Методы естественнонаучного познания

    Принято различать полную и неполную индукцию. В свою очередь, последняя подразделяется на следующие виды: 1) индукция через простое перечисление (популярная индукция); 2) индукция через отбор фактов из общей массы по определенному правилу; 3) научная индукция, осуществляемая на основе знания причинных связей явлений в рамках изучаемого класса.

    В полной индукции общий вывод строится на основании исследования всех предметов (явлений) данного класса. Поскольку изучению подлежит полный набор предметов из заданного класса, то полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода.

    Метод неполной индукции в форме популярной индукции применяется в слабо формализованных научных дисциплинах. Суть популярной (перечислительной) индукции заключается в следующем: общий вывод строится на основании наблюдения ограниченного множества фактов, если среди последних нет таких, которые противоречат индуктивному обобщению. Поэтому достигнутая таким путем истина неполна, ибо всегда остается возможность натолкнуться на факт, опровергающий вывод.

    Индукция  через отбор фактов по заранее  заданному правилу находит широкое  применение в статистических методах оценки. Так, при оценке качества партии товаров, как правило, нет необходимости проверять все изделия, входящие в партию. Для этого по определенным правилам формируют некоторую контрольную группу и по результатам ее изучения судят о качестве всей партии изделий.

    Как бы ни были развиты методы индукции, научное познание не может обойтись без дедуктивного метода, состоящего в переходе от некоторых общих  посылок к частным результатам - следствиям. Умозаключение по дедукции построено по следующей схеме: все предметы класса М обладают свойством Р, а предмет m относится к классу М, значит, m обладает свойством Р.

    Не  совсем верно сводить дедуктивный  метод лишь к дедуктивному заключению. Направленность мысли от общего к частному может характеризовать целую систему научных исследований. Так, вся классическая механика с ее приложениями к явлениям природы и техники построена на основе трех законов И. Ньютона,

    Под дедукцией понимают метод перехода от общих суждений к частным, а  также необходимое следование из одних высказываний - посылок - других высказываний с помощью законов и правил логики. Необходимый характер следования делает получаемое знание не вероятным, а достоверным.

    Возрастание роли дедукции в научном познании связано с тем, что научное  исследование все чаще сталкивается с явлениями, недоступными непосредственному восприятию (микромир, метагалактики, минувшие эпохи в развитии человечества и т.д.). В процессе исследования такого рода явлений все чаще обращаются к постулированию каких-либо общих положений, выдвижению различного рода научных гипотез и теорий с тем, чтобы дедуктивно выводимые из них следствия можно было сопоставить с наблюдаемыми или экспериментально устанавливаемыми фактами, В подобных случаях дедукция незаменима. Она выгодно отличается от других методов познания тем, что при истинности исходного знания, представленного в форме посылок, она дает возможность получить новое истинное знание.

    Хотя  в современном научном познании наблюдается расширение сферы применения дедуктивных методов, их роль не следует преувеличивать, равно как и роль индуктивных методов. Роль дедуктивных методов ограничена тем, что они не позволяют получить содержательно нового знания. В дедуктивном выводе, по сути дела, нет ничего такого, что не содержалось бы уже в посылках. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания некоторой системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного содержания принятых посылок.

    В процессе научного познания индуктивные  и дедуктивные методы тесно связаны. Индуктивные методы имеют большое значение в науках, непосредственно опирающихся на опыт, в то время как дедуктивные методы имеют первостепенное значение в теоретических науках как. средство их логического упорядочения и построения, как методы объяснения и предсказания.

    Для обработки и обобщения фактов в научном исследовании широко применяются  классификационные методы. Классификация позволяет решать целый ряд познавательных задач: свести многообразие материала к сравнительно небольшому числу образований (классов, типов, форм, видов, групп и т.д.); выявить исходные единицы анализа и разработать систему соответствующих понятий и терминов; обнаружить регулярности, устойчивые признаки и отношения, в конечном счете, - эмпирические закономерности, подвести итоги предшествующих исследований и предсказать существование ранее неизвестных объектов или их свойств, вскрыть новые связи и зависимости между уже известными объектами.

    "Хорошей"  классификацией принято считать  ту, которая объединяет в один  класс объекты, максимально сходные друг с другом в существенных признаках, является устойчивой и гибкой для своего сохранения в условиях появления новых объектов исследования. Одновременно она должна быть удобна в обращении и обеспечивать сравнительно легкий поиск нужных объектов или нужной информации о них.

    Классификации выражаются в виде текстов на естественном языке, различного рода таблиц, схем. Значение классификации велико в науках, связанных  с многообразием исследуемых объектов (биология, география, геология и т.д.). С помощью классификации фиксируются закономерные связи между классами объектов для определения места объекта в системе, обобщаются результаты в развитии определенной области знания, осуществляется переход от эмпирического этапа в развитии науки к теоретическому, предсказываются свойства еще не найденных в действительности элементов. Яркий пример -периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, которая дала возможность предсказать свойства еще не открытых химических элементов.

    Одним из методов научного познания является аналогия, посредством которой достигается знание о предметах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими. Степень вероятности (достоверности) умозаключений по аналогии зависит от количества сходных признаков у сравниваемых явлений (чем их больше, тем большую вероятность имеет заключение).

    Применение  метода аналогии в познавательном процессе требует определенной осторожности. Четкое выявление условий его эффективного функционирования не так просто. История науки свидетельствует о различном отношении к заключению по аналогии как методу получения новых знаний со стороны исследователей. Одни из них видели в нем надежное средство получения достоверных знаний, тем более, что сталкиваться с аналогией, по сути дела, приходится в любом научном исследовании.

    Другие  исследователи отказывали заключению по аналогии в роли надежного средства познания, Отрицательное отношение к нему обусловлено отсутствием жестких процедур, позволяющих осуществить перенос знания с одного сравниваемого объекта на другой. Возможность их разработки для любых познавательных ситуаций представляется проблематичной и поныне.

    Аналогия  находится в основании метода моделирования. Модель есть аналог своего прототипа и при переносе знания с модели на прототип, по сути дела, используется умозаключение по аналогии.

    В тех случаях, когда возможна разработка четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, умозаключение  по аналогии обретает доказательную силу. В качестве таковой системы правил в технических науках широко используется теория подобия. Поэтому в ряде областей знания, применительно к определенным типам задач, метод аналогии может быть строгим и достоверным. В общем же случае этого сказать нельзя, но необходимо стремиться выявлять условия аналогии, при которых корректность вывода по аналогии повышается.

    В научном познании выделяются качественная аналогия, количественная аналогия, структурно-логическая аналогия. Ценность метода аналогии существенно возрастает при его использовании совместно с другими методами научного исследования.

    Применение  рассмотренных методов обработки  фактического материала может привести к обнаружению некоторой объективной закономерности, к обобщениям на эмпирическом уровне. Однако исследователь все еще остается на эмпирическом уровне познания, поскольку и гипотеза, и закон - это пока эмпирические формы знания. В чем их гносеологические особенности?

      Специфика эмпирической гипотезы  состоит в том, что она является  вероятностным знанием; носит  описательный характер, т.е. содержит  предположение о том, как ведет  себя объект, но не объясняет почему; обобщает результаты непосредственного наблюдения и выдвигает предположение о характере эмпирических зависимостей; формулируется средствами языка, содержащего термины наблюдения. Примеры таких гипотез: "чем сильнее трение, тем большее количество тепла выделяется", "металлы расширяются при нагревании" и др.

    Эмпирический закон - это наиболее развитая форма эмпирического знания, фиксирующего количественные и иные зависимости, полученные опытным путем, при сопоставлении фактов наблюдения и эксперимента. В этом его отличие как формы знания от теоретического закона, который формулируется в результате теоретических рассуждений.

      Исследования последних десятилетий  |показали, что теорию нельзя получить  в результате индуктивного обобщения и систематизации фактов, она не возникает как логическое следствие, механизмы ее создания и построения имеют иную природу, предполагают скачок,, переход на качественно иной уровень познания, требующий творчества и таланта исследователя.

    К теоретическому уровню познания относят  все те формы отражения, в которых  в логически связанной форме  отражаются объективные законы и другие всеобщие, необходимые и существенные связи объективного мира, а также получаемые с помощью логических средств выводы или вытекающие из теоретических посылок следствия. Теоретический уровень представляет собой различные этапы, шаги, ступени опосредованного познания действительности.

    Методы  и формы познания теоретического уровня также можно разбить на две группы и отразить в таблицах.

      Первая группа – это  методы  и формы познания, с помощью  которых создается идеализированный объект, в котором сущностные отношения предстают как бы в "чистом" виде. Вторая группа - методы построения, обоснования и проверки гипотезы, приобретающей статус теории.

    К методам построения и исследования теоретического объекта  здесь относятся  абстрагирование, идеализация, формализация, мысленный эксперимент и моделирование. Формы теоретического познания представлены понятиями, идеями и принципами, идеальными моделями, законами, а также аксиомами и постулатами.

    Абстрагирование - есть мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение сторон, интересующих исследователя. Абстрагирование, как правило, осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются существенные свойства, связи и т.д. На втором -исследуемый объект заменяют другим, более простым, представляющим собой упрощенную модель, сохраняющую главное. Ни одно исследование не обходится без абстракции, так как абстракция дает возможность, исследуя получившийся идеальный объект, ставший представителем класса объектов, переносить полученные данные на весь класс.

      Очевидно, что в зависимости от  цели, предмета, а также исходной  концепции исследования создаются различные абстракции одного и того же объекта. В этих случаях мы имеем дело с различными способами идеализации реальных объектов. В методологии науки существует метод идеализации, основанный на абстрагировании, но предполагающий мысленное конструирование таких объектов, в которых то или иное свойство, состояние представлены в предельном виде.

    Идеализация - это мысленное конструирование объектов, которые практически неосуществимы (например, идеальный газ, абсолютно твердое тело). В результате идеализации реальные объекты лишаются некоторых присущих им свойств и наделяются гипотетическими свойствами.

    С такими же объектами имеет дело и мысленный эксперимент - специфический теоретический метод, конструирующий идеализированные, неосуществимые ситуации и состояния, исследующий процессы в "чистом виде" Особенность этого метода в том, что он позволяет ученому опереться на чувственные представления, сделать наглядными идеализированный объект и процесс, понятия теории наполнить чувственным содержанием. В мысленном эксперименте, например, может участвовать тележка, движущаяся без сопротивления окружающей среды; ракеты, летящие со скоростью света; лифты, падающие в безвоздушное пространство и т п.