Средства и методы научного познания

Так, закон единства и борьбы противоположностей требует исходить из противоположностей объектов и в одном объекте, вскрывать противоречия исследуемых явлений: закон перехода количественных изменений в качественные - вскрывать единство количественной и качественной определенности, видеть единство эволюционных и скачкообразных моментов в развитии явлений; закон отрицания - преемственность в развитии, делать ставку на новое, прогрессивное.

Аналогичные принципы вытекают из содержания категории: единичное, особенное и общее - от единичных фактов к глубоким сообщениям и выводам; явление и сущность - от внешних проявлений к сущности процессов, от сущности первого порядка к сущности второго порядка и т.д.

К числу общенаучных методов относят: наблюдение и эксперимент, анализ и синтез, сравнение, индукция и дедукция, идеализация, конкретизация и интерпретация, историческое и логическое, моделирование, формализация и т.д. Каждый из этих методов имеет свое назначение, включает в себя строго определенные приемы и тем отличается от всеобщего философского метода.

Кроме того, в каждой науке применяются и свои, специальные методы.

2. Система общенаучных  методов

Наблюдение - это целенаправленное, планомерное, систематическое восприятие процесса развития предметов и явлений в том виде, в каком они существуют в природе и обществе в естественных условиях. Научному наблюдению свойственны: замысел, заранее разработанный план, определенная цель, использование специальных средств и измерительных приборов, ведение записей и т.д. Наблюдение не предусматривает вмешательства в изучаемый процесс. Этот недостаток преодолевается с помощью эксперимента.

Эксперимент - целенаправленное изучение явления в специально созданных и точно учитываемых условиях, когда имеется возможность следить за ходом его изменения и активно воздействовать на него с помощью различных средств В процессе проведения эксперимента широко используются различные приборы, инструменты, специальные устройства, вычислительная техника.

Эксперимент можно повторить, это более действенный метод научного исследования, позволяющий изучать не только то, что сразу бросается в глаза, но и то, что часто скрыто в глубине явления.

Существуют два основных типа эксперимента: натурный и модельный. Если в первом случае изучаемый предмет находится в естественных условиях, которые изменяются в соответствии с определенной программой, то во втором случае реальный объект заменяется моделью.

Полученные в наблюдении и эксперименте научные факты подвергают анализу и синтезу. Анализ это мысленное расчленение изучаемого предмета на составные элементы в целях исследования его структуры и внутренних связей. Синтез - есть процесс мысленного соединения частей предмета, расчлененного в ходе анализа, установление взаимодействия и связей частей и познание этого предмета как единого целого. Для того чтобы изучить самолет, необходимо вначале детально, подробно ознакомиться с каждой его системой (топливной, воздушной, гидравлической, кислородной, электрической и т.д.) в отдельности, а затем все это осмыслить в целом.

Анализ и синтез тесно связаны между собой, взаимно предполагают и дополняют друг друга. В противном случае они теряют познавательную ценность.

Сравнение - одна из универсальных операций, позволяющая установить различие между сходными и сходство между различными

объектами, их свойствами и отношениями путем применения ряда абстракций.

Абстрагирование есть мысленное вычленение отдельных, интересующих нас признаков, свойств и связей конкретного предмета в целях познания их в "чистом" виде (в отвлечении от других признаков, свойств и связей). Объективной основой абстрагирования является относительная самостоятельность свойств, сторон и связей предметов, позволяющая их мысленно вычленять. Обобщение есть мысленное выделение сходных (общих) признаков, свойств и связей, присущих рассматриваемому классу предметов. Как правило, обобщаются существенные свойства, связи и на основе этого происходит переход от единичного к общему, от менее общего к более общему.

Абстрагирование и обобщение довольно часто используются вместе с историческим и логическим методами. Исторический метод есть мысленное воспроизведение возникновения, развития и гибели конкретного предмета в определенных условиях и подробностях, Этот метод раскрывает последовательность становления и развития изучаемого предмета. Логический метод - обобщенное отражение исторического развития предмета в его существенных, необходимых связях и отношениях. Логическое есть исправленное, очищенное от случайностей историческое, вобравшее в себя всеобщее.

