Методы научного познания: наблюдение, эксперимент, измерение, анализ – синтез, индукция – дедукция, формализация, идеализация, моделирование, системный подход

Методы научного познания – «совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности» (77. С. 364). В связи с этим принято делить методы познания на эмпирические и теоретические. К эмпирическим методам относятся; наблюдение, эксперимент, измерение.

Чаще всего процесс познания начинается с изучения наблюдаемых свойств отношений. Наблюдение – целенаправленное, преднамеренное и планомерное восприятие явлений. Наблюдатель не просто воспринимает явление, а вопрошает природу, ставя относительно нее какие-то вопросы и задачи. Наблюдение используется, как правило, там, где вмешательство в исследуемый процесс нежелательно и невозможно.

Наблюдение может быть прямым (с помощью органов чувств) и косвенным, когда наблюдаемый помещает между собой и объектом приборы (микроскоп, телескоп, счетчик Гейгера и т.д.) для усиления своих познавательных возможностей. При этом следует отметить, что косвенные наблюдения все шире используются в современной науке, особенно там, где речь идет об исследовании мега- и микромира.

Наблюдать можно как один объект, так и несколько (с целью сопоставления). Наблюдать можно как сам изучаемый объект (непосредственное наблюдение), так и его модели (опосредованное наблюдение). Наконец наблюдение может быть как объективно реальным процессом, так и совершаемым только в воображении исследователя.

Особой сложностью отличаются наблюдения в социальных – культурологических, психологических, социологических науках, где его результат во многом зависит от личности наблюдателя и его отношения к изучаемому явлению. Здесь помимо простого применяется включенное наблюдение, когда имеет место непосредственный контакт исследователя с объектом наблюдения (индивид, группа).

При этом событие анализируется как бы " изнутри", а от исследователя требуется нейтральное отношение к происходящему, умение выделять существенные признаки, объективно и глубоко их интерпретировать.

Различают скрытое включенное наблюдение, когда участники деятельности не догадываются о присутствии исследователя, и открытое, когда исследователь сообщает участникам о своих намерениях. В последнее десятилетие метод включенного наблюдения актуализировался ввиду необходимости осмысления социального и культурного мира, понимания представлений, целей, мотивов, действующих в нем.

Однако поскольку с помощью наблюдения мы обычно познаем не процесс в целом, а лишь определенные его срезы, то в науке обобщения только на базе данных наблюдения не строятся. Тем более они не строятся на базе случайных наблюдений, которые также могут иметь место в науке. Данных такого вида наблюдений явно недостаточно для полноценного научного исследования, они могут быть лишь начальным (предпосылочным) импульсом к постановке проблемы, выдвижению гипотезы и т.д.

Хотя в практике научных исследований выдвигаются определенные принципы с целью увеличения степени достоверности и глубины данных научного наблюдения. Вот некоторые из них: а) исследовать возможно более разнообразные предметы, условия, в которых они находятся; б) исследовать наиболее типичные признаки изучаемых объектов и т.д.; в) четко формулировать цели наблюдения; г) разрабатывать план наблюдения; д) осуществлять контроль за корректностью и надежностью результатов наблюдения.

Эксперимент – это способ получения информации о количественном и качественном изменении состояния объекта в результате воздействия на него некоторых управляемых и контролируемых факторов (переменных). Именно выделение значимых переменных является важнейшим пунктом данного метода познания.

Эксперимент предполагает наличие цели исследования, гипотезы, наблюдения, предметно-орудийной практической деятельности по целенаправленному изменению изучаемого объекта.

По характеру экспериментной ситуации эксперименты делятся на полевые (естественная ситуация) и лабораторные, по характеру исследуемых объектов – на технические, экономические, социальные (правовые, педагогические, эстетические), по специфике поставленной задачи – на научно-исследовательские и прикладные.

В результате совершенствования методики экспериментального исследования, использования в нем сложнейших приборов и оборудования достигнут чрезвычайно широкий диапазон применения этого метода, позволяющий по сравнению с наблюдением более глубоко познавать изучаемые явления.

Мысленный эксперимент дает возможность отвлечься от целого ряда ограничений реальных процессов, идеализировать их и тем самым рассматривать в предельных условиях и состояниях. Различают два типа мысленных экспериментов: а) мысленные эксперименты, могущие впоследствии быть осуществленными в практике; б) не могущие быть реализованными в действительности.

