Методы естественнонаучного познания

    В тех случаях, когда изучаемый  объект недоступен для прямого вмешательства  исследователя или такое вмешательство по ряду причин нецелесообразно, прибегают к методу моделирования. Сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью. В качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя изучаемого объекта. Объект-заместитель называется моделью, а объект исследования - оригиналом (прототипом).

    Для всех научных моделей характерно то, что они выступают заместителем объекта исследования, Модели находятся с последним в таком сходстве (соответствии), которое позволяет получить новое знание о данном объекте. Абстрактно-теоретически возможны любые виды моделей. Традиционным является разделение моделей на материальные и идеальные. Вместе с тем, такое разделение дополняется делением их на предметно-подобные (вещественные, субстанциональные и т.д.) и символические (математические, знаковые и т.д.), Модели можно подразделять на объектные (сходство устанавливается между объектом-моделью и объектом-прототипом) и деятельностные (сходство устанавливается между видами деятельности, в которые включены модель и прототип).

    Универсальность метода моделирования означает его  применимость ко всем областям и этапам научного исследования,

    Мысленные модели подразделяются на образные (иконические) и знаковые (символические). Примером образной модели может служить планетарная модель атома, а знаковой - структурные формулы классической химии. Выделяют также смешанные модели, сочетающие элементы изобразительности и знаковости.

    Мысленные модели выполняют одновременно функции  упрощения, идеализации, отображения  и замещения реально существующих сложных объектов. По мере утверждения, дополнения, детализации мысленные модели становятся основой научной теории (модели атомов, газов и т.д.). Подобные модели применяются и в общественных дисциплинах (модель простого товарного хозяйства и т.д.).

    Важнейшим средством построения и исследования идеализированного теоретического объекта является формализация. Формализация представляет собой отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и т.д.) и обеспечение возможности исследования реальных объектов и их свойств через исследование соответствующих знаков.

    Введение  символики обеспечивает полноту обозрения определенной области проблем, краткость и четкость фиксации знание позволяет избежать многозначности терминов.

    Создание  алгоритмических формализованных  описаний имеет не только собственно познавательную ценность, но является условием для использования на теоретическом уровне научного познания математического моделирования. Математическая модель есть знаковая структура, имеющая дело с абстрактными объектами - математическими величинами, понятиями, отношениями, которые допускают различные интерпретации. Одна и та же модель может применяться в различных науках. Значение математической модели при разработке теории определяется тем, что она, отображая определенные свойства и отношения оригинала, замещает его в определенном отношении и дает новую, более глубокую и полную информацию об оригинале. Математическая модель, как правило, имеет вид уравнения или системы уравнений различного типа вместе с необходимыми для ее решения начальными и граничными условиями, значениями коэффициентов уравнений и другими параметрами. Построение идеального объекта и последующее его исследование завершают переход от эмпирического уровня к теоретическому.

    Теоретическое исследование объекта ориентировано  на использование аксиоматического, гипотетико-дедуктивного, исторического методов и метода научного доказательства.

    Аксиоматический метод представляет собой способ построения теории, при котором в ее основу кладутся некоторые ее положения - аксиомы или постулаты - из которых все остальные положения теории выводятся путем рассуждений, называемых доказательствами.

      Правила, по которым должны  проводиться эти рассуждения,  рассматриваются в логике - в учении о дедукции. Все понятия, с которыми имеют дело в доказательствах, кроме небольшого числа первоначальных понятий, вводятся на основе определений, разъясняющих их смысл через ранее введенные или известные понятия.

    В аксиоматическом методе некоторые  утверждения (аксиомы)  принимаются  без доказательств и затем используются для получения остальных знаний по определенным логическим правилам. Общеизвестной, например, является аксиома о параллельных линиях (не пересекаются), которая принята в геометрии без доказательства.

    Аксиоматические системы построены для всех основных разделов современной математики и логики. Если аксиоматический метод применяется к эмпирическому - естественнонаучному и общественно-научному знанию, то в качестве исходных положений используются гипотезы, то есть утверждения, относительно которых в ходе развития теории может быть доказана их истинность или ложность.

    При применении к эмпирическому знанию аксиоматический метод выступает  как гипотетико-дедуктивный метод. Данный метод находит широкое применение в биологии, психологии, лингвистике.

    Сущность  гипотетико-дедуктивного метода развертывания  и обоснования теории состоит в следующем. Объяснение причин и закономерностей эмпирически исследуемых явлений высказывается первоначально в вероятностной, предположительной форме, то есть в виде одной или нескольких конкурирующих гипотез. Условия проверяемости гипотезы предполагают ее дедуктивное развертывание: из положений-посылок гипотезы по правилам дедуктивного вывода получают следствия, принципиально проверяемые в эксперименте. Необходимость таких процедур объясняется тем, что высказываются суждения о сущностных отношениях, непосредственно недоступных наблюдению, требующих догадки, воображения.

    Гипотетический  метод познания предполагает разработку научной гипотезы на основе изучения физической, химической и т.п. сущности исследуемого явления с помощью описанных выше способов познания и затем формулирование гипотезы, составление расчетной схемы алгоритма (модели), ее изучение, анализ, разработку теоретических положений,

    Как в социально-экономических и гуманитарных, так и в естественных и технических науках часто используют исторический метод познания. Этот метод предполагает исследование возникновения, формирования и развития объектов в хронологической последовательности, в результате чего исследователь получает дополнительные знания об изучаемом объекте (явлении) в процессе его развития.

    Исторический  метод требует мысленного воспроизведения  конкретного исторического процесса развития. Его специфика обусловливается особенностями самого исторического процесса: последовательностью событий во времени и проявлением исторической необходимости через множество случайных событий.

      Необходимо подчеркнуть, что науки,  строящие теорию на основе  диалектики исторического и логического, сохраняющие тесную связь с эмпирией, не имеющие возможности вводить математические модели, пользоваться гипотетико-дедуктивным методом, не должны оцениваться как несовершенные, "не дотягивающие" до строгой научности. Можно лишь говорить о специфике познавательных средств и методов этих  наук.

    Доказательность - основное требование научного знания. Под доказательством в широком смысле слова понимают любую процедуру установления истинности какого-либо суждения при помощи логических рассуждений или посредством чувственного восприятия некоторых физических предметов и явлений. В узком смысле доказательство предполагает установление объективной истины посредством всего аппарата методологических средств.

    Доказательства  в широком смысле часто используются в гуманитарных науках, к ним относятся  и эмпирические доказательства в  естественных науках, основанные на данных наблюдений и экспериментов.

    Доказательства  в узком смысле слова обычно используются в логике, математике, теоретической физике. Такие доказательства представляют собой цепочки правильных умозаключений, ведущих от истинных посылок (исходных для данного доказательства суждений) к доказываемым (заключительным) тезисам. Истинность посылок при этом не обосновывается в самом доказательстве, а каким-либо образом устанавливается заранее.

     III. Общенаучные подходы как методологические принципы по

    знания целостных объектов: системный, структурный, функциональный,

    информационный и др.

    В современном научном познании особое значение приобретают общенаучные  подходы. Они задают определенную направленность научного исследования, фиксируют определенный его аспект, жестко не указывая на специфику конкретных исследовательских средств. Такими подходами являются системный, структурный, функциональный, вероятностный, информационный и другие. Фиксируемый данными подходами аспект исследования ясен из самого названия. Он тесно связан с соответствующей общенаучной категорией (система, структура, функция, вероятность, информация), дающей представление о том, какая именно форма действительности прежде всего интересует исследователя В понятии подхода логически всегда акцентируется основное направление исследования, своеобразный "угол зрения" на объект изучения.

    Важнейшая черта названных подходов - принципиальная применимость к исследованию любых явлений и любой сферы действительности. Они могут работать во всех без исключения научных дисциплинах. Это обусловлено общенаучным характером категорий, лежащих в основании данных подходов.

    Каждый  из общенаучных подходов, взятый сам  по себе, не должен Абсолютизироваться. Подходы базируются на какой-то одной категории, отражающей лишь одну (хотя и существенную) сторону объекта познания. Общенаучные подходы - эффективные и адекватные пути исследования реальности при условии их совместного применения с другими подходами, а также с традиционными средствами.

    Структурный подход ориентирует на изучение внутреннего строения системы, выявление закономерностей процесса упорядочения элементов в системе, анализ характера и специфики связей между элементами. Структурный подход в научном исследовании применяется там, где характер поставленных задач требует расчленения предмета изучения на отдельные составляющие. Расчленяя предмет, исследователь временно нарушает его целостность, абстрагируясь от нее.

    Функциональный  подход ориентирует на выявление  особенностей функционирования систем. Система в рамках данного подхода рассматривается с позиции внешнего аспекта. Функциональный подход отвлекается от содержания, структуры системы, сосредотачиваясь на задаче обнаружения функциональных зависимостей между входными и выходными параметрами системы.

    Функциональный  подход является общенаучным подходом, т.е. может быть применен в любой области знания. Но область адекватного его использования составляют объекты, для которых связи и отношения с окружающей средой являются существенными, определяющими как изменения, так и устойчивость, и сохранение объектов. Функциональный подход - необходимое условие исследования феномена управления и связанных с ним информационных процессов. Управление и информация проявляют себя как типично функциональные свойства систем.

    В настоящее время широкое распространение получил системный подход. Известно, что масштабность, многообразие связей и отношений природных, технических, социальных процессов требуют их изучения не по отдельности, а как единого целого, с привлечением знаний из самых различных областей. Именно такой подход в познавательном процессе призван обеспечить системные исследования, отличительными чертами которых являются следующие:

    - системные исследования опираются  не на одну научную дисциплину, а используют знания из различных  областей, необходимые для целостного познания объектов. Они носят междисциплинарный характер. Им приходится иметь дело со сложными объектами, связи и отношения между которыми подчиняются различным законам и не могут быть выяснены с помощью какой-либо одной науки;

     - конечным пунктом системного исследования является формирование целостной, интегративной модели изучаемого объекта. В ходе него отдельные компоненты анализируются не ради их собственного познания, а с целью последующего их сведения в единое целое, выяснения роли этих компонентов в образовании целостного объекта, поддержания его устойчивости и стабильности;

    - системные исследования имеют  дело с выделенными из окружающей  среды относительно самостоятельными объектами. Поэтому и познание имеет расчлененную, двуединую направленность. С одной стороны, исследованию подлежат внутренние связи и зависимости, характеризующие данный объект как автономное целое. С другой стороны, всякий целостный объект, взаимодействующий с внешним миром, зависим от других систем. Это делает необходимым исследование влияния окружающей среды на целостность системы, ее сохранность или разрушение. Глубокий анализ внутренних и внешних связей объекта позволяет создать о нем целостную научную картину;