Особенные теоретические методы научного познания

К ним относятся уже рассмотренные нами выше процедуры абстрагирования и идеализации, в ходе которых образуются научные понятия. Особенными теоретическими методами также являются формализация, индукция и дедукция, гипотеза.

Формализация– использование специальной символики вместо реальных объектов.

Ярким примером формализации является широкое использование математической символики и математических методов в естествознании. Этой же цели служат различные логические системы, широко используемые в современной науке. Формализация всегда происходит по единым правилам: в первую очередь определяется тот набор символов и знаков, с которым будет иметь дело ученый, во-вторых, задается система правил, по которым из введенных знаков и символов можно получать какие-то выводы.

Формализация дает возможность исследовать объекты без непосредственного обращения к ним и записывать полученные результаты в краткой и четкой форме.

По сути дела, формализация представляет собой создание искусственного языка, без которого практически невозможно существование научной теории и который является ее семиотическим основанием.

Индукция– метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обобщения данных наблюдения и эксперимента, получение общего вывода на основании частных посылок; движение от частного к общему.

Родоначальником индуктивного метода познания является крупнейший философ Нового времени Ф. Бэкон. Он считал индукцию важнейшим методом поиска истины в науке. Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточно широкого множества таких предметов. Обычно индуктивные обобщения рассматриваются как опытные истины, или эмпирические обобщения. Так, ученые в большом числе опытов по изучению электропроводности фиксировали способность металлов проводить электрический ток. На основании этих опытов и было сделано индуктивное умозаключение об электропроводности как свойстве всех металлов.

Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция строит общий вывод на основании изучения всех предметов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода. Приведенный выше вывод об электропроводности металлов является примером полной индукции. Но в окружающем нас мире не так много подобных объектов одного класса, число которых ограниченно настолько, что исследователь может изучить каждый из них. Поэтому гораздо чаще ученые прибегают к неполной индукции, которая строит общий вывод на основании наблюдения ограниченного числа фактов, если среди них не встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Например, если ученый в ста или более случаях наблюдает один и тот же факт, он может сделать вывод, что этот эффект проявится и при других сходных обстоятельствах. Естественно, что добытая таким путем истина неполна, полученное знание носит вероятностный характер и требует дополнительного подтверждения.

Научная индукция может реализовываться в целом ряде методов:

– метод единственного сходства – если во всех случаях наблюдения какого-то явления выявляется лишь один общий фактор, то он и есть причина этого явления;

– метод единственного различия – если наблюдаемое явление возникает лишь при наличии какого-то фактора, отсутствующего при прочих условиях, этот фактор и является причиной данного явления;

– метод сходства и различия – соединение двух первых методов;

– метод сопутствующих изменений – если известные изменения какого-то явления каждый раз приводят к изменениям в другом явлении, между этими явлениями существует причинно-следственная связь;

– метод остатков – если сложное явление вызывается несколькими причинами и у части данного явления причины известны, то оставшиеся факторы являются причиной остальной части явления.

Индукция не может существовать в отрыве от дедукции.

Дедукция– метод научного познания, представляющий собой получение частных выводов на основе общих знаний; вывод от общего к частному.

Дедукция как метод познания исходит из уже познанных законов и принципов, поэтому метод дедукции не позволяет получить содержательно нового знания. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного содержания общепринятых посылок. Поэтому она не может существовать в отрыве от индукции.

Решение любой научной проблемы включает выдвижение различных догадок, предположений, а чаще всего более или менее обоснованных гипотез, с помощью которых исследователь пытается объяснить факты, не укладывающиеся в старые теории. Гипотезы возникают в неопределенных ситуациях, объяснение которых становится актуальным для науки. Кроме того, на уровне эмпирических знаний (а также на уровне их объяснения) нередко имеются противоречивые суждения. Для разрешения этих проблем также требуется выдвижение гипотез.

Гипотеза представляет собой всякое предположение, догадку или предсказание, выдвигаемое для устранения ситуации неопределенности в научном исследовании. Поэтому гипотеза – это не достоверное, а вероятное знание, истинность или ложность которого еще не установлена.

Выше мы говорили, что любая гипотеза должна быть обязательно обоснована либо достигнутым знанием данной науки, либо новыми фактами (неопределенное знание для обоснования гипотезы не используется). Она должна обладать свойством объяснения всех фактов, которые относятся к данной области знания, их систематизации, а также способностью предсказывать появление новых фактов. При этом гипотеза не должна противоречить уже имеющимся фактам. Так, квантовая гипотеза М. Планка, выдвинутая в начале XX в. и представлявшая собой предположение, что энергия может излучаться только определенными минимальными порциями – квантами, привела к созданию квантовой механики, квантовой электродинамики и других теорий современной физики.

Особенные универсальные методы научного познания

Кним относятся аналогия, моделирование, анализ и синтез.

Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, причем сходство устанавливается в результате сравнения предметов между собой. Таким образом, в основе метода аналогии лежит метод сравнения.

Аналогия– метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо одного объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым объектом по каким-либо существенным свойствам.

Если мы знаем, какими свойствами обладает хорошо изученный нами объект, и считаем, что он схож по ряду признаков с интересующим нас предметом, мы можем сделать логический вывод о наличии тех же свойств у данного предмета, что и у известного нам объекта. Это и есть умозаключение по аналогии. Именно так, по аналогии делались предположения о свойствах еще неоткрытых химических элементов исходя из их положения в таблице Менделеева.

Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Здесь чрезвычайно важно выявить условия, при которых он работает более эффективно. В тех случаях, когда представляется возможным разработать систему четко сформулированных правил переноса знаний с изученного объекта на неизученный, результаты и выводы по методу аналогии приобретают доказательную силу.

Ученые предпочитают не пользоваться методом аналогии, так как он дает высокую вероятность ошибок. Дело в том, что можно принять чисто внешнее, случайное сходство между двумя объектами за .внутреннее, существенное и на этом основании сделать вывод о сходстве, которого на самом деле нет. Так, хотя и лошадь, и автомобиль используются как транспортные средства, было бы неверным переносить знания об устройстве машины на анатомию и физиологию лошади. Данная аналогия будет ошибочна.

Тем не менее, метод аналогии занимает намного более значимое место в познании, чем это может показаться на первый взгляд. Ведь аналогия не просто намечает связи между явлениями. Важнейшей особенностью познавательной деятельности человека является то, что наше сознание не способно воспринять абсолютно новое знание, если у него нет точек соприкосновения с уже известным нам знанием. Именно поэтому при объяснении нового материала на занятиях всегда прибегают к примерам, которые и должны провести аналогию между известным и неизвестным знанием.

Метод аналогии тесно связан с методом моделирования,который представляет собой изучение каких-либо объектов посредством их моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал.

В основе этого метода лежит существенное сходство объекта-оригинала и его модели. Появление этого метода вызвано тем, что иногда изучаемый объект или явление оказываются недоступными для прямого вмешательства познающего субъекта или такое вмешательство по ряду причин является нецелесообразным. В таком случае прибегают к моделированию и переносят исследовательскую деятельность на другой объект, замещающий интересующий нас объект или явление.

Объект-заместитель называют моделью, а объект исследования – оригиналом, или прототипом. Модель выступает в качестве заменителя прототипа, который позволяет получить о нем определенное знание. При этом модель является аналогией оригинала. Ведь возможность моделирования основана на том, что модель в определенном отношении отображает какие-либо стороны прототипа. К моделированию следует относиться с той же осторожностью, что и к аналогии, строго указывать пределы и границы допустимых при моделировании упрощений.

Современной науке известно несколько типов моделирования: предметное, мысленное, знаковое и компьютерное.

Предметное моделирование представляет собой использование моделей, воспроизводящих определенные геометрические, физические, динамические или функциональные характеристики прототипа. Так, на моделях исследуются аэродинамические качества самолетов и других машин, ведется разработка различных сооружений (плотин, электростанций и др.).

Мысленное моделирование представляет собой использование различных мысленных представлений в форме воображаемых моделей. Широко известна идеальная планетарная модель атома Э. Резерфорда, напоминавшая Солнечную систему: вокруг положительно заряженного ядра (Солнца) вращаются отрицательно заряженные электроны (планеты).

Знаковое (символическое) моделирование использует в качестве моделей схемы, чертежи, формулы. В них в условно-знаковой форме отражаются какие-то свойства оригинала. Разновидностью знакового моделирования является математическое моделирование, осуществляемое средствами математики и логики. Язык математики позволяет выразить любые свойства объектов и явлений, описать их функционирование или взаимодействие с другими объектами с помощью системы уравнений. Так создается математическая модель явления. Часто математическое моделирование сочетается с предметным моделированием.

Компьютерное моделирование получило широкое распространение в последнее время. В данном случае компьютер является одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющим оригинал. Моделью при этом является компьютерная программа (алгоритм).

Анализ– метод научного познания, в основу которого положены процедура мысленного или реального расчленения предмета на составляющие его части и их отдельное изучение. Эта процедура ставит своей целью переход от изучения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстрагирования от связи этих частей друг с другом.

Анализ – органичная составная часть всякого научного исследования, являющаяся обычно его первой стадией, когда исследователь переходит от описания нерасчлененного изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, а также свойств и признаков. Так, важнейшим разделом химии является аналитическая химия, призванная выявить состав изучаемого вещества.

Особое значение анализу как методу научного познания придавалось в классическом естествознании Нового времени. Тогда он считался ведущим методом науки. Но хотя анализ и занимает важное место среди методов науки, он связан лишь с первым этапом познания. Для постижения объекта как единого целого недостаточно знать, из чего он состоит. Важно понять, как связаны друг с другом составные части объекта, а это можно сделать, лишь изучив их в единстве. Для этого анализ дополняется синтезом.

Синтез– метод научного познания, в основу которого положена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета.

Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, полученных с помощью анализа. Важно понять, что синтез вовсе не является простым механическим соединением разрозненных элементов в единую систему. Он показывает место и роль каждого элемента в этой системе, его связь с другими составными частями системы. Таким образом, в синтезе происходит не просто объединение, а обобщение аналитически выделенных и изученных особенностей объекта.

Синтез – такая же необходимая часть научного познания, как и анализ, и идет вслед за ним. Анализ и синтез – это две стороны единого аналитико-синтетическогр метода познания, друг без друга они существовать не могут.

Система методов научного познания не является статичной и неизменной. В ней постоянно появляются новые методы, а уже известные методы могут в процессе развития науки переходить из одной категории в другую: частные превращаются в особенные, особенные – в общие. Среди таких методов в современной науке все более важное место занимают системный подход и метод глобального эволюционизма.