Известны, например мысленные эксперименты Г. Галилея с бросанием матросом, взобравшемся на мачту, предметов на палубу корабля с целью определения траектории падения (случай а) в нашей классификации), известен также мысленный эксперимент А. Эйнштейна с оборвавшимся и летящим вниз огромным лифтом, где в это время проводится эксперимент (ситуация б) в нашей классификация), ситуация также близкая к анекдотической).

В целом эксперимент позволяет максимально сократить время и усилия по изучению объекта, создать возможность для повторения с целью более точного измерения и обоснованного доказательства существования или не существования исследуемых свойств и отношений, уменьшить личностную компоненту при интерпретации полученных выводов. Поэтому по сравнению с наблюдением эксперимент является более глубоким эмпирическим методом познания. Недостаток эксперимента – большие затраты.

Измерение – это способ получения, прежде всего (но не только), количественной информации об объекте, когда одна (измеряемая) величина соотносится (сравнивается) с другой, принятой за эталон. Измерение свойств осуществляется с использованием измерительных инструментов, в точных науках – математических методов либо технических устройств. В социальных науках – тест, анкет.

Необходимо также наличие масштаба измерения (единицы измерения) и правил измерения. По типу различают прямое и косвенное измерение.

Важнейшей характеристикой процесса измерения является точность. Она всегда ограничена, поскольку в процессе измерения сам процесс измерения вносит искажения в изучаемый объект плюс несовершенство измерительных инструментов, небрежность исследователя и др. Однако чем точнее проведено измерение, тем надежнее полученные выводы.

Эмпирические знания – необходимая ступень познания, без которой невозможна следующая, теоретическая, ступень познания.

Теоретическое познание направлено на формирование целостной картины процесса, познание сущности исследуемых объектов. К теоретическим методам познания относят прежде всего анализ и синтез. Анализом называется такой метод познания, при помощи которого изучаемый предмет мысленно расчленяется на составные части, изучающиеся в отдельности.

Анализ – начало процесса познания. Однако, для того чтобы познать предмет, недостаточно знать только его отдельные части. Необходим синтез – мысленное или материальное соединение составных элементов изучаемого предмета.

Анализ предшествует синтезу, но бывает и наоборот, например при выдвижении гипотез. Анализ всегда связан с абстрагированием, поскольку мы отказываемся от рассмотрения предмета во всем его своеобразии, а исследуем лишь какой-то один элемент. Но при синтезе мы объединяем все связи и элементы в одно целое, т. е. реконструируем предмет таким, каков он есть в жизни, – а это есть конкретное. Таким образом, в процессе познания имеет место движение от чувственно-конкретного к абстрактному и от него вновь к конкретному.

Следующий метод теоретического познания – индукция и дедукция. Индукция – это обобщение эмпирических данных, это движение от фактов к умозаключениям, в предельном случае – к теории.

Существует полная индукция, то есть индукция, в которой вывод о каком-то классе предметов основан на исследовании всех предметов этого класса (наиболее редко встречающийся вариант). Существует неполная индукция, когда заключение обо всем классе изучаемого множества строится по обобщению только части элементов этого множества (наиболее часто встречающийся вариант), что приводит к формулировке вероятностных обобщенных суждений.

Дедукция – это получение частных выводов, следствий из общих положений. Например, наука доказала положение, что все без исключения химические элементы содержат в себе электроны. Открывая тот или иной новый элемент, мы уже знаем, что эти частицы там содержатся.

Само общее положение может быть сформировано в следующих трех случаях: а) как обобщение результатов наблюдений, экспериментов (и тут очень важным является вопрос насколько полными были наблюдения); б) оно может быть принято в качестве теоретического допущения, т.е. в качестве гипотезы; в) оно может быть принято без обоснования в качестве аксиомы.

В истории науки имела место попытка отделить эти два вида познания друг от друга. Эмпиристы абсолютизировали индуктивный метод рационалисты – дедуктивный. На самом деле имеет место диалектическая взаимосвязь между ними: получение фактов, опыта должно сопровождаться знанием общих положений, общих законов. Индукция подготавливает почву для дедукции, снабжает ее знанием фактического материала, а дедукция, в свою очередь, теоретически подкрепляет индукцию, расширяет сферу ее деятельности. Поэтому мысль движется не только от общего к частному, но и от частного к общему – такова диалектическая форма познания.

