Методи побудови теоретичного об'єкта: абстрагування, формалізація, ідеалізація. Особливі теоретичні методи наукового пізнання: абстрагування, ідеалізація, формал

Логіка та філософія

Друга група - методи побудови та виправдання теоретичного знання, яке дано у формі гіпотези, що набуває в результаті статусу теорії. Сучасна гіпотетикодедуктивна теорія спирається на деякий емпіричний базис сукупність фактів, які потребують пояснення і роблять необхідним створення теорії. Саме ідеалізований об'єкт уможливлює створення теорії. Наукові теорії насамперед відрізняються покладеними в їхню основу ідеалізованими об'єктами.

ПИТАННЯ №25

Формалізація, ідеалізація та роль моделювання

По Радугіну (стор. 123)

Методи побудови та дослідження ідеалізованого об'єкту

Виявлення стійких зв'язків та залежностей є лише першим етапом у процесі наукового пізнання явищ дійсності. Необхідно пояснити їх підстави та причини, виявити сутність явищ та процесів. А це можливо лише теоретично наукового пізнання. До теоретичного рівня відносять всі ті форми пізнання, в яких у логічній формі формулюються закони та інші загальні та необхідні зв'язки об'єктивного світу, а також одержувані за допомогою логічних засобів висновки, що випливають із теоретичних посилок слідства. Теоретичний рівень є різні форми, прийоми і етапи опосередкованого пізнання дійсності.

Методи та форми пізнання теоретичного рівня в залежності від виконуваних ними функцій можна розбити на дві групи. Перша група - методи і форми пізнання, за допомогою яких створюється і досліджується ідеалізований об'єкт, що представляє базові, що визначають відносини і властивості як би в "чистому" вигляді. Друга група - методи побудови та виправдання теоретичного знання, яке дано у формі гіпотези, що набуває в результаті статусу теорії.

До методів побудови та дослідження ідеалізованого об'єкта належать: абстрагування, ідеалізація, формалізація, уявний експеримент, математичне моделювання.

а) Абстрагування та ідеалізація. Поняття ідеалізованого об'єкту

Відомо, що будь-яка наукова теорія вивчає певний фрагмент дійсності, певну предметну область, або певну сторону, один з аспектів реальних речей і процесів. При цьому теорія змушена відволікатися від тих сторін предметів, що нею вивчаються, які її не цікавлять. Крім того, теорія часто змушена відволікатися і від деяких відмінностей предметів, що нею вивчаються, у певних відносинах. З погляду психологіїпроцес уявного відволікання від деяких сторін, властивостей предметів, що вивчаються, від деяких відносин між ними і називається абстрагуванням.Подумки виділені властивості та відносини виявляються на передньому плані, постають як необхідні для вирішення завдань, виступають як предмет вивчення.

Процес абстрагування у науковому пізнанні перестав бути довільним. Він підпорядковується певним правилам. Одним із таких правил є дотриманняінтервалу абстракцій.Інтервал абстракцій – це межі раціональної обґрунтованості тієї чи іншої абстракції, умови її «предметної істинності» та межі застосування, що встановлюються на основі інформації, отриманої емпіричними чи логічними засобами. Інтервал абстракції залежить, по-перше, відпоставленого пізнавального завдання;по-друге, те, від чого відволікаються в процесі осягнення об'єкта, має бутистороннім (за чітко обумовленим критерієм) для конкретного об'єкта, що зазнає абстрагування; по-третє, дослідник повинен знати, до якої межі це відволікання має законну силу.

Метод абстрагування передбачає щодо складних об'єктів проводити концептуальну розгортку і концептуальну збірку об'єктів.Концептуальна розгорткаозначає відображення одного й того самого вихідного об'єкта дослідження в різних уявних площинах (проекціях) і, відповідно, знаходження для нього безлічі інтервалів абстракцій. Так, наприклад, у квантовій механіці один і той же об'єкт (елементарна частка) може бути поперемінно представлений у рамках двох проекцій: те, як корпускула (в одних умовах експерименту), те, як хвиля (в інших умовах). Ці проекції логічно несумісні між собою, але взяті разом вони вичерпують всю необхідну інформацію про поведінку частинок.

Концептуальне складання¦ уявлення об'єкта в багатовимірному пізнавальному просторі шляхом встановлення логічних зв'язків і переходів між різними інтервалами, що утворюють єдину змістову конфігурацію. Так, у класичній механіці одна й та сама фізична подія може бути відображена спостерігачем у різних системах у вигляді відповідної сукупності експериментальних істин. Ці різні проекції можуть утворювати певне концептуальне ціле завдяки «правилам перетворення Галілея», що регулює способи переходу від однієї групи висловлювань до іншої.

Абстрагування як найважливіший прийом пізнавальної діяльності широко застосовується усім етапах науково-пізнавальної діяльності, зокрема і лише на рівні емпіричного пізнання. На його основі створюються емпіричні об'єкти. Як зазначав В.С.Степін, емпіричні об'єкти є абстракції, що фіксують ознаки реальних предметів досвіду. Вони є певними схематизація фрагментів реального світу. Будь-яка ознака, «носієм» якого є емпіричний об'єкт, може бути знайдений у відповідних йому реальних предметів (але не навпаки, тому що емпіричний об'єкт репрезентує не всі, а лише деякі ознаки реальних предметів, абстраговані з дійсності відповідно до завдань пізнання та практики) . Емпіричні об'єкти становлять сенс таких термінів емпіричної мови, як «Земля», «провід зі струмом», «відстань між Землею та Місяцем» тощо.

Теоретичні ж об'єкти, на відміну від емпіричних, не просто абстракціями, а ідеалізаціями, «логічними реконструкціями дійсності». Вони можуть бути наділені не лише ознаками, яким відповідають властивості та відносини реальних об'єктів, але й ознаками, якими не має жоден такий об'єкт. Теоретичні об'єкти утворюють зміст таких термінів, як «крапка», «ідеальний газ», «абсолютно чорне тіло» тощо.

У логіко-методологічних дослідженнях теоретичні об'єкти іноді називають теоретичними конструктами, а також абстрактними об'єктами. Об'єкти такого роду є найважливішим засобом пізнання реальних предметів і взаємовідносин між ними.Вони називаються ідеалізованими об'єктами, а процес їх створення ідеалізацією. Таким чином, ідеалізація є процес створення уявних, не існуючих насправді об'єктів, умов, ситуацій за допомогою уявного відволікання від деяких властивостей реальних предметів і відносин між ними або наділення предметів і ситуацій тими властивостями, якими вони насправді не володіють або не можуть володіти, метою більш глибокого та точного пізнання дійсності.

Створення ідеалізованого об'єкта необхідно включає абстрагування відволікання від ряду сторін і властивостей конкретних предметів, що вивчаються. Але якщо ми обмежимося лише цим, то ще не отримаємо жодного цілісного об'єкта, а просто знищимо реальний об'єкт чи ситуацію. Після абстрагування нам потрібно ще виділити цікаві для нас властивості, посилити або послабити їх, об'єднати і представити як властивості деякого самостійного об'єкта, який існує, функціонує та розвивається згідно зі своїми власними законами. А це досягається внаслідок використанняметоду ідеалізації.

Ідеалізація допомагає досліднику виділити в чистому вигляді цікавлять його сторони дійсності. В результаті ідеалізації об'єкт набуває властивостей, які в емпіричному досвіді не затребувані. На відміну від звичайного абстрагування ідеалізація наголошує не на операції відволікання, а на механізмпоповнення . Ідеалізація дає абсолютно точний конструкт,уявну конструкцію, в якій те чи інше властивість, стан представлені вграничному, найбільш вираженому вигляді . Творчі конструкти, абстрактні об'єкти виступають у роліідеальної моделі.

Чому необхідно у пізнанні використовувати абстрактні об'єкти (теоретичні конструкти)? Справа в тому, що реальний об'єкт завжди складний, у ньому переплітаються значущі для даного дослідника і другорядні властивості, необхідні закономірні відносини затемнюються випадковими. Конструкти, ідеальні моделі – це об'єкти, наділені невеликою кількістю специфічних та суттєвих властивостей, що мають відносно просту структуру.

Дослідник спираючись на порівняно простий ідеалізований об'єкт, дати більш глибокий і повний опис цих сторін. Пізнання рухається від конкретних об'єктів до їхабстрактним, ідеальним моделям, які, стаючи все більш точними, досконалими та численними, поступово дають нам дедалі адекватніший образ конкретних об'єктів. У цьому користуванні ідеалізованих об'єктів полягає одна з найбільш характерних особливостей людського пізнання.

Слід зазначити, що ідеалізація використовується як на емпіричному, так і теоретичному рівнях. Об'єкти, до яких належать наукові висловлювання, є ідеалізованими об'єктами. Навіть у тих випадках, коли ми користуємося емпіричними методами пізнання – спостереженням, виміром, експериментом, результати цих процедур безпосередньо відносяться до ідеалізованих об'єктів, і лише завдяки тому, що ідеалізовані об'єкти на цьому рівні є абстрактними моделями реальних речей, дані емпіричних процедур можна відносити до дійсних предметів.

