Методы научного исследования, формы научного знания

Методом называют совокупность правил и приемов практического или познавательного освоения действитель­ности. Методы научного познания, о которых и будет идти здесь речь, имеют целью получение и обоснование объек­тивно-истинного знания. Методология представляет собой учение о методах, систематизирующее их и устанавлива­ющее их пригодность для решения тех или иных задач, а также выясняющее особенности знаний, получаемых на ос­нове использования определенных методов. Принято особо выделять общефилософскую методологию, характеризу­ющую теоретико-мировоззренческие основания, на кото­рых выстраивается конкретная научно-исследовательская деятельность. Предполагается, что философские знания, бу­дучи предельно обобщенными, включаются в качестве су­щественного момента в решение новых познавательных проблем, в познавательное освоение новых типов реаль­ности. Метод как правило или норма, внутренний закон исследовательской деятельности есть знание, применяемое для дальнейшего развития познания. Если в определенной отрасли науки складывается внутренне согласованная система знаний об изучаемых этой наукой предметах, то данная система, применяемая к решению новых познава­тельных задач, является основанием конкретно-научной ме­тодологии. Конкретные исследования, как эмпирические, так и теоретические, будучи направленными на решение ка­кой-то определенной познавательной задачи, опираются на соответствующие методики, содержащие инструкции, об­разцы, стандарты и т.д. Владение методикой исследования характеризует профессиональный уровень ученого.

Общефилософская методология отличается от научных методик тем, что составляющие ее правила и установки формулируются с помощью универсальных по своей при­менимости понятий, которые нуждаются поэтому в соответ­ствующей конкретизации. Объекты таких понятий лишены четкой фиксации; понятия эти могут служить ориентира­ми, будить исследовательскую мысль, но из них весьма зат­руднительно бывает вывести однозначные и обязательные для исполнения предписания. Связь между общефилософ­ской методологией и конкретной работой ученого опосре­дуется общенаучными и конкретно-научными методами. Общенаучными считаются такие методы, которые, в силу их фундаментальности, применяются в самых разных или даже во всех без исключения областях научного исследова­ния. Это прежде всего логические и математические методы, которые значимы и для естествознания, и для наук о челове­ке и обществе. В каждой из конкретных наук вырабатывает­ся, далее, особая совокупность методов, опирающихся на создаваемую этой наукой картину изучаемой ею реаль­ности. Конкретные науки базируются на некоторых поло­жениях, законах, выработанных в фундаментальных отраслях научного поиска и имеющих весьма широкую значимость. На такую роль обоснованно претендуют естественнонауч­ный закон сохранения и превращения энергии, второе нача­ло термодинамики, некоторые положения теории систем, семиотики, синергетики.

Методы научного исследования можно классифициро­вать по разным основаниям. Поскольку в науке выделяются эмпирический и теоретический уровни познания, им соот­ветствуют, вообще говоря, определенные эмпирические и теоретические методы. Кроме того, существует обширная группа методов, применяемых и на том, и на другом уров­нях научного познания и условно называемых общелогическими.

К методам эмпирического исследования правомерно отно­сят наблюдение, измерение и эксперимент. Между ними нет каких-то жестких граней. Наблюдение - это планомерное, целенаправленное восприятие изучаемого объекта, обу­словленное характером решаемой познавательной задачи. Оно должно быть четко организовано, обеспечено требуе­мыми приборами и другими средствами для достижения надежности и объективности получаемых данных. В соци­альном познании аналогом естественнонаучного наблюде­ния является социологический опрос, осуществляемый по­средством анкетирования или интервьюирования.

Наблюдение может быть связано с измерением. В ходе из­мерения устанавливаются количественные характеристики изучаемых явлений путем соотнесения их с некоторым эта­лоном (единицей измерения). Измерение используется не только в естественных и технических науках, но и в науках социально-гуманитарных, где тоже фиксируются числовые параметры социальных фактов, устанавливается степень повторяемости или вероятность определенных явлений. Ре­зультатом измерения выступает числовая количественная характеристика некоторых свойств. Притом всякое измере­ние осуществляется с определенной погрешностью, по­грешности же бывают случайные и систематические (вы­званные несовершенством используемой методики или из­мерительных приборов).