Идеализация, абстрагирование – замена отдельных свойств предмета или всего предмета символом или знаком, мысленное отвлечение от чего-то, с целью выделения чего-то другого. Идеальные объекты в науке отражают устойчивые связи и свойства объектов: массу, скорость, силу и др. Но идеальные объекты могут и не иметь реальных прообразов в предметном мире, т.е. по мере развития научного знания одни абстракции могут образовываться из других без обращения к практике. Поэтому различают эмпирические и идеальные теоретические объекты.

Идеализация является необходимым предварительным условием построения теории, поскольку система идеализированных, абстрактных образов и определяет специфику данной теории. В системе теории выделяют основные и производные идеализированные понятия. Например, в классической механике таким главным идеализированным объектом выступает механическая система как взаимодействие материальных точек.

В целом идеализация позволяет точно очертить признаки предмета, отвлечься от малосущественных и расплывчатых свойств. Это обеспечивает огромную емкость выражения мыслей. В связи с этим формируются специальные языки науки, что способствует построению сложных абстрактных теорий и в целом процессу познания.

Формализация – оперирование со знаками, сведенными в обобщенные модели, абстрактно-математические формулы. Вывод одних формул из других осуществляется по строгим правилам логики и математики, что и является формальным исследованием основных структурных характеристик изучаемого объекта.

Моделирование. Модель – мысленное или материальное замещение наиболее существенных сторон изучаемого объекта. Модель – это специально созданный человеком предмет или система, устройство, которое в определенном отношении имитирует, воспроизводит реально существующие предметы или системы, являющиеся объектом научного исследования.

В моделировании опираются на аналогии свойств и отношений между оригиналом и моделью. Изучив взаимосвязи, существующие между величинами, описывающими модель, их затем переносят на оригинал и таким образом делают правдоподобное заключение об особенностях поведения последнего.

Моделирование как метод научного познания основано на способности человека абстрагировать изучаемые признаки или свойства у различных предметов, явлений и устанавливать определенные соотношения между ними.

Хотя ученые давно пользовались этим методом, только с середины XIX в. моделирование завоевывает прочное признание у ученых и инженеров. В связи с развитием электроники и кибернетики моделирование превращается в чрезвычайно эффективный метод исследования.

Благодаря применению моделирования закономерностей действительности, которые могли в оригинале изучаться лишь путем наблюдения, они становятся доступными экспериментальному исследованию. Возникает возможность многократного повторения в модели явлений, соответствующих уникальным процессам природы или общественной жизни.

Если рассматривать историю науки и техники с точки зрения применения тех или иных моделей, то можно констатировать, что на первых порах развития науки и техники применялись материальные, наглядные модели. В последующем они постепенно утрачивали одну за другой конкретные черты оригинала, их соответствие оригиналу приобретало все более абстрактный характер. В настоящее время все большее значение приобретает поиск моделей, базирующихся на логических основаниях. Существует множество вариантов классификации моделей. На наш взгляд, наиболее убедительным является следующий вариант:

а) естественно-природные модели (существующие в природе в естественном виде). Пока ни одна из конструкций, созданная человеком, не может конкурировать с природными конструкциями по сложности решаемых задач. Существует наука бионика, цель которой – исследование уникальных природных моделей с целью дальнейшего использования полученных знаний при создании искусственных устройств. Известно например, что создатели модели формы подводной лодки в качестве аналога взяли форму тела дельфина, при конструировании первых летальных аппаратов использовалась модель размаха крыльев птиц и т.д.;

б) вещественно-технические модели (в уменьшенном или увеличенном виде полностью воспроизводящие оригинал). При этом эксперты различают (88. С. 24–25): а) модели, создаваемые для того, чтобы воспроизвести пространственные свойства изучаемого объекта (макеты домов, застройки районов и т.д.); б) модели, воспроизводящие динамику изучаемых объектов, закономерные связи, величины, параметры (модели самолетов, кораблей, платин и т.д.).

Наконец существует третий вид моделей – в) знаковые модели, в том числе математические. Знаковое моделирование позволяет упростить изучаемый предмет, выделить в нем те структурные отношения, которые больше всего интересуют исследователя. Проигрывая вещественно-техническим моделям в наглядности, знаковые модели выигрывают за счет более глубокого проникновения в структуру изучаемого фрагмента объективной реальности.

