых варьируемых исходных данных к одному и тому же результату;
в вычислительной технике: совокупность точных предписаний, задающих конечную последовательность действий, которые надо выполнить при варьируемых исходных данных для получения требуемого результата [7].
В различных видах деятельности алгоритмы, как и методы, реализуются в виде технологий.
Технология – комплекс знаний о способах, методах, приёмах и средствах осуществления того или иного процесса или вида деятельности в интересах достижения заданного результата.
В простейших случаях: предельно строгая технология соответствует алгоритму, а нестрогая технология – методике.
В сущности, элементы научно-методического аппарата представляют собой совокупность научно-инструментальных средств, разработанных и разрабатываемых в ходе развития науки и соответствующей ей практики, реально апробированных, прошедших экспертизу специалистов, официально признанных, опубликованных или материально воплощённых, приводящих к получению научных (в том числе и практических) результатов в интересах научной и практической деятельности в соответствующей предметной области науки и практики, обладающих обоснованной степенью достоверности.
Элементы научно-методического аппарата создаются с учётом вполне определённых ограничений и допущений, что влияет на область их применимости и на целесообразное разнообразие.
Допущения – предположения, положенные в основу упрощения описания реального объекта (процесса), используемые при исследовании.
Ограничения – требования к форме представления и пределам изменения варьируемых данных, вводимые при исследовании.
Допущения и ограничения, характеризующие границы, определяющие масштаб исследования в целом (по времени, пространству, исходным данным), называют рамками исследования (например, рассматривается класс линейных систем, прогнозируемые перспективы развития техники – до … года...).
Термины «теоретические основы», «научно-методические основы», «научно-методический аппарат», «методологические основы» обычно не упоминаются в энциклопедических изданиях, но применяются в практике названия учебных дисциплин (например, «Теоретические основы радиотехники») и в научной деятельности, особенно при экспертизе научных работ, потому что при частом обращении к ассоциируемым с ними совокупностям элементов требуются краткие названия.
Методологические основы предметной науки объединяют в своём составе методы научного обоснования конкретных элементов научно-методического аппарата и сами обоснования (см. табл.2).
Следует акцентировать внимание на диалектической взаимосвязи и частичном пересечении методологических основ предметной науки с методологией предметной области (ПО). Создание, анализ, оценка, выбор, совершенствование элементов научно-методического аппарата предметной науки осуществляются методами, развиваемыми в рамках методологи ПО (иногда и с привлечением философии). При этом обоснование применимости некоторого (например, математического) метода в конкретной предметной науке – знания, относящиеся к методологическим основам данной предметной науки, в то время как обоснование применимости того же метода в различных предметных науках рассматриваемой ПО – это знания, относящиеся к методологии ПО.
Теоретические результаты (какпредметной, так и методологической науки) это арсенал вторичных (главным образом фактографических) знаний, полученных исходя из исходных первичных знаний с применением располагаемого научно-методического аппарата.
Теоретические результаты включают в свой состав логические основы науки и теоретические данные.
Логические основы – множество допустимых правил логического вывода, обоснования и доказательства.
Фактически логические основы предметной науки представляют собой совокупность обоснований (и доказательств) вторичных знаний.
Теоретические данные представляют собой вторичные знания об основных объектах изучения и их элементах, полученных с применением научно-методического аппарата науки как в интересах непосредственной отдачи практике, так и в целях дальнейшего развития самой науки.
К основным элементам теоретических данных относятся теоретические конструкции в виде общих и частных моделей, формульных описаний, расчётных соотношений, а также научные положения, в том числе научные выводы, гипотезы, соотношения, принципы, концепции, закономерности законы и обусловленные ими научные рекомендации.
Наиболее совершенными формами организации знаний в рамках создания научно-методического аппарата любой науки являются методы, а в рамках возникновения (путём систематизации различных элементов знаний) научных основ (в том числе теоретических, методических, методологических и др.) различных уровней познания – теории.
Теория – высшая, самая развитая форма организации научного знания, дающая целостное представление о закономерностях и существенных связях определённой области действительности – объекта данной теории [1].
Теория и метод не представляют собой два совершенно различных, независимых объекта [1,3], так как понятие теории может быть рассмотрено с двух точек зрения, одна из которых тяготеет к отражению формы, а другая – к выражению содержания.
С точки зрения содержания теория есть систематизированные и обобщённые знания о закономерностях и особенностях развития рассматриваемых объектов познания.
Например, " Теория военная - систематизированные и обобщённые знания о явлениях войны и военного дела, закономерностях и особенностях их развития" [2].
Всякая теория создается при вполне определённых допущениях и ограничениях, что влияет на область её применимости: она описывает, объясняет и предсказывает вполне определённую совокупность фактов, свойств и явлений, относящихся к объектам познания.
С точки зрения формы теория есть в самом широком смысле метод объяснения и предсказания явлений и процессов в объектах познания в рассматриваемой предметной области или в рассматриваемых предметных областях.
Как отмечено в [1], "любая теория по существу выступает в функции метода при построении других теорий в данной или даже в иных областях знаний или в функции метода, определяющего содержание и последовательность экспериментальной деятельности. Поэтому различие между методом и теорией носит функциональный характер".
К необходимым признакам теории следует отнести:
нетривиальность, т.е. неочевидность теоретических положений, способов получения результатов и/или самих получаемых результатов, исключающая ситуации, когда "и без теории все ясно";
прагматичность - теория как метод должна быть приложима к практике, т.е. должна давать научные обоснования выводов и рекомендаций, полезных для практической деятельности.
Каждый научный метод воплощает соответствующую теорию (либо теории). Каждая теория в качестве своей важнейшей составной части включает ту или иную совокупность методов (объяснения, доказательства и др.).
