Методы научного познания

Методологией называется наука о методах научного исследования, о принципах построения и способах научного познания. Метод – это способ получения информации.

В современной науке принято выделять два уровня научного исследования – эмпирический (опытный) и теоретический. На эмпирическом уровне обычно накапливается опытный материал, делаются попытки его первичной обработки и обобщения. На этом уровне решающую роль играет восприятие и фиксация человеком наблюдаемых им фактов, которое осуществляется при помощи органов чувств. В современной науке наблюдению, восприятию и фиксации помогают приборы и инструменты. Безупречное владение этими приборами, т.е. современной техникой, является необходимым качеством подлинно квалифицированного экспериментатора.

Теоретический уровень исследования связан с результатами обобщения эмпирических знаний и попыткой их объяснения. Результатом такого объяснения является построение теорий.

Центральным методом в науке является анализ – разделение сложного объекта на более простые составные части и изучение этих частей. Анализ родился в недрах естествознания, но очень быстро стал основой подхода к решению задач в области технических и гуманитарных наук. Этот метод стал настолько универсальным для любой области знания, что философия стала упрекать науку в чрезмерной аналитичности. Примеры: в химии существует целая отрасль - аналитическая химия (элементный и молекулярный анализ); в медицине диагностика заболеваний немыслима без результатов анализов функционирования различных органов; анализ прочно вошел и в гуманитарную сферу (экономический, политический, социологический анализ).

На первый взгляд антиподом анализа, а по существу дополняющим его методом является синтез – соединение более простых составных частей сложного объекта в единое целое. Примеры: конец Х1Х века ознаменовался триумфальным шествием органического синтеза, позволившего получать сложные вещества, которых нет в природе (красители, лекарства) из более простых компонентов. Любой конвейер, на котором собирают сложные агрегаты (от часов до автомобилей и самолетов) также олицетворяет собой идею синтеза. Очень важно при этом, чтобы отдельные составные части целого не противоречили, а дополняли друг друга, давая в итоге единое целое.

Описание – фиксация сведений об объектах. Оно может быть словесным, образным (зарисовки или фотографии). В течение всего очень длительного первого периода развития наших знаний об окружающем мире большинство наук имело качественный, описательный характер: объекты по возможности подробно характеризовали словами и зарисовывали (например, в биологии).

Измерение – сравнение объектов по каким-то свойствам или признаком с другими объектами, признанными в качестве образцов (эталонов). Появление меры и числа подняло изучение объектов на новый, количественный уровень, позволило привлечь математику к исследованию природных явлений.

Моделирование - один из важнейших методов современной науки. Модель – это материальный или мысленно представляемый объект (копия оригинала), который в процессе исследования замещает оригинал. Непосредственное изучение модели дает новую информацию об исходном объекте. Под моделированием понимают процесс построения, изучения и применения моделей. Этот процесс обязательно включает построение абстракций, умозаключений и выдвижение научных гипотез (см. далее). Главная особенность моделирования состоит в том, что это метод опосредованного познания с помощью систем-заместителей. Необходимость его использования определяется тем, что многие системы недоступны для непосредственного исследования или такие исследования требуют много времени и средств. Построение модели требует подробных знаний об оригинале. Модель должна отражать какие-либо существенные его черты. Изучение одних сторон изучаемой системы осуществляется ценой отказа от отражения других. Из этого следует, что для одной и той же системы может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемой системы. Следующим после построения модели является этап «модельного» эксперимента, когда добываются сведения о поведении модели в конкретных условиях. Далее осуществляется перенос информации с модели на оригинал. Наконец, следует практическая проверка полученной с помощью модели информации. Примеры моделей: глобус – это модель Земного шара; ранее было подробно рассказано о различных моделях мироздания. В последние годы появился новый раздел науки - математическое моделирование экономических процессов. В отличие от физических, построение математических моделей основано на подборе математических формул, наиболее адекватно описывающих изучаемый процесс.