Если наблюдение проводится в естественных условиях протекания изучаемых явлений и без вмешательства в их ход, то эксперимент предполагает создание искусственных условий их протекания. Эксперимент по возможности обес­печивает воспроизведение явления, его повторение в точно фиксируемых и планомерно изменяемых условиях. Благо­даря этому в исследуемом явлении выделяются и надежно устанавливаются не только некоторые его стороны, призна­ваемые наиболее важными, но и связи между ними, что от­крывает возможность формулировки эмпирического закона. Особенность последнего состоит в том, что в нем представ­лены только те величины, которые допускают измерение, а не выводятся путем теоретических выкладок. В ходе экспе­римента наблюдаемая ситуация преднамеренно и контро­лируемо упрощается таким образом, чтобы можно было устранить все побочные факторы и моменты («помехи»), затрудняющие установление объективной сущности. Вос­производимость эксперимента тоже служит цели достиже­ния объективного знания о сущности явлений.

В науке, как и в человеческом познании в целом, важную роль играют методы исследования, основанные на рассуж­дении по правилам логики (аналогия, индукция, дедукция, редукция) и называемые поэтому общелогическими. Ана­логия - это метод рассуждений, характеризующийся тем, что на основании сходства предметов по одним признакам заключают об их сходстве также и по другим признакам. Выводы по аналогии являются предположительными, гипо­тетическими. Используются такие выводы не только в нау­ке, но и в повседневной практической деятельности, в искус­стве. Дедукция - это метод выведения следствий, вытека­ющих из определенных оснований. Редукция, наоборот, есть метод рассуждения, исходящего из фиксированных фактов и отыскивающего их основания, т.е. вырабатываю­щего их объяснение. Особой и весьма важной разновид­ностью редукции является индуктивное рассуждение. Оно характеризуется тем, что на основе рассмотрения совокуп­ности частных результатов, относящихся к определенной области познания, делается заключение, что всем явлениям в этой области присущ объединяющий их общий признак. Если индуктивное обобщение опирается на знание всех со­ответствующих фактов (явлений), то мы имеем здесь дело с полной индукцией, выводы которой достоверны. Неполная индукция может быть поверхностной, нестрогой, и тогда обобщения носят случайный, не вполне достоверный ха­рактер. Научная индукция предполагает выделение главных признаков, присущих изучаемым предметам. В частности, довольно широко используется статистическая индук­ция, основанная на обработке данных, относящихся к опре­деленной выборке из полной их совокупности. Здесь имеет место вывод по аналогии, а значит, существует опасность использования слишком далекой аналогии и выработки поспешных обобщений. Именно поэтому так важно пра­вильно определять объем выборки и располагать теорети­ческими критериями значимости тех или иных параметров изучаемых явлений.

Как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне научного познания большое значение имеет метод модели­рования, состоящий в том, что изучаемый предмет («ориги­нал») замещается его аналогом, или моделью, и выводы, полученные при исследовании модели, по определенным правилам переносятся на оригинал. Модели могут быть как материальными, вещественными, так и знаковыми, идеаль­ными. К последним относятся, например, системы матема­тических уравнений, описывающих некоторый процесс. Модель должна быть более простой и удобной для изуче­ния, нежели оригинал и вместе с тем сходной с ним в глав­ном, т.е. аналогия между ними должна быть сущностно обоснованной, а это опять-таки может быть выведено лишь теоретическим путем.

Важнейшим методом теоретического исследования яв­ляется идеализация, состоящая в мысленном конструирова­нии особых, в действительности в чистом виде не существу­ющих (и в этом смысле идеальных или абстрактных) объек­тов. Конструируются они, во-первых, путем абстраги­рования, или отвлечения от множества реальных свойств, признаваемых несущественными, и, во-вторых, благо­даря мысленному доведению некоторых из свойств до их предельных, на деле никогда не достигаемых значений. Так, понятие о материальной точке образуется отбрасыванием всех свойств реальных тел, кроме массы, и приписыванием телу, имеющему определенную массу, точечного или прак­тически нулевого объема. Таким же способом выстраивают­ся абстрактные объекты, называемые идеальным газом, аб­солютно твердым телом, математическим маятником и т.д. Упрощая реальные предметы и предметные ситуации, мы получаем возможность отчетливо зафиксировать свойства и параметры, которые теоретически утверждаются в каче­стве существенных.