Методы предметной науки, возникая (как правило, с привлечением методологии или философии) в процессе развития данной науки в качестве необходимого инструмента получения и применения знаний, обычно оказываются среди важнейших научных результатов предметного исследования, определяющих последующее развитие науки.
В наиболее развитом виде теория включает в качестве элементов своего научно-методического аппарата набор взаимосвязанных методов, охватывающих все основные этапы познания, который, согласно ленинской формуле " от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике ", может быть представлен следующей классификацией:
– методы наблюдения, сбора и регистрации научных фактов с требуемыми измерениями и расчётами;
– методы содержательного, формализованного и формального описания научных фактов, вытекающих из них свойств идеализированного объекта исследования, а также параметров и факторов, определяющих развитие исследуемых явлений (процессов);
– методы анализа, оценки, сопоставления, сравнения, классификации, упорядочения, систематизации и моделирования исследуемых научных фактов, свойств, параметров, факторов и явлений (процессов) по тем или иным показателям и критериям;
– методы обоснования, оценки, построения (синтеза), моделирования, выбора, оптимизации, интерпретации, экспериментальной проверки и технико-экономической (военно-экономической) оценки научных выводов и рекомендаций.
Содержательное описание – это описание на естественном (профессиональном или литературном) языке.
Формальное описание – описание в специфических терминах и символических обозначениях той или иной теории.
Формализованное описание – содержательное описание с элементами формального описания.
Процесс перехода от содержательного к формализованному и формальному описанию (процессформализации) развивается от использования первичных идеализаций через выдвижение теоретических концепций к построению на основе располагаемого научно-методического аппарата (или вновь создаваемого) более или менее общей теоретической модели рассматриваемых явлений (процессов).
Понятия факторы, параметр, показатель и критерий неоднозначно трактуются в энциклопедической, справочной и учебной литературе и даже в ГОСТах, поэтому акцентируем на них особое внимание.
Факторы – это причины, обстоятельства, движущие силы, определяющие причинно-следственные связи в рассматриваемом явлении (процессе).
Параметр –это показатель с пределами допустимых значений, определяемыми конкретной семантической интерпретацией.
Показатель – качественная или количественная характеристика, вводимая для оценки отдельного свойства или совокупности свойств рассматриваемого объекта (процесса).
Показатель обычно имеет наименование, обозначение и значение.
Различают количественные показатели (значение – численная величина) и качественные показатели (значение – словесное, неколичественное описание меры проявления рассматриваемого свойства или свойств).
Критерий – правило, необходимый и/или достаточный признак выбора чего-либо.
Используемые в критериях показатели называют критериальными.
Обычно критериальный выбор осуществляется на основе оценки значения одного критериального показателя либо нескольких частных критериальных показателей (многокритериальный выбор). Соотношение, в соответствии с которым вычисляется значение критериального показателя, называется целевой функцией.
Очень часто наблюдается неоправданное смешивание понятий показателя и критерия, проникшее в большое количество солидных научных и учебных публикаций. Возникающая при этом семантическая путаница проявляется, например, в высказываниях об оптимальном значении критерия (спрашивается: оптимальном по какому критерию?), когда нужно говорить о значениикритериального показателя.
В общем случае на начальном этапе теоретического познания теоретические основы представляют собой элементы несозревших теорий. По мере созревания в науке может появиться то или иное множество теорий как созревших элементов теоретических основ.
Так, математика включает теорию дифференциального и интегрального исчисления, теорию чисел и т.д. В некоторых науках в рамках единых научных основ возникают альтернативные теории (например, теории света – карпускулярная и волновая) и осуществляются попытки создания единой теории.
Для науки в целом исходные эмпирические основы, исходные теоретические основы, научно-методические и методологические основы, а также логические основы и теоретические данные выглядят как объединение соответствующих элементов теорий.
Таким образом, научные основы – это характерные структурные элементы знаний любой частной науки, не только предметной, но и методологической, причём как на прикладной, так и на философской ступенях познания.
К научным основам, в первую очередь, относятся теоретические основы, которые являются интегрирующими и объединяют в своём составе (в наиболее развитой форме в виде теории или теорий) исходные эмпирические и исходные теоретические основы данной предметной науки, а также её научно-методические основы, содержащие в качестве своей составляющей методологические основы частной науки и, кроме того, логические основы, составляющие важнейшую часть теоретических результатов рассматриваемой частной науки.
Естественным образом понятия научные, эмпирические, теоретические, научно-методические и методологические основы, а также научно-методический аппарат распространяются с частных наук на науку в широком смысле.
Кроме того, вполне допустимо говорить о теоретических, научно-методических, методологических основах и научно-методическом аппарате конкретного научного исследования (в том числе диссертационного) или научной разработки, а также той отрасли знаний, к которой относится исследование или разработка.
В рамках развития методологических наук наиболее совершенной формой организации знаний является методологическая теория. Основным объектом изучения методологической теории, в отличие от предметной, является та или иная совокупность методов.
Методологическая теория включает некоторую совокупность взаимосвязанных частных методологических методов, применяемых по отношению к методам и теориям тех или иных наук, выступающим в качестве объекта методологической теории, при этом изучаются факты, факторы и получаются выводы и рекомендации методологического характера.
Примером методологической теории, возникшей в довольно широкой предметной области, а именно в области технических наук, является теория принятия технических решений.
Результатом наиболее глубокого развития методологических теорий является возникновение метатеорий.
Метатеория – теория, анализирующая структуру, методы и свойства другой, так называемой содержательной теории.
При этом фактическим объектом рассмотрения в метатеории оказывается, как правило, не сама по себе та или иная содержательная теория, а её формальный аналог [1].