Классификация – метод, основанный на разбиении всех изучаемых объектов на отдельные группы по сходным признакам и изучение этих групп. Больше всего в классификации нуждаются наименее математизированные разделы знаний: все гуманитарные науки, а из естественных (в прошлом) – химия и биология. Великим классификатором в биологии был шведский ученый Карл Линней (1707-1778). Работа нашего великого соотечественника Дмитрия Ивановича Менделеева (1834 - 1910), в которой был сформулирован периодический закон и предложена периодическая система элементов, называлась «Опыт классификации химических элементов».

До сих пор речь шла в основном об эмпирических (опытных) исследованиях. На следующем – теоретическом - этапе важную роль играют формализация, абстрагирование, индукция и дедукция.

Формализация – это создание своего языка в каждом разделе науки, на котором в дальнейшем ведется изложение научных фактов и построение теорий. Например, в физике – это математические формулы, описывающие физические законы и процессы; в химии – символы химических элементов и специфический способ записи химических реакций. По существу, свой язык имеет любой раздел науки.

Абстрагирование – это отвлечение от ряда несущественных для данного исследования свойств и отношений, выделение наиболее существенных характеристик объекта и обозначение их в виде символа, Без абстрагирования невозможно построение теорий. Примеры: буква в языке – это символ звука человеческой речи, в математике – символ числа или функции; нота – символ музыкального звука. Наиболее абстрактной из всех наук является математика.

Индукция - это построение общего заключения на основе отдельных, частных фактов. Примером может служить вывод любой формулы (в математике, физике, химии). Формула есть краткое выражение какой-либо закономерности, и выводят ее на основании каких-либо конкретных результатов. Частным случаем и примером может служить также метод математической индукции.

Дедукция - получение частного результата на основе общей закономерности. Примером может служить решение любой численной задачи, в процессе которого следует найти формулу, выражающую нужную закономерность, и подставить в нее числа из условия задачи. Индукция и дедукция не являются антиподами, а дополняют друг друга, как анализ и синтез.

2. Ступени научного исследования.

Любое научное исследование начинается с научного факта – предмета исследования. Затем следует наблюдение – целенаправленное восприятие и фиксация в памяти научных фактов, а за ним - эксперимент - сознательно поставленный опыт. Первым, как уже было сказано выше, для доказательства научной истины эксперимент использовал Г. Галилей. Эксперимент может быть прямым, т.е. реальным, и его результаты мы фиксируем органами чувств, которым могут помогать различные приборы. Другой вид эксперимента – модельный, и чем точнее модель, тем достовернее результат. Наконец, эксперимент может быть мысленным, великим мастером этого вида эксперимента был А. Эйнштейн.

Следующей стадией является обработка и обобщение результатов экспериментов, и здесь огромную помощь экспериментальной науке оказывает специальный раздел математики - математическая статистика. В науке уже давно произошло своеобразное разделение труда на экспериментаторов и теоретиков. Первые прекрасно владеют современной аппаратурой и техникой эксперимента, вторые выдвигают гипотезы и строят теории.

Гипотеза – это научное предположение, подлежащее обязательной экспериментальной, практической или математической проверке. Доказанная и проверенная гипотеза становится теорией. Конечной целью любого научного исследования является познание законов природы и развития общества. В процессе любого научного исследования решается и другая задача - самореализация ученого как личности. Хотя наука объективна и рациональна (в отличие, например, от искусства, которое всегда несет в себе отпечаток личности его творца), творят науку живые люди, и их судьбы весьма поучительны в аспекте психологического раскрытия творческого потенциала личности.

В последние десятилетия наблюдается интенсивная математизация и распространение естественно - научных методов в область гуманитарных наук.

Итак, наука имеет свои специфические подходы к разрешению проблем, называемые научными методами. Решение любой научной задачи осуществляется ступенчатым путем, и

каждый исследователь в своей работе должен пройти определенные стадии, без которых невозможен путь к успеху.