Научное познание

Огромное значение измерений для науки отмечали многие видные ученые. Например, Д. И. Менделеев подчеркивал, что “наука начинается с тех пор, как начинают измерять”. А известный английский физик В. Томсон (Кельвин) указывал на то, что “каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить”.

В основе операции измерения лежит сравнение объектов по каким-либо сходным свойствам или сторонам. Чтобы осуществить такое сравнение, необходимо иметь определенные единицы измерения, наличие которых дает возможность выразить изучаемые свойства со стороны их количественных характеристик. В свою очередь, это позволяет широко использовать в науке математические средства и создает предпосылки для математического выражения эмпирических зависимостей. Сравнение используется не только в связи с измерением. В науке сравнение выступает как сравнительный или сравнительно-исторический метод.

По способу получения результатов различают измерения прямые и косвенные.

В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором.

При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения). Косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.

Классификация (классифицирование) (от лат. classis- разряд и facere-делать) — особый случай применения логической операции деления объема понятия, представляющий собой некоторую совокупность делений.

Классификация предназначена для постоянного использования в какой-либо науке или области практической деятельности. Обычно в качестве основания деления в классификации выбирают признаки, существенные для данных предметов.

Систематизация - (от греч. syst:ema - целое, состоящее из частей), мыслительная деятельность, в процессе которой изучаемые объекты организуются в определённую систему на основе выбранного принципа.

Сравнение— познавательная операция, лежащая в основе суждений о сходстве или различии объектов. С помощью сравнения выявляются качественные и количественные характеристики предметов, явлений и процессов.

Описание - функция научного исследования, состоящая в фиксировании результатов опыта (эксперимента или наблюдения) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке.

 

Анализ (гр. analysis — разложение) — процесс мысленного или фактического разложения целого на составные части.

Синтез (гр. synthesis — соединение) — процесс мысленного или фактического воссоединения целого из частей.

Познание не может сделать действительного шага вперед, только анализируя или только синтезируя. Анализ предшествует синтезу, но и сам возможен только на основе результатов проделанной синтетической деятельности; связь анализа и синтеза органическая, внутренне необходимая.

Индукция (лат. inductio — наведение) — путь опытного изучения явлений, в ходе которого от отдельных фактор совершается переход к общим положениям. Отдельные факты как бы наводят на общее положение.

Индукция широко применяется в научном познании. Обнаруживая сходные признаки, свойства у многих объектов определенного класса, исследователь делает вывод о присущности этих признаков, свойств всем объектам данного класса. Наряду с другими методами познания, индуктивный метод сыграл важную роль в открытии некоторых законов природы (всемирного тяготения, атмосферного давления, теплового расширения тел и Др.).

Индукция, используемая в научном познании (научная индукция), может реализовываться в виде следующих методов:

1. Метод единственного  сходства (во всех случаях наблюдения  какого-то явления обнаруживается  лишь один общий фактор, все  другие — различны; следовательно, этот единственный сходный фактор  есть причина данного явления).

2. Метод единственного  различия (если обстоятельства возникновения  какого-то явления и обстоятельства, при которых оно не возникает, почти во всем сходны и различаются  лишь одним фактором, присутствующим  только в первом случае, то  можно сделать вывод, что этот  фактор и есть причина данного  явления).

3. Соединенный метод сходства  и различия (представляет собой  комбинацию двух вышеуказанных  методов).

4. Метод сопутствующих  изменений (если определенные изменения  одного явления всякий раз  влекут за собой некоторые  изменения в другом явлении, то  отсюда вытекает вывод о причинной  связи этих явлений).

5. Метод остатков (если  сложное явление вызывается многофакторной  причиной, причем некоторые из  этих факторов известны как  причина какой-то части данного  явления, то отсюда следует вывод: причина другой части явления - остальные факторы, входящие в  общую причину этого явления).

Родоначальником классического индуктивного метода познания является Ф. Бэкон. Но он трактовал индукцию чрезвычайно широко, считал ее важнейшим методом открытия новых истин в науке, главным средством научного познания природы.

Дедукция (лат. deductio — выведение) — доказательство или выведение утверждения (следствия) из одного или нескольких других утверждений (посылок) на основе законов логики, носящее достоверный характер.

В науке Нового времени пропагандистом дедуктивного метода познания был видный математик и философ Р. Декарт.

Подчеркивая необходимую связь индукции и дедукции, Ф. Энгельс настоятельно советовал ученым: “Индукция и дедукция связаны между собой столь же необходимым образом, как синтез и анализ. Вместо того, чтобы односторонне превозносить одну из них до небес за счет другой, надо стараться каждую применять на своем месте, а этого можно добиться лишь в том случае, если не упускать из виду их связь между собой, их взаимное дополнение друг другом”.

Аналогия (гр. analogia — соответствие) — сходство нетождественных объектов в некоторых сторонах, качествах, отношениях. В современной науке развитой областью систематического применения аналогии выступает так называемая теория подобия, широко используемая в моделировании.

Степень вероятности получения правильного умозаключения по аналогии будет тем выше: 1) чем больше известно общих свойств у сравниваемых объектов; 2) чем существеннее обнаруженные у них общие свойства и 3) чем глубже познана взаимная закономерная связь этих сходных свойств. При этом нужно иметь в виду, что если объект, в отношении которого делается умозаключение по аналогии с другим объектом, обладает каким-нибудь свойством, не совместимым с тем свойством, о существовании которого должен быть сделан вывод, то общее сходство этих объектов утрачивает всякое значение.

