Состав элементов частной науки

Уровень познания	Интегрированные научные основы	Составляющие интегрированных научных основ
Теоретический	Теоретические основы науки ТЕОРИЯ ТЕОРИЯ	исходные научные основы (первичные знания): исходные эмпирические основы исходные теоретические основы
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].