Так, с помощью знаковых систем удается понять сущность таких сложных явлений, как устройство атомного ядра, элементарных частиц, Вселенной. Поэтому применение знаковых моделей особенно важно в тех областях науки, техники, где имеют дело с изучением предельно общих связей, отношений, структур.

Особенно расширились возможности знакового моделирования в связи с появлением компьютеров. Появились варианты построения сложных знаково-математических моделей, позволяющих выбирать наиболее оптимальные значения величин сложных изучаемых реальных процессов и осуществлять вычислительные эксперименты над ними.

В ходе исследования часто возникает необходимость построения разнообразных моделей изучаемых процессов, начиная от вещественных и кончая концептуальными и математическими моделями.

В целом «построение моделей не только наглядных, но и концептуальных, математических сопровождает процесс научного поиска от его начала до конца, давая возможность охватить в единой системе наглядных и абстрактных образов основные особенности исследуемых процессов» (70. С. 96).

Метод исторического и логического: первый воспроизводит развитие объекта с учетом всех действующих на него факторов, второй воспроизводит только общее, главное в предмете в процессе развития. Метод логического воспроизводит историю возникновения, становления и развития объекта, так сказать, в " чистом виде" , по существу, без рассмотрения обстоятельств, тому способствующих. То есть метод логического является спрямленной, упрощенной (без потери сущности) версией метода исторического.

В процессе познания следует руководствоваться принципом единства исторического и логического методов: надо начинать исследование объекта с тех сторон, отношений, которые исторически предшествовали другим. Затем с помощью логических понятий как бы повторить историю развития данного познаваемого явления.

Экстраполяция – продолжение в будущее тенденций, закономерности которых в прошлом и настоящем достаточно хорошо известны. Всегда считалось, что из прошлого можно извлекать уроки для будущего, ибо в основе эволюции неживой, живой и социальной материи лежат вполне определенные ритмические процессы.

Моделирование – представление изучаемого объекта в упрощенном, схематическом виде, удобном для получения выводов прогнозного характера. Пример -периодическая система Менделеева (подробнее о моделировании смотри выше).

Экспертиза – прогнозирование на базе оценки мнения специалистов – (отдельных людей, групп, организаций), основывающейся на объективной констатации перспектив соответствующего явления.

Три перечисленных способа как бы дополняют Друг Друга. Любая экстраполяция – это в определенной степени модель и оценка. Любая прогностическая модель – это оценка плюс экстраполяция. Всякая прогнозная оценка подразумевает экстраполяцию и мысленное моделирование.

Системный подход является одним из важнейших методов изучения сложноорганизованных объектов-систем. Системный подход и стар и нов: хотя основные позиции общей теории систем были высказаны А. А. Богдановым и Л. Берталанфи в начале XX столетия, сама идея системности родилась еще в античной философии, когда древние искали единое начало, образующее тот порядок, который они наблюдали.

Можно сказать, что главный объект системных исследований составляет многообразие связей в живой и неживой природе, обществе, их разнокачественность и соподчинение. Одной из первых наук, в которой объекты исследования начали рассматриваться как системы, явилась биология. Было осознано, что эволюция живых организмов не может быть понята вне развернутых представлений об организованности. Поиски путей решения этой задачи привели к формированию системного подхода в биологии, получившего развитие в трудах А.А. Богданова, В. И. Вернадского, Л. фон Берталанфи, У. Росс Эшби, Н. А. Бернштейна и др.

В начале XX в. проникновение в биологию идей кибернетики позволило выявить такие свойства живых организмов, как саморегуляция, регенерация, генетический и физиологический гомеостазис, которые группировались вокруг понятия система – совокупность элементов, организованных определенным образом в целое (в связи с этим куча яблок не является системой, яблоко является таковой). В результате суть системного подхода – исследование механизма жизни системы.

Каковы же основные черты системного подхода? Это, прежде всего, параметрическое описание поэлементного состава строения исследуемого объекта. Затем имеет место определение взаимосвязи свойств, признаков и отношений между элементами объекта. В дальнейшем происходит переход к функциональному описанию объекта.