Использование метода дает возможность сформулиро­вать по отношению к абстрактным объектам теоретиче­ские законы. Эти законы раскрывают существенную связь широкого круга явлений, процессов. Идеализация является основой их теоретического моделирования. Важно только учитывать, что в эмпирической реальности идеальных объ­ектов не существует, и прямое перенесение на данные опы­та выводов, полученных при исследовании абстрактных объектов, мысленном экспериментировании над ними мо­жет привести к несостоятельным выводам. Парадоксаль­ность ситуации состоит в том, что фундаментальные теоре­тические законы формулируются по отношению к объек­там, которые не могут быть даны нам в непосредственном опыте и не имеют в этом отношении реального бытия. Так, в эмпирической действительности не существует матери­альных точек. Но только по отношению к телу, имеющему точечный объем, возможно непосредственное применение основного закона механики Ньютона, связывающего между собой силу, массу и ускорение.

В теоретическом исследовании весьма важную роль иг­рает также гипотетико-дедуктивный метод. Состоит он в выдвижении гипотезы (предположения о существовании некоего предмета или же об определенном характере зако­номерной связи изучаемых явлений), выведении дедуктив­ным путем следствий из этой гипотезы, а затем проверке данных следствий на предмет их истинности или ложности. Если следствия оказываются ложными, то и гипотеза долж­на быть признана несостоятельной. Вместе с тем нужно учитывать, что нередко результаты опыта сами являются спорными или неточными, и научная гипотеза может под­сказать необходимость их новой проверки, как это было в случае открытия Менделеевым периодической системы хи­мических элементов. Совпадение следствий, вытекающих из научной гипотезы, с данными опыта обычно имеет огра­ниченный характер, не охватывая весь возможный массив следствий, и поэтому оно не гарантирует безупречности выдвинутой гипотезы.

На теоретическом уровне научного исследования весьма значимы также методы аксиоматизации и формализации. Аксиоматический метод состоит в том, что в рамках неко­торой науки определяется набор первичных терминов, со­держание которых предполагается интуитивно ясным или, может быть, убедительно проиллюстрировано примерами. Совокупность понятий, выражаемых этими терминами, должна быть непротиворечивой и полной в том отноше­нии, что она должна обеспечивать выведение всех других терминов данной теории из отобранных ее аксиом. Наибо­лее известный пример аксиоматизированной теории являет собой геометрия Евклида, созданная в IV в. до н.э. Благода­ря аксиоматизации удается выявить общность идей, кото­рыми руководствуются ученые, установить глубинную связь различных областей исследования.

Аксиоматизированная теория наиболее эффективна в том случае, если используется метод формализации, состоя­щий в применении языка с точно фиксированными прави­лами образования высказываний (семантика), а также фор­мул (интерпретированных выражений), позволяющих осу­ществлять вывод следствий в соответствии с требованиями логико-математическохг дедукции. В формализованном языке выделяется объектный (предметный) язык, относя­щийся к определенным объектам, а также метаязык, кото­рый служит средством описания и изучения объектного языка, будучи более богатым по своим возможностям, чем последний. В обычном, естественном языке такие различия не проводятся, что может приводить к логическим парадок­сам наподобие известного «парадокса лжеца». Формализа­ция позволяет четко фиксировать все связи между элемен­тами теории, устранять ее внутренние дефекты и значитель­но повышает эффективность теоретического исследования.

Научно-исследовательская деятельность ведет к получе­нию знаний, представляемых в определенных формах. Важ­нейшими из них являются факт и теория. Факт - это до­стоверное знание о чем-то единичном. Достоверность здесь связана с реальностью возникновения соответствующего явления в определенных, точно фиксированных условиях. Факты составляют эмпирическую основу научного знания. Установление факта требует, как правило, осуществления сложных познавательных действий. В естествознании или технических науках это связано с использованием специ­альных приборов, экспериментально-измерительных про­цедур, со статистической обработкой многочисленных дан­ных. В исторических науках факты относятся к прошлому и фиксируются путем изучения памятников материальной и духовной культуры. Чем более основательно проведено изучение соответствующих эмпирических материалов, тем более вероятно установление существенных фактов, выра­жающих глубинную природу изучаемых явлений. Факт как фрагмент реальности, зафиксированный в познании, про­тивостоит вымыслу. Как знание о единичном и конкретном, он отличается от абстрактных и общих положений; как форма эмпирического знания он отличается от гипотезы или теории, хотя и тесно связан с ними.

