Методы теоретических и эмпирических исследований

Эмпирический уровень научного познания связан с непосредственным изучением предметов и явлений действительности, но он не совпадает ни с чувственным, ни с обыденно-практическим познанием. Поскольку он является уровнем научного познания, то в нем наряду с ощущениями и восприятиями как формами чувственного познания широко используются также научные понятия и суждения, не говоря уже о логических рассуждениях. В отличие от обыденного познания и практики, данные чувственных восприятий здесь усиливаются и контролируются показаниями различных приборов наблюдения и средств измерения. Основными методами исследования на эмпирическом уровне служат, во-первых, наблюдения, которые в науке имеют целенаправленный и систематический характер; во-вторых, специально планируемые эксперименты, которые отсутствуют в обыденном познании и практике. Результаты эмпирического познания выражаются в эмпирических суждениях и законах.

Зависимость эмпирического познания от теоретического выражается прежде всего в том, что ни один из его методов, способов или форм не может реализоваться без взаимосвязи и взаимодействия с теорией или теоретическими предпосылками. Начиная с наблюдения и кончая экспериментом, роль теоретических предпосылок в эмпирическом познании усиливается: если в процессе наблюдения они направляют и контролируют ход естественного процесса, то при проведении эксперимента создаются искусственные условия, при которых исследователь может варьировать разные ситуации и тем самым активно влиять на ход процессов, точнее и полнее их изучать и контролировать.

Теоретический уровень научного познания отличается от эмпирического тем, что в нем существенное отделено от несущественного, необходимое от случайного, а это предполагает использование абстрактных методов исследования (образования понятий, построения моделей, теорий и других концептуальных структур). Зависимость теории от опыта более непосредственна и очевидна: без наблюдений и экспериментов невозможно оценить и проверить никакое обобщение, гипотезу или теорию. Более того, построение самих гипотез и даже теорий нередко требует обращения к предварительным, поисковым наблюдениям и экспериментам.

Таким образом, поскольку эмпирические и теоретические исследования представляют разные уровни единого, целостного процесса научного познания, то они не могут противопоставляться друг другу, а должны изучаться во взаимосвязи и взаимодействии.

Исходной формой эмпирического познания служит наблюдение, так как именно оно является началом постижения действительности как в обыденном познании, так и нередко в науке.

Однако, в отличие от обычных случайных наблюдений, научные наблюдения имеют, во-первых, целенаправленный, систематический и организованный характер. Ученый не просто регистрирует события, а сознательно, руководствуясь определенной гипотезой или теорией, выбирает и оценивает их. Вот почему нередко говорят, что научные наблюдения с самого начала испытывают влияние теории как при поиске новых фактов, так и при их объяснении.

Во-вторых, подлинно научные наблюдения имеют интерсубъективный характер, т.е. их результаты не должны зависеть от индивидуального субъекта и иметь общезначимый характер. Воспроизводимость результатов — важнейшее требование к научным наблюдениям.

В-третьих, наблюдения в науке предполагают определенную их теоретическую интерпретацию. Пока не существует теоретического осмысления данных наблюдения, они остаются случайными, непонятными результатами. Для человека, не знакомого с физикой, остается непонятным: почему исследователь считает, что туманный след в камере Вильсона оставлен заряженной микрочастицей? Специалист же ответит, что он предсказан физической теорией.

Другим важнейшим методом эмпирического исследования является эксперимент. Если наблюдение происходит в естественных условиях, которыми ученый не может распоряжаться, то при эксперименте он в определенной мере в состоянии вмешиваться в ход процессов для получения более надежных результатов. Он может осуществить эксперимент, либо изолируясь от несущественных факторов изучаемых явлений, либо изменив условия, при которых они происходят. Таким образом, дополнение простого наблюдения активным воздействием на изучаемый процесс превращает эксперимент в весьма эффективный метод эмпирического исследования. При этом планирование и прове дение эксперимента, интерпретация и оценка его результатов значительно большей степени зависят от теоретических предпосылок. Эксперимент по существу представляет собой вопрос, обращенный к природе, а экспериментирование есть диалог между человеком и природой. Поэтому, начиная с Галилея, эксперимент стал важнейшим эмпирическим методом исследования природы. Результатом таких исследований является установление взаимосвязей и эмпирических обобщений, относящихся к наблюдаемым свойствам и отношениям явлений природы. Открытие эмпирических законов, выражающих регулярно необходимые и постоянные связи между эмпирически наблюдаемыми объектами природы, составляет наиболее важную цель эмпирического исследования.

Если на эмпирическом уровне познания основными методами исследования служат наблюдения и эксперимент, то на теоретическом уровне важнейшими методами являются абстрагирование и идеализация. Как показывает термин «абстракция» (от лат. abstraction — выделение, отвлечение или отделение), этот способ помогает отвлечься от некоторых несущественных и потому второстепенных в определенном отношении свойств или особенностей изучаемых сложных явлений и выделить свойства существенные и определяющие. Это не означает, что несущественные свойства всегда являются такими при всех условиях. В другом отношении несущественное свойство может стать существенным. Например, наблюдая движение воздушного шарика, мы можем отвлечься от сил гравитации, но при изучении падения массивных тел учет этих сил имеет существенное значение. Подобно этому для установления зависимости между спросом и предложением в рыночной экономике приходится упрощать реальную ситуацию на рынке и отвлекаться от несущественных свойств и факторов. Например, первоначально можно допустить, что цена на данный товар не изменится в зависимости от изменения Цен на другие товары, влияния монополий на рынок и т.п. Ясно, что все эти факторы нельзя считать несущественными, второстепенными. Мы просто отвлекаемся от них, чтобы легче было изучить сложный процесс, зависящий от множества факторов, и поэтому изучаем их по частям. Поэтому, когда речь заходит об изучении любой сложной системы или процесса по их составным элементам или частям, то недостаток такого аналитического исследования в дальнейшем должен быть компенсирован путем синтетического изучения в рамках единой, целостной системы.

В научном познании различают несколько видов абстрагирования, простейшим из которых является абстракция отождествления, когда у предметов некоторого класса выделяется определенное общее свойство, например, вес предметов, стоимость товаров или количество вещей. От всех других свойств при этом абстрагируются. Относительно выделенного общего свойства все предметы соответствующего класса считаются тождественными,и поэтому оно может быть абстрагировано от других их свойств. В результате применения такого метода можно образовать такие понятия, как вес, стоимость и число.

Для изолирующей абстракции характерно не только отвлечение некоторых свойств и отношений изучаемых предметов, но и рассмотрение их как особые самостоятельные объекты, например, белизна, яркость, доброта, дружба. Во всех этих примерах конкретное свойство, присущее реальным предметам, рассматривается как самостоятельный абстрактный объект.

Особой разновидностью абстрагирования является процесс идеализации, который представляет собой предельный переход от реально существующих свойств явлений и процессов к свойствам идеальным. Например, из физики известны такие идеализации, как абсолютно упругое тело, несжимаемая жидкость, идеальный газ и т.д., которые не существуют в реальном мире и потому являются упрощениями, которые помогают лучше понять свойства реальных твердых, жидких и газообразных веществ. Аналогично этому еще в классической экономической теории было введено понятие основного идеального объекта этой теории — Homo economicus, или экономического человека. Под ним подразумевают такого воображаемого человека, который при принятии экономических решений поступает во всем рационально, не подвержен чужим мнениям, всегда добивается максимальной выгоды. Ясно, что такого человека в действительности не существует, но идеальный образ помогает нам лучше понять, к какому возможному пределу должен стремиться разумный человек при принятии решений. С процессом идеализации связан также мысленный эксперимент, осуществляемый в воображении с абстрактными объектами, который применял еще Галилей.