В настоящее время известны следующие законы поведения систем:

- любая система старается сохранить целостность, т.е. внутренняя энергия этой системы плюс кинетическая энергия ее частиц должны быть больше энергии внешних воздействий;

- любая система строится по принципу оптимальности. Существуют критерии оптимальности: в классической механике при описании простей ших механических систем пользуются принципом наименьшей траты сил, или наименьшего действия, или наименьшей работы. В генетике этот же принцип находит применение для объяснения взаимодействия генов. Критерий оптимальности присутствует в естественном отборе. В обществе это планирование, оптимальные пропорции развития общества;

– в системе – закон части не равен закону целого;

– любая система иерархична, т.е. в ней всегда можно выделить главные и второстепенные части, элементы;

– любая система адаптивна: она меняет свое поведение под влиянием, внешних воздействий;

– любая система изменяется во времени либо в сторону понижения, либо в сторону повышения организации;

– в любой упорядоченной системе имеются элементы хаоса (беспорядка);

– у каждой системы есть свой динамический ритм: биоритм, психологический ритм, физический ритм, общественный ритм и т.д. Ритмы крайне разнообразны, и их нельзя сводить друг к другу, ибо на каждом уровне иерархической Вселенной существуют качественно различные процессы.

Так, живой организм может существовать только при определенных фазовых соотношениях в нем разных биоритмов (работе человеческого организма обнаруживается не менее 300 биоритмов различной продолжительности: существуют суточный, недельный, годовой ритм в человеческой жизнедеятельности). Клетка живого организма представляет собой автоколебательную систему – биологические часы. Существуют также колебательные процессы (ритмы) в человеческом познании, в тканях, органах и функциональных системах;

– любая система изменяется таким образом, что происходит нарастание темпов ее развития;

– в любой системе происходит процесс дифференциации и интеграции связей и элементов: элементарных частиц, атомов, молекул, макромолекул;

– у каждой системы существует цель. Любой процесс самоуправления направлен к определенному, а не к любому результату. Для живых систем такой целью является потребность;

– каждая система изменяется таким образом, что происходит увеличение или уменьшение ее информационной емкости;

– в каждой системной организации есть информация о прошлом ее динамическом состоянии.

Перечисленные свойства систем являются универсальными и «работают» как в живой, неживой, так и в социальных видах материи. Но каждый раз в зависимости от типа системы проявление этих закономерностей конкретно-специфично.

Кроме вышеперечисленных рациональных методов познания существуют и иррациональные методы, в частности интуиция. Интуиция – непосредственное усмотрение реально существующего положения вещей. К основным качествам интуиции относятся: внезапность, неожиданность, непосредственность, неосознанность, внелогичность.

Проблема интуиции была поднята еще в Античности Платоном и Аристотелем. Значительное продвижение в понимании этого вопроса было осуществлено Р. Декартом, который прямо указал на роль интуиции в познавательном процессе в виде формулировки очевидных, интуитивных истин-аксиом, из которых должны выводиться другие знания.

В XX в. данная проблема получила мощное продолжение. В частности, интересна классификация интуиции, предложенная М. Бунте (10). Он выделяет чувственную интуицию как а) восприятие (быстрое отождествление предмета, явления, знака); б) ясное понимание значения предмета, явления, знака; в) способность интерпретации; г) способность образовывать метафоры; д) творческое воображение.

Интеллектуальная интуиция: а) ускоренное умозаключение (стремительный переход от одних утверждений к другим); б) способность к синтезу или обобщенное восприятие; в) здравый смысл – суждение, основанное на обыденном знании, не опирающемся на специальные знания и методы; г) умение быстро и правильно оценивать важность и значение проблемы.

Интересна типология видов интуиции, предложенная А.С. Карминым и Е.П. Хайкиным (24). Они выделяют концептуальную интуицию – процесс формирования наглядных образов, на основе имевшихся ранее наглядных образов и эйдетическую интуицию – построение новых наглядных образов на основе имевшихся ранее понятий.

Очень важно, как отмечают эксперты по этому виду научного познания, не переоценивать и не недооценивать важности использования интуиции. Необходимо стремиться к созданию условий, инициирующих интуицию: накоплению знаний, устранению препятствий, закрепощающих свободное течение мысли и др.

Сам выбор того или иного метода познания также является творческим процессом, которому нужно учиться, закреплять и развивать данный опыт в условиях постоянных, кропотливых усилий в рамках научно-исследовательской работы.

 

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: