Теоретичні методи наукового дослідження

Формалізація – метод вивчення різноманітних об'єктів шляхом зображення їхньої структури у знаковій формі за допомогою штучних мов, наприклад мовою математики.

Переваги формалізації:

• вона забезпечує узагальненість підходу до розв'язання проблем;
• символіка надає стислості та чіткості фіксації значень;
• однозначність символіки (немає багатозначності звичайної мови);
• дає змогу формувати знакові моделі об'єктів і замінювати вивчення реальних речей та процесів вивченням цих моделей.

 

Аксіоматичний метод – метод побудови наукової теорії, за якого деякі твердження приймаються без доведень, а всі інші знання виводяться з них відповідно до певних логічних правил.

Гіпотеза та припущення. У становленні теорій як системи наукового знання найважливішу роль відіграє гіпотеза. Гіпотеза є формою осмислення фактичного матеріалу, формою переходу від фактів до законів.

Розвиток гіпотези відбувається за трьома стадіями:

• накопичення фактичного матеріалу та висловлювання на його основі припущень;
• формування гіпотези, тобто виведення наслідків зі зробленого припущення, розгортання на його основі прийнятної теорії;
• перевірка отриманих результатів на практиці та на їхній основі уточнення гіпотези. Якщо при перевірці наслідок відповідає дійсності, то гіпотеза перетворюється на наукову теорію.

Гіпотези (як і ідеї) носять імовірнісний характер. На їх основі відбувається систематизація раніше накопичених знань і здійснюється пошук нових наукових результатів – у цьому сутність і призначення гіпотези як форми розвитку науки. Гіпотеза може узгоджуватися з. іншими науковими системами або суперечити їм. Ні те ні інше не дає підстав відкинути гіпотезу або прийняти її. Гіпотеза може суперечити навіть достовірній теорії. До такої суперечності треба ставитися досить серйозно, але не варто думати, що вона обов'язково призводить до спростування гіпотези. Гіпотеза висувається з надією на те, що вона коли не цілком, то хоча б частково стане достовірним знанням.

 

Історичний  метод дає змогу дослідити виникнення, формування та розвиток процесів і подій у хронологічній послідовності з метою виявлення внутрішніх та зовнішніх зв'язків, закономірностей та суперечностей. Один з основних методів наукового пізнання в суспільних науках.

 

Системний підхід полягає в комплексному дослідженні великих і складних об'єктів (систем), дослідженні їх як єдиного цілого з узгодженим функціонуванням усіх елементів і частин. Виходячи з цього принципу, треба вивчити кожен елемент системи в його зв'язку та взаємодії з іншими елементами, виявити вплив властивостей окремих частин системи на ЇЇ поведінку в цілому, встановити емерджентні властивості системи і визначити оптимальний режим її функціонування.

Ускладнення задач та об'єктів дослідження викликає необхідність розподілення (декомпозиції) системи  на системи нижчого рівня (підсистеми), які досліджуються автономно, причому  з обов'язковим урахуванням подальшого узгодження цілей кожної підсистеми із загальною ціллю системи. Таким чином, декомпозиція наперед визначає створення ієрархії системи. Застосування декомпозиції обумовлене не тільки неможливістю охопити неосяжне, але й різнорідністю елементів складної системи і, як наслідок, необхідністю залучення фахівців різного профілю.

По суті, декомпозиція – це операція аналізу системи. Природно, що дослідження менш складних систем нижчого рівня простіше та зручніше. Проте наступне узгодження функціонування підсистем (операція синтезу) являє собою суттєво складніше завдання, ніж дослідження окремих підсистем.

 

Систематизація – специфічний метод дослідження, пізнавальний процес упорядкування деякої множини розрізнених об'єктів і знання про них. Упорядкування здійснюється шляхом встановлення єдності і відмінності елементів, що підлягають систематизації, визначення місця кожного елемента відносно один одного. При цьому використовуються логічні операції порівняння, абстрагування, класифікації, аналізу і синтезу, опису та пояснення. Результатом систематизації є відповідна наукова система об'єктів і знань про них. Вирізняють окремі різновиди систематизації та її результатів, зокрема класифікаційні системи і таблиці, що розподіляють і описують предмети і знання про них за типами, класами, розрядами, родами, сімействами, видами тощо (наприклад, систематика в біології, періодична система елементів у хімії, таблиця елементарних часток у фізиці); інтегральні системи, що синтезують розрізнені об'єкти і поняття в цілісну систему вищого порядку за допомогою інтегруючої ідеї, при цьому відбувається приріст пізнавального смислу системи, не характерного для кожного елемента зокрема (наприклад, абстракції, асоціації абстракцій, наукові гіпотези і теорії, які інтегрують у собі великий масив пізнавального матеріалу).

 

Метод класифікації. Система класифікації визначається і характеризується використаним методом класифікації, ознаками класифікації, послідовністю і кількістю рівнів класифікації, кількістю угруповань.

Система класифікації – це сукупність методів і правил розподілу множини об'єктів на підмножину відповідно до ознак схожості або несхожості.

Об'єкт класифікації –  елемент класифікаційної множини.

Класифікаційне групування – підмножина об'єктів, отриманих  у результаті класифікації.

Метод класифікації – це сукупність правил створення системи класифікаційних угруповань та зв'язки між ними. Розрізняють два основних методи класифікації: ієрархічний та фасетний.

Ієрархічний метод класифікації – це послідовний поділ множини об'єктів на підлеглі класифікаційні угруповання. Він характеризується тим, що початкова множина об'єктів послідовно поділяється на угруповання (класи) першого рівня поділу, потім - другого і так далі. Сукупність угрупувань при цьому утворює ієрархічну деревоподібну структуру, яку зображають у вигляді гіллястого граф.

Ієрархічний метод класифікації характеризується глибиною (кількістю  рівнів класифікації), ємністю (глибина  та кількість створених на кожному  рівні угруповань) та гнучкістю (добра  пристосованість для ручної обробки та велика інформативність кодів). Основним недоліком цього методу є жорсткість структури, яка зумовлена фіксованістю ознак та їх послідовністю. Зміна хоча б однієї ознаки призводить до перерозподілу класифікаційних угруповань. Тому в класифікаторах, які побудовані за ієрархічним методом, повинні бути передбачені резервні ємності. Також цей метод не дає змоги зібрати об'єкти за будь-яким довільним поєднанням ознак.

Переваги: логічність побудови, чіткість визначення ознак, великий  обсяг інформації, зручність використання.

Недоліки: жорстка структура, брак резервного обсягу.

Фасетний метод  класифікації – паралельний поділ множини об'єктів на незалежні класифікаційні угруповання. Він компенсує недоліки ієрархічного методу класифікації. При цьому методі класифікації початкова множина об'єктів може незалежно поділятися на класифікаційні угруповання з використанням однієї з образних ознак. Кожна ознака фасетної класифікації відповідає фасеті, яка є списком значень цієї класифікації (колір: червоний, зелений; професія: інженер, бухгалтер). Фасета – набір значень однієї ознаки класифікації. Фасети взаємно незалежні. Кожний об'єкт може одночасно входити в різні класифікаційні угруповання.

Система класифікації може бути подана переліком незалежних фасетів (списків), які містять значення ознак класифікації. Кількість фасетних формул, для яких можуть бути утворені ієрархічні класифікації, визначається можливим поєднанням ознак. Розглянемо, для прикладу, фасетну класифікацію одягу при використанні трьох ознак 
(фасетів): вид тканини, сезонність, призначення (рис. 1 фасети ознак та їх значення).

Назва ознаки	Вид тканини	сезонність	Призначення одягу
Значення ознаки	Вовна	Зимова	Чоловічий
	Шовк	Літня	Жіночий
	Бавовна	Демісезонна	Дитячий
	Трикотаж

Переваги: гнучкість структури (пристосування до змін у задачах), дає можливість вводити нові фасети чи видаляти старі.

Недоліки: недостатньо  повне використання обсягу.

 

Типологія (від грец. – відбиток, форма, зразок і логос – слово, вчення) – метод наукового пізнання, в основі якого лежить розчленування систем об'єктів і їх групування за допомогою узагальненої, ідеалізованої моделі або типу. Проблеми типології виникають в усіх науках, які мають справу з різнорідними за складом множинами об'єктів (як правило, дискретних) і вирішують завдання впорядкованого опису і пояснення цих множин. Типологія спирається на виявлення подібності і відмінності об'єктів, що вивчаються, на пошук надійного способу їх ідентифікації, а у своїй теоретично розвинутій формі прагне відобразити будову досліджуваної системи, виявити її закономірності, які дають можливість передбачати існування невідомих об'єктів.