Оба эти метода находятся в диалектическом единстве, так как исторический метод немыслим без определенного логического обобщения, а логический метод исследования, совершаемый соответственно законам, которые дает сам действительный исторический процесс, является не чем иным, как тем же историческим методом, только освобожденным от исторической формы и от мешающих случайностей.

Большую роль в научном познании играют методы формализации и моделирования. Формализация есть способ мысленного соединения различных по содержанию предметов на основе сходства их форм. Иначе говоря, форма предмета становится самостоятельным объектом исследования, на основе чего можно обнаружить сходство различных по содержанию предметов. Использование специальной символики в процессе формализации дает возможность кратко и однозначно фиксировать полученные знания в виде определенных знаков, Это особенно ценно в процессе использования ЭВМ.

Конкретизация и интерпретация - операции, противоположные абстрагированию и формализации, обеспечивающие переход от абстрактных понятий и определений к конкретным объектам, от абстрактных схем к их объективному значению.

Моделирование -- вещественное или мысленное воспроизведение свойств, функций и связей исследуемого предмета на специально созданной модели в целях его изучения. Модель есть объект, имеющий сходство в определенных отношениях с оригиналом и служащий средством фиксирования известной и получения новой информации об изучаемом предмете. Моделирование используется не только как средство получения новой информации об изучаемом предмете, но и как средство проверки гипотез в науке.

Научный метод

Нау́чныйме́тод — совокупность основных способов получения новых знаний и методов решения задач в рамках любой науки.

Метод включает в себя способы исследования феноменов, систематизацию, корректировку новых и полученных ранее знаний. Умозаключения и выводы делаются с помощью правил и принципов рассуждения на основе эмпирических (наблюдаемых и измеряемых) данных об объекте[1]. Базой получения данных являются наблюдения и эксперименты. Для объяснения наблюдаемых фактов выдвигаются гипотезы и строятся теории, на основании которых формулируются выводы и предположения. Полученные прогнозы проверяются экспериментом или сбором новых фактов.[2].

Важной стороной научного метода, его неотъемлемой частью для любой науки, является требование объективности, исключающее субъективноетолкование результатов. Не должны приниматься на веру какие-либо утверждения, даже если они исходят от авторитетных учёных. Для обеспечения независимой проверки проводится документирование наблюдений, обеспечивается доступность для других учёных всех исходных данных, методик и результатов исследований. Это позволяет не только получить дополнительное подтверждение путём воспроизведения экспериментов, но и критически оценить степень адекватности (валидности) экспериментов и результатов по отношению к проверяемой теории.

История

Отдельные части научного метода применялись ещё философами древней Греции. Ими были разработаны правила логики и принципы ведения спора, вершиной которых стала софистика. Однако целью софистов была не столько научная истина, сколько победа в судебных процессах, где формализм превышал любой другой подход. При этом выводам, полученным в результате рассуждений, отдавалось предпочтение по сравнению с наблюдаемой практикой. Знаменитым примером является утверждение, что быстроногий Ахиллес никогда не догонит черепаху. Оппоненту софистов Сократу приписывают высказывание о том, что в споре рождается истина.

В XX веке была сформулирована гипотетически-дедуктивная модель научного метода[3], состоящая в последовательном применении следующих шагов:

1. Используйте опыт: Рассмотрите проблему и попытайтесь осмыслить её. Найдите известные ранее объяснения. Если это новая для вас проблема, переходите к шагу 2.
2. Сформулируйте предположение: Если ничего из известного не подходит, попробуйте сформулировать объяснение, изложите его кому-то другому или в своих записях.
3. Сделайте выводы из предположения: Если предположение (шаг 2) истинно, какие из него следствия, выводы, прогнозы можно сделать по правилам логики?
4. Проверка: Найдите факты, противоречащие каждому из этих выводов, с тем чтобы опровергнуть гипотезу (шаг 2) (см. фальсифицируемость). Использование выводов (шаг 3) в качестве доказательств гипотезы (шаг 2) является логической ошибкой. Эта ошибка называется «подтверждение следствием» (англ.Affirmingtheconsequent, греч.Επιβεβαίωση του επομένου)

Около тысячи лет назадИбн ал-Хайсам продемонстрировал важность 1-го и 4-го шагов. Галилей в трактате «Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения» (1638) также показал важность 4-го шага (называемого также эксперимент)[4]. Шаги метода можно выполнять по порядку — 1, 2, 3, 4. Если по итогам шага 4 выводы из шага 3 выдержали проверку, можно продолжить и перейти снова к 3-му, затем 4-му, 1-му и так далее шагам. Но если итоги проверки из шага 4 показали ложность прогнозов из шага 3, следует вернуться к шагу 2 и попытаться сформулировать новую гипотезу («новый шаг 2»), на шаге 3 обосновать на основе гипотезы новые предположения («новый шаг 3»), проверить их на шаге 4 и так далее.

