Методы теоретического познания

Формализация – отображение содержательного знания в знаково-символическом виде (формализованном языке), отображение результатов мышления в точных понятиях и утверждениях; построение абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых явлений.

Формализованный язык создается для точного выражения мыслей с целью исключения возможности их неоднозначного понимания. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков (язык математики, химии, логики и т.д.). Использование специальной символики позволяет устранить многозначность слов обычного, естественного языка. В формализованных рассуждениях каждый символ строго однозначен.

Над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами.

Аксиоматизация – способ построения научной теории на основе некоторых исходных положений – аксиом (утверждений, доказательства истинности которых не требуется), из которых все утверждения этой теории выводятся чисто логическим путем, посредством доказательств. Специалисты в области точных наук убеждены, что, исходя из строго сформулированных основных посылок, рассуждая последовательно в рамках системы законов формальной логики, можно прийти только к одному – единственно правильному выводу. По мнению Л. де Бройля, аксиоматический метод в физике имеет ограниченное применение:

«…почему при изложении научных теорий, не считая, может быть, области чистой математики, метод, называемый «аксиоматическим», удовлетворителен для нашего ума и в то же время менее плодотворен практически. Многие видные умы, особенно восприимчивые к логической красоте способа изложения, предпринимали большие усилия, чтобы изложить надежно установленные физические теории в аксиоматической форме. Разумеется, подобные усилия не являются бесполезными; они позволяют в значительной степени уточнить исходные представления и постулаты, лучше обнажить весь формальный костяк теории и строже определить область ее применения и смысл следствий, который можно из нее извлечь. Вся беда, однако, заключается в том, что не успевает завершиться работа, зачастую длительная и кропотливая, по аксиоматизации науки, как теория оказывается недостаточной для экспериментальных фактов и возникает необходимость расширить, а иногда и полностью пересмотреть ее основы…

Нельзя сказать, что строгие аксиоматические теории являются бесполезными, но, вообще говоря, они почти не способствуют наиболее замечательным успехам науки. И глубокая причина этого в том, что аксиоматический метод действительно стремится устранить индуктивную интуицию – единственный метод, который может помочь выйти за пределы уже известного; аксиоматический метод может быть хорошим методом классификации или преподавания, но он не является методом открытия».

Гипотетико-дедуктивный метод – создание системы дедуктивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся утверждения об эмпирических фактах. Общая структура гипотетико-дедуктивного метода:

- ознакомление с фактическим материалом, требующим теоретического объяснения, и попытка объяснения с помощью уже существующих теорий и законов;

- выдвижение догадки (гипотезы) о причинах и закономерностях данных явлений с помощью логических приемов;

- оценка предположений и отбор из множества наиболее вероятных;

- выведение из гипотезы дедуктивным путем следствий;

- экспериментальная проверка выведенных из гипотезы следствий. Тут гипотеза или получает экспериментальное подтверждение или опровергается. Лучшая по результатам проверки гипотеза переходит в теорию.

Применение гипотетико-дедуктивного метода в естествознании часто связано с формализацией теоретического исследования. Сначала дают строгое определение понятий, которые будут использованы в дальнейшем, определяют правила действий с ними, постулируют некоторые основные связывающие их соотношения, в частности количественные (законы). После этого в процессе исследования применяются лишь логические операции. Исходные положения (определения и постулаты) предполагаются соответствующими истинным свойствам тех природных объектов, которые изучает данная наука. Эти исходные положения являются гипотетическими. Выбор определений и постулатов основан только на опыте, на наблюдении и эксперименте с реальными объектами. Правильность выбранных гипотез подтверждается успехами науки, построенной таким образом.

Формализованный гипотетико-дедуктивный метод с успехом был применен И.Ньютоном при построении классической механики. В дальнейшем он последовательно переносился на другие области физики: термодинамику, статистическую механику, электродинамику, теорию относительности, квантовую механику и т.д.