За способом будови розрізняють  емпіричну та теоретичну типологію. В основі першої лежить кількісна  обробка та узагальнення даних дослідження, фіксація стійких ознак схожості та відмінності, знайдених індуктивним шляхом, систематизація та інтерпретація отриманого матеріалу. Теоретична типологія передбачає побудову ідеальної моделі об'єкта, узагальнене вираження ознак, фіксацію принципів опису множини досліджуваних об'єктів (наприклад, принцип гомологічної схожості в систематиці тварин, принцип симетрії у фізиці елементарних часток тощо). Теоретична типологія спирається на розуміння об'єкта як системи, що зв'язано із вилученням системотворчих зв'язків, з побудовою уявлення про структурні рівні об'єкта.

Розрізняють різні форми типології, що застосовуються в науковому пізнанні. Морфологічна типологія орієнтує на пошук незмінного «архетипу», «плану побудови». З утвердженням в науці історичного підходу формується порівняльно-історична типологія, мета якої – відображення системи в її розвитку (побудова генеалогічного дерева індоєвропейських мов).

 

Порівняння – метод наукового пізнання, за допомогою якого робиться висновок про подібність чи відмінність об'єктів пізнання. Цей метод дає можливість виявити кількісні якісні характеристики предметів, класифікувати, упорядкувати і оцінити їх.

Метод порівняння використовують при вивченні сукупності однорідних об'єктів (предметів, явищ), що утворюють  певний клас і мають істотні для зіставлення властивостей (ознаки, характеристики, параметри). Під час реалізації методу порівняння можуть мати місце дві ситуації:

• порівняння предметів наочного досвіду, безпосереднє спостереження яких можливим;
• порівняння міркувань про предмети, а отже, певних абстракцій, на яких засновані на міркування.

Методологічна специфіка порівняння полягає в наступному:

• порівняння має сенс тільки у межах сукупності предметів, що утворюють їх певний клас;
• порівняння предметів одного класу виконується за ознаками, суттєвими для започаткованого розгляду (при цьому предмети, порівняні за одною ознакою, можуть різнитися за іншими).

Порівняння застосовується на всіх етапах та рівнях дослідження, але особливої ролі воно набуває  під час класифікації об'єктів  чи явищ.

 

Гіпотетико-дедуктивний  метод (грец. основа, припущення) – спосіб пізнавальної дійсності, що полягає у побудові гіпотетико-дедуктивної моделі для теорії, структура якої вивчається. Його застосування умовно поділяють на три етапи. Перший полягає у висуванні низки гіпотез про причини явищ, що їх досліджують, другий – у виведенні шляхом дедукції можливих висновків з цих гіпотез, які є описом спостережуваних даних. Виведення висновків передбачає емпіричну інтерпретацію гіпотез. На третьому етапі гіпотези разом з висновками з них виступають як аксіоматична система, де аксіомами є гіпотези, а теоремами – висновки з них. В проблемній ситуації відбувається висунення кількох логічно несумісних між собою гіпотез. Чим більше різноманітних питань розв'язується за допомогою певної гіпотези, тим більшою є її евристична цінність. Доведення якоїсь гіпотези є одночасно спростуванням конкуруючих гіпотез; доведення не закінчене, доки теорія дозволяє іще хоч одне конкуруюче припущення. Доведена гіпотеза стає істиною.

 

Теорія – система знань, яка описує і пояснює сукупність явищ певної частки дійсності та зводить відкриті в цій галузі закони до єдиного об'єднувального початку (витоку). Теорія будується на результатах, отриманих на емпіричному рівні досліджень. У теорії ці результати впорядковуються, вписуються у струнку систему, об'єднану загальною ідеєю, уточнюються на основі введених до теорії абстракції, ідеалізації та принципів.

До нової теорії ставляться такі вимоги:

• адекватність наукової теорії описуваному об'єкту, що дає змогу у визначених межах замінювати експериментальні дослідження теоретичними;
• повнота опису певної галузі дійсності;
• необхідність пояснення взаємозв'язків між різними компонентами в межах самої теорії. Наявність зв'язків між різними положеннями теорії забезпечить перехід від одних тверджень до інших;
• відсутність внутрішньої несуперечливості теорії та відповідність її дослідним даним.