Следует заметить, что если следовать критерию Поппера, то при учете полной группы событий и невозможности всеобъемлющего восприятия действительности, научный метод никогда не сможет абсолютно верифицировать (доказать истинность) гипотезы (шаг 2); возможно лишь опровергнуть гипотезу — доказать её ложность.

Виды научного метода

Теоретический научный метод

Тео́рия (др.-греч.θεωρία «рассмотрение, исследование») — система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. Теории формулируются, разрабатываются и проверяются в соответствии с научным методом.

Стандартный метод проверки теорий — прямая экспериментальная проверка («эксперимент — критерий истины»). Однако часто теорию нельзя проверить прямым экспериментом (например, теорию о возникновении жизни на Земле), либо такая проверка слишком сложна или затратна (макроэкономические и социальные теории), и поэтому теории часто проверяются не прямым экспериментом, а по наличию предсказательной силы — то есть если из неё следуют неизвестные/незамеченные ранее события, и при пристальном наблюдении эти события обнаруживаются, то предсказательная сила присутствует.

Гипотезы

Гипо́теза (от др.-греч.ὑπόθεσις — «основание», «предположение») — недоказанное утверждение, предположение или догадка.

Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений (примеров) и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт (см. теорема, теория), или же опровергают (например, указывая контрпример), переводя в разряд ложных утверждений.

Недоказанная и неопровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.

Научные законы

Зако́н — вербальное и/или математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом согласующимся с экспериментальными данными. Непроверенное научное утверждение называют гипотезой.

Научное моделирование

Моделирование — это изучение объекта посредством моделей с переносом полученных знаний на оригинал. Предметное моделирование — создание моделей уменьшенных копий с определёнными свойствами, дублирующими оригинальные. Мысленное моделирование — с использованием мысленных образов. Знаковое или символическое — представляет собой использование формул, чертежей. Компьютерное — компьютер является и средством, и объектом изучения, моделью является компьютерная программа.

Эмпирический научный метод

Эксперименты

Экспериме́нт (от лат.experimentum — проба, опыт) в научном методе — набор действий и наблюдений, выполняемых для проверки (истинности или ложности) гипотезы или научного исследования причинных связей между феноменами. Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию. Критерий Поппера выдвигает в качестве главного отличия научной теории от псевдонаучной возможность постановки эксперимента, прежде всего такого, который может дать опровергающий эту теорию результат. Одно из главных требований к эксперименту — его воспроизводимость.

Эксперимент делится на следующие этапы:

• Сбор информации;
• Наблюдение явления;
• Анализ;
• Выработка гипотезы, чтобы объяснить явление;
• Разработка теории, объясняющей феномен, основанный на предположениях, в более широком плане.

Научные исследования

Научное исследование — процесс изучения, эксперимента, концептуализации и проверки теории, связанный с получением научных знаний.

Виды исследований:

• Фундаментальное исследование, предпринятое главным образом, чтобы производить новые знания независимо от перспектив применения.
• Прикладное исследование.

Наблюдения

Наблюдение — это целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, результаты которого фиксируются в описании. Для получения значимых результатов необходимо многократное наблюдение.

Виды:

• непосредственное наблюдение, которое осуществляется без применения технических средств;
• опосредованное наблюдение — с использованием технических устройств.

Измерения

Измерение — это определение количественных значений, свойств объекта с использованием специальных технических устройств и единиц измерения.

Истина и предубеждение

В XX веке некоторые исследователи, в частности ЛюдвикФлек (1896—1961), отметили необходимость более тщательной оценки результатов проверки опытом, поскольку полученный результат может оказаться под влиянием наших предубеждений. Следовательно, необходимо быть более точным при описании условий и результатов проведения эксперимента.