Моделирование (фр. modele, от лат. modulus — образец, мера) — воспроизведение характеристик некоторого объекта на другом объекте (модели), специально созданном для их изучения.

В зависимости от характера используемых в научном исследовании моделей различают несколько видов моделирования.

1. Мысленное (идеальное) моделирование. К этому виду моделирования относятся различные мысленные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.

2. Физическое моделирование. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу. По результатам исследования тех или иных физических свойств модели судят о явлениях, происходящих (или могущих произойти) в так называемых “натуральных условиях”.

В настоящее время физическое моделирование широко используется для разработки и экспериментального изучения различных сооружений, машин, для лучшего понимания каких-то природных явлений, для изучения эффективных и безопасных способов ведения горных работ и т. д.

3. Символическое (знаковое) моделирование. Оно связано с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта-оригинала. К символическим (знаковым) моделям относятся разнообразные топологические и графовые представления (в виде графиков, номограмм, схем и т. п.) исследуемых объектов или, например, модели, представленные в виде химической символики и отражающие состояние или соотношение элементов во время химических реакций.

Особой и очень важной разновидностью символического (знакового) моделирования является математическое моделирование. Символический язык математики позволяет выражать свойства, стороны, отношения объектов и явлений самой различной природы.

4. Численное моделирование  на компьютере. Эта разновидность моделирования основывается на ранее созданной математической модели изучаемого объекта или явления и применяется в случаях больших объемов вычислений, необходимых для исследования данной модели.

Численное моделирование особенно важно там, где не совсем ясна физическая картина изучаемого явления, не познан внутренний механизм взаимодействия. Путем расчетов на компьютере различных вариантов ведется накопление фактов, что дает возможность, в конечном счете, произвести отбор наиболее реальных и вероятных ситуаций. Активное использование методов численного моделирования позволяет резко сократить сроки научных и конструкторских разработок.

Метод моделирования непрерывно развивается: на смену одним типам моделей по мере прогресса науки приходят другие. В то же время неизменным остается одно: важность, актуальность, а иногда и незаменимость моделирования как метода научного познания.

Абстракция (от лат. abstractio — отвлечение) — один из универсальных методов познания, заключающийся в мысленном отвлечении от ряда свойств предметов и отношений между ними и выделении какого-либо свойства или отношения. В качестве результатов процесса абстрагирования выступают различные понятия и категории.

В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции.

 Абстракция отождествления представляет собой понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества предметов и объединения их в особую группу. Примером может служить группировка всего множества растений и животных, обитающих на нашей планете, в особые виды, роды, отряды и т. д.

 Изолирующая абстракции получается путем выделения некоторых свойств, отношений, неразрывно связанных с предметами материального мира, в самостоятельные сущности (“устойчивость”, “растворимость”, “электропроводность” и т. д.).

Идеализация — мыслительный акт, связанный с образованием некоторых абстрактных объектов, принципиально не осуществимых в опыте и действительности. Примерами идеализированных объектов могут быть: «прямая», «точка» (в математике), «абсолютно твердое тело», «идеальный газ» (в физике) и т. д.

Целесообразность использования идеализации определяется следующими обстоятельствами:

Во-первых, идеализация целесообразна тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического, анализа, а по отношению к идеализированному случаю можно, приложив эти средства, построить и развить теорию, в определенных условиях и целях эффективную, для описания свойств и поведения этих реальных объектов.

Во-вторых, идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих в нем процессов. Сложный объект представляется как бы в “очищенном” виде, что облегчает его изучение.

В-третьих, применение идеализации целесообразно тогда, когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень большую роль.

К теоретическим методам научного познания принадлежит единство исторического и логического.

Исторический метод . Связан с освещением различных этапов развития объектов в их хронологической последовательности, в конкретных формах проявления. Описание исторического процесса во всем его многообразии, с учетом его неповторимых, индивидуальных особенностей . Связан с воспроизведением в теоретической форме, в системе абстракций сущности, основного содержания исторического процесса

Логический метод. Связан с воспроизведением в теоретической форме, в системе абстракций сущности, основного содержания исторического процесса. Отражение объекта одновременно в самых его существенных связях и истории его развития: воспроизведя объект в высшей, зрелой его форме, включающей как бы в снятом виде предыдущие его ступени, осуществляется познание и главных вех его истории. Отражение объекта одновременно в самых его существенных связях и истории его развития: воспроизведя объект в высшей, зрелой его форме, включающей как бы в снятом виде предыдущие его ступени, осуществляется познание и главных вех его истории.

Исторический и логический методы тесно связаны между собой. Исторический метод без логического слеп, а логический без изучения реальной истории беспредметен.

Чтобы мысленно воспроизвести объект в его целостности, используют теоретический метод научного познания, получивший название восхождения от абстрактного к конкретному. Метод научного исследования, состоящий в движении теоретической мысли ко всё более полному, всестороннему и целостному воспроизведению предмета.

Абстрактное понимается в широком смысле как «бедность», односторонность знания, а конкретное — как его полнота, содержательность.

        Впервые  понятия «абстрактное» и «конкретное»  для характеристики различия  содержательности, развитости мысли  были применены Гегелем.

Формализация (лат. forma — вид, образ) — уточнение содержания познания, осуществляемое посредством того, что изучаемые объекты, явления, процессы сопоставляются с некоторыми материальными конструкциями, позволяющими выявлять и фиксировать существенные и закономерные стороны рассматриваемых объектов.