Теория является наиболее развитой формой научного знания, дающей целостное понятийное выражение законо­мерной связи явлений, относящихся к определенной облас­ти действительности. Наиболее близки к эмпирическому знанию описательные теории, сводящие воедино разнооб­разные факты и систематизирующие изучаемые объекты. Такими были, например, систематическое описание и клас­сификация химических элементов, открытые Д.И. Менделе­евым, а также систематизация растений и животных, разра­ботанная К. Линнеем. Вместе с тем важным показателем зрелости той или иной отрасли научного познания высту­пает наличие в ней эффективной объяснительной теории, вскрывающей причины наблюдаемых явлений и подводя­щей их под законы. При освещении данного вопроса мож­но опереться на работы видного советского философа Вячеслава Семеновича Стенина (род. в 1934 г.), который начинал свою творческую деятельность в Беларуси.

Материалы, на которых основывается Степин при разра­ботке своей концепции научного знания, заимствованы главным образом из физики, давшей образцы наиболее раз­витых теорий. Здесь уже отмечалось, что теоретические высказывания формулируются относительно особых поня­тий - абстрактных объектов теоретического языка, связь ко­торых с объектами реального опыта оказывается достаточ­но сложной. Отношения абстрактных объектов составляют смысл теоретических высказываний. Совокупность этих высказываний, как показывает Степин, образует иерархи­ческую систему. В ней выделяется прежде всего подсистема, в которую входят фундаментальные законы данной науки. Абстрактные объекты, представленные в этой подсистеме, составляют своеобразную модель исследуемой реальности, которая является идеализированной схемой изучаемых в тео­рии процессов и выражает их существенные свойства. Так, основные законы механики Ньютона сформулированы от­носительно абстрактных объектов «сила», «материальное тело», «инерциальная система», связь которых образует иде­альную модель механического движения.

В развитой физической теории законы формулируются на языке математики. Уравнения, в которых представлены эти законы, истолковываются как высказывания об объек­тивных законах природы. В ходе мысленных экспериментов устанавливается соответствие между признаками абстракт­ных объектов теории и характеристиками реальных объек­тов опыта. Операциональные определения величин, фигу­рирующих в уравнениях теории, включают описание идеа­лизированных процедур измерения в рамках этих мысленных экспериментов.

Модель, лежащую в основании теории, Степин называет фундаментальной теоретической схемой. В состав теории входят также производные от этой модели частные теорети­ческие схемы, независимые по отношению друг к другу. Абстрактные объекты этих частных схем представляют со­бой модификаций абстрактных объектов фундаментальной теоретической схемы. Следствиями основных законов тео­рии являются частные теоретические законы, сформулиро­ванные относительно абстрактных объектов частных теоре­тических схем.

Вывод следствий из фундаментальных уравнений тео­рии осуществляется не только формальным логико-матема- тическим путем, но и на основе мысленных экспериментов с абстрактными теоретическими объектами. Последняя дея­тельность имеет характер решенйя творческой теоретиче­ской задачи. Полученные решения могут включаться в состав теории и служить образцами для последующего тео­ретического поиска, связанного с применением данной тео­рии к некоторым конкретным ситуациям,

Для создания и развития теории особое значение имеет научная картина мира, представляющая собой принятую на определенном этапе развития науки обобщенную модель изучаемой в ней реальности. Такая специальная картина мира может служить основой для целого ряда научных тео­рий. В истории физики, как отмечает Степин, выделяются механическая, электромагнитная и квантово-релятивистская картины мира. Можно говорить также об общей науч­ной картине мира, которая дает представление не только о строении природы, но и о жизни общества и человека, об особенностях процесса познания. Подобная широкая карти­на мира формируется в контексте культуры и выражает об­щий строй жизнедеятельности людей определенной эпохи.