Все методы абстрагирования и идеализации используются для того, чтобы преодолеть трудности, связанные с изучением весьма сложных реальных объектов. Именно в этих целях их заменяют более простыми теоретическими моделями. Такие модели, как и любые модели вообще, заменяют реальные объекты в процессе поиска закономерностей, которым они подчиняются, а также при проверке и обосновании различных форм теоретического знания, о которых речь пойдет далее.

Общая классификация методов представлена на схеме.

Схема 4.1 Общая классификация методов

Важным методом является абстрагирование. Сущность метода состоит в мысленном отвлечении от несущественных свойств, связей, отношений предметов и в одновременном выделении, фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов.

Классификация абстракций и их содержание приведены на схеме.

Схема 4.2 Абстрагирование

Анализ – метод познания, содержанием которого является совокупность приемов и закономерностей расчленение предмета исследования на составные его части.

Синтез – метод познания, содержанием которого является совокупность приемов и закономерностей соединений отдельных частей предмета в единое целое.

Схема 4.3 Анализ и синтез

Анализ как метод исследования должен отвечать следующим требованиям: во-первых, анализ всегда должен учитывать качественную специфику исследуемых предметов, явлений и процессов; во-вторых, анализ должен иметь границы своего применения, ибо в каждой области знания есть свой предел членения объекта (в биологии – клетка, в химии – молекула и т.п.); в-третьих, членение объекта посредством анализа должно строиться на определенной классификации и периодизации; в-четвертых, анализ должен быть вписан в общий контекст научного исследования и связан с синтезом.

Дедуктивное умозаключение – вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

Индуктивное умозаключение – умозаключение от частного к общему, когда на основании знания части предметов класса делается вывод о классе в целом.

Схема 4.4 Индукция и дедукция

· различают индукцию в рамках научного исследования и логическую индукцию. Первый вид индукции является основным методом эмпирического обобщения, средством перехода от систематизированных данных опыта к эмпирическим законам. Индуктивные обобщения обычно рассматриваются как опытные истины (эмпирические законы). В логике индукция определяется как умозаключение от частного к общему, при котором из истинности посылок не всегда вытекает истинность заключения. Поэтому индуктивные выводы всегда имеют проблематичный (вероятностный) характер.

· Характерная особенность логической дедукции заключается в том, что она от истинных посылок всегда ведет к истинному заключению. В рамках научного исследования дедукция позволяет из уже имеющегося знания получить новое истинное знание, и притом посредством «чистого» рассуждения, без обращения к опыту, здравому смыслу, интуиции и т.п.

Моделирование – изучение объекта путем создания и исследования его копии, модели, замещающей оригинал с определенных сторон, интересующих познание. Модель всегда соответствует объекту-оригиналу в тех свойствах, которые подлежат изучению, но в то же время отличаются от него по ряду других признаков, что делает модель удобной для исследования изучаемого объекта.

Схема 4.5 Моделирование

Формы моделирования весьма разнообразны и зависят от используемых моделей и сферы применения моделирования. По характеру моделей выделяют материальное, идеальное и компьютерное моделирование. Материальное моделирование имеет дело с вещественными моделями (модели автомобилей, кораблей, летательных аппаратов и т.п.); идеальное моделирование - со знаковыми моделями (символами, чертежами формулами и т.п.) компьютерное моделирование - с виртуальной реальностью.

Гипотеза как форма развития научного знания. Постановка и решение фундаментальных проблем науки представляют стратегическую задачу, для решения которой используются множество конкретных методов и приемов исследования, важнейшие из которых — выдвижение гипотез, дальнейшая их теоретическая и эмпирическая разработка и проверка. Методологический анализ гипотез связан с обсуждением трех вопросов: объяснительной и предсказательной силы гипотез, эвристических методов их поиска и способов их проверки.

Объяснительная и предсказательная силы гипотезы. Поскольку гипотеза создается прежде всего для предварительного объяснения новых фактов, то о ее объяснительной силе в логике судят по количеству дедуктивных следствий, которое можно из нее вывести. Если из двух гипотез выводится неодинаковое число следствий, тогда большей объяснительной силой будет обладать та из них, из которой выводится большее количество следствий, подтверждаемых фактами, и наоборот.

Общая схема проверки гипотезы может быть представлена в двух формах.

1. В случае подтверждения гипотезы она имеет следующий вид:

Если Н, то Е;

Е — истинно;

Н — вероятно,

где Н обозначает гипотезу или обобщение, Е — свидетельство, подтверждающее ее.

Следует обратить особое внимание на то, что подтверждение следствия гипотезы имеет не окончательный, а относительный характер, так как не исключается возможность обнаружения другого свидетельства или факта, который может опровергнуть гипотезу. Именно поэтому рассматриваемая схема не является логическим законом или логическим правилом вывода. В отличие от него, опровержение гипотезы на основе ложного следствия действительно представляет логическое правило вывода, которое в логике известно как modus tollens.

2. Логическое правило опровержения гипотез имеет следующий вид:

Если из Н следует Е;

Е — ложно;

Н — ложно.

Поэтому с логической точки зрения опровержение гипотезы имеет окончательный характер, вследствие чего ложная гипотеза отбрасывается.

С помощью дедукции следствий из гипотез и других общих утверждений науки (обобщений, законов и теорий) делаются как известно, прогнозы и предсказания, которые являются наиболее убедительными свидетельствами правдоподобности их истинности. В астрономии, физике или химии такие предсказании отличаются особой точностью. Например, в астрономии предсказания солнечных и лунных затмений рассчитываются на десятки и сотни лет вперед, а физика с помощью своих теорий предсказала существование не только молекул и атомов, но и элементарных частиц материи. Однако, в отличие от обобщений универсального характера, которые применяются в наиболее развитых отраслях естествознания, в социально-экономических и гуманитарных науках преимущественно опираются на статистические обобщения, заключения которых только вероятны. Исследование и проверка гипотез не служат конечной целью науки. Они представляют собой лишь путь к открытию законов науки, поскольку именно гипотезы наиболее общего характера, тщательно подтвержденные, обоснованные и проверенные, становятся законами. От системы понятий и законов лежит путь к теории.

Научные теории и их структура. По своей структуре научная теория представляет собой, во-первых, систему первоначальных, исходных понятий, с помощью которых могут быть определены все другие ее понятия, во-вторых, систему основных законов теории, из которых логически выводятся все остальные законы теории. Но в таком виде теория появляется в результате трудного поиска сначала простейших эмпирических законов, а затем теоретических законов меньшей степени общности.

Только в конце исследования приходят к основным или фундаментальным теоретическим законам. Поэтому создание теории как определенной системы единого, целостного научного знания значительно более сложно и трудно, чем разработка и проверка отдельной гипотезы или даже закона. Ведь в состав законченной теории входят системы понятий, законов и вспомогательных допущений. Гипотезы общего характера, подтвержденные и надежно обоснованные, впоследствии становятся законами и поэтому включаются в состав теории. Таким образом, в завершенной форме теория представляет собой единую, целостную систему знания, элементы которой – понятия, обобщения, аксиомы и законы- связываются определенными логическими отношениями.

Структура теории. В точных науках в структуре теории выделяют обычно исходные, или первичные, понятия, которые считаются неопределенными. В другие понятия вводятся с помощью операции логического определения. Костяком теории служат ее основные законы или фундаментальные принципы. Из них по правилам дедуктивной логики выводятся вторичные, или производные, законы.

Каждая наука призвана осуществить три основные функции.

· Анализировать, классифицировать и систематизировать многочисленные факты и фрагменты научных знаний.

· Теория с ее понятиями и законами служит для интерпретации, объяснения и понимания конкретных фактов действительности.

· Теория помогает предсказывать новые результаты и тем самым прогнозировать будущее развитие событий.

Тема 5