В построении специальных картин мира и их синтезе в общую картину мира активную роль играют философские идеи и принципы, актуальные для культуры данной эпохи. Понятия, используемые в научных картинах мира, отлича­ются меньшей строгостью и допускают онтологизацию, ка­жутся правильным изображением подлинной реальности.

Революционная ломка конкретно-научной картины ми­ра обнаруживает, однако, что понятия, фигурирующие в этой картине, представляют собой результат упрощения, огрубления реальной действительности. Но до тех пор, по­ка практика научного исследования не натолкнула на объек­ты, которым нет места в существующей картине мира, нет и оснований сомневаться в пригодности понятий данной кар­тины.

Связи между понятиями картины мира фиксируются в виде теоретических принципов, характеризующих структу­ру реальности, изучаемой соответствующими науками. Так, механическая картина мира основывалась на принципах су­ществования неделимых частиц (атомов), мгновенной пе­редачи взаимодействия между ними в абсолютном простран­стве и однозначной детерминации их движения.

Основания онтологизации специальной картины мира состоят в том, что на каждом конкретном этапе научного познания происходит освоение некоторого более или менее ограниченного круга объектов и взаимодействий природы, которые и представлены в соответствующей картине мира. Природа видится именно такой, какой она представлена в науке своего времени, прежде всего в принципиально ис­пользуемых экспериментально-измерительных процеду­рах, как уже реализованных, так и возможных в рамках дан­ного их типа. Связь специальной картины мира с опытом осуществляется главным образом через обосновываемые ею теоретические схемы. Кроме того, возможны ситуации, ког­да эмпирическому исследованию подвергаются объекты, еще не описываемые теорией. В таких случаях имеющаяся специальная картина мира непосредственно направляет наблюдения и эксперименты и обеспечивает первичную ин­терпретацию их результатов.

По существу, каждая специальная естественнонаучная картина мира задает некие обобщенные схемы измерения, реализуемые в эмпирическом исследовании, которое высту­пает непосредственным практическим свидетельством пра­вильности утвердившихся представлений об объектах «са­мих по себе». Соответственно, и теоретические схемы, объ­ясняющие уже известные экспериментальные ситуации и предсказывающие результаты будущих опытов, выступают не как произвольные умозрительные конструкции, а как об­разы сущности исследуемых объектов.

«Итак, физическая картина мира вводит характеристику предмета исследования коррелятивно методу исследования (этой неявной фиксацией метода научная картина мира от­личается от натурфилософии). Все, что попадает в сферу данного метода, является предметом теоретического и эм­пирического исследования»^[96]. Вместе с тем данная картина мира формируется под влиянием предметных образов, ана­логий и ассоциаций, почерпнутых из культурного багажа определенной эпохи, а значит, содержит и многое из того, что позже может быть расценено как вненаучный предрас­судок (например, представления о теплороде и электриче­ской жидкости, входившие в механическую картину мира

XVIII в.).

Опосредующим звеном, связывающим картину мира и соотнесенные с ней теоретические и эмпирические знания с культурой своего времени, является философия. Философ­ское обоснование специальных картин мира обеспечивает­ся, во-первых, определенными мировоззренческими идеями и принципами, выражающими наиболее общие за­кономерности строения и взаимодействия материальных объектов. Во-вторых, в процессе построения и обосно­вания специальной картины мира важную роль играют фи­лософские принципы теоретико-познавательного характе­ра, представляющие собой результаты рационального осмысления сложившихся в культуре идеалов и норм науч­ной деятельности (эталоны и способы объяснения, описа­ния, нормы доказательности и обоснованности знания, иде­алы организации знания, прежде всего теоретического). Эти идеалы и нормы познания тоже подвержены изменениям, хотя их преобразование происходит медленнее, чем смена специальных научных картин мира.

«Возникнув в контексте культуры, идеалы научного по­знания не всегда осознаются исследователем. Они часто воспринимаются им как нечто само собой разумеющееся и усваиваются благодаря знакомству с образцами знания, построенными в соответствии с этими идеалами. Посред­ством таких образцов идеалы научного познания трансли­руются в культуре и составляют основное ядро стиля науч­ного мышления»^[97].

Дата добавления: 2015-10-13