Проте роль ідеалізації різко зростає під час переходу від емпіричного до теоретичного рівня наукового пізнання. Сучасна гіпотетико-дедуктивна теорія спирається на деякий емпіричний базис - сукупність фактів, які потребують пояснення і роблять необхідним створення теорії. Але теорія перестав бути простим узагальненням фактів і може бути виведена їх логічним шляхом. Для того, щоб виявилося можливим створення особливої ​​системи понять і тверджень, званої теорією, спочатку вводитьсяідеалізований об'єкт, що є абстрактною моделлю дійсності, наділеною невеликою кількістювластивостей та має відносно просту структуру. Цей ідеалізований об'єкт висловлює специфіку та суттєві риси досліджуваної галузі явищ. Саме ідеалізований об'єкт уможливлює створення теорії. Наукові теорії, перш за все, відрізняються покладеними в їхню основу ідеалізованими об'єктами. У спеціальній теорії відносності ідеалізованим об'єктом є абстрактне псевдоевклідове чотиривимірне безліч координат і миттєвостей часу, за умови, коли відсутнє поле тяжіння. Для квантової механіки характерний ідеалізований об'єкт, що представляється у разі сукупності п частинок хвилею в п-мірному конфігураційному просторі, властивості якої пов'язані з квантом дії.

Поняття та затвердження теорії вводяться та формулюються саме як характеристики її ідеалізованого об'єкта. Основні властивості ідеалізованого об'єкта описуються системою фундаментальних рівнянь теорії. Відмінність ідеалізованих об'єктів теорій призводить до того, кожна гіпотетико-дедуктивна теорія має власну специфічну систему фундаментальних рівнянь. У класичній механіці ми маємо справу з рівняннями Ньютона, в електродинаміці з рівняннями Максвелла, в теорії відносності з рівняннями Ейнштейна і т.п. Ідеалізований об'єкт дає інтерпретацію понять та рівнянь теорії. Уточнення рівнянь теорії, їх дослідне підтвердження та корекція ведуть до уточнення ідеалізованого об'єкта чи навіть його зміни. Заміна ідеалізованого об'єкта теорії означає переінтерпретацію основних рівнянь теорії. Жодна наукова теорія може бути гарантована від цього, що її рівняння рано чи пізно не піддадуться переінтерпретації. В одних випадках це відбувається порівняно швидко, в інших – через тривалий час. Так, наприклад, у вченні про теплоту початковий ідеалізований об'єкт ?теплород? був замінений іншим ? сукупністю безладно рухаються матеріальні точок. Іноді модифікація чи заміна ідеалізованого об'єкта теорії суттєво не змінює вигляду її фундаментальних рівнянь. У разі нерідко кажуть, що теорія зберігається, але змінюється її інтерпретація. Зрозуміло, що так можна лише за формалістичному розумінні наукової теорії. Якщо під теорією ми розуміємо як певні математичні формули, а й певну інтерпретацію цих формул, то зміна ідеалізованого об'єкта має розглядатися як перехід до нової теорії.

б) способи побудови ідеалізованого об'єктуа

Які ж засоби формування ідеалізованого об'єкта. У методології наукового дослідження їх виділяють принаймні три:

1.Можна абстрагуватися від одних властивостей реальних об'єктів, утримуючи в той же час інші їх властивості і вводячи об'єкт, якому притаманні тільки ці властивості, що залишилися. Так, наприклад, у ньютонівській небесній механіці ми абстрагуємося від усіх властивостей Сонця і планет і представляємо їх як матеріальні точки, що рухаються, що володіють лише гравітаційною масою. Нас не цікавлять їх розміри, будова, хімічний склад тощо. Сонце і планети виступають лише як носії певних гравітаційних мас, тобто. як ідеалізованих об'єктів.

2. Іноді виявляється корисним абстрагуватися від деяких відносин об'єктів, що вивчаються один до одного. З допомогою такої абстракції утворюється, наприклад, поняття ідеального газу. У реальних газах завжди існує певна взаємодія між молекулами. Абстрагуючись від цієї взаємодії і розглядаючи частки газу як ті, що володіють лише кінетичною енергією і взаємодіють тільки при зіткненні, ми отримуємо ідеалізований об'єкт - ідеальний газ. У суспільних науках щодо окремих сторін життя суспільства, окремих суспільних явищ і установ, соціальних груп тощо. ми можемо абстрагуватися від відносин цих сторін, явищ, груп з іншими елементами життя суспільства.

3.Ми можемо також приписувати реальним об'єктам відсутні у них властивості або мислити властиві їм властивості у певному граничному значенні. Таким чином, наприклад, в оптиці утворюються особливі ідеалізовані об'єкти абсолютно чорне тіло і ідеальне дзеркало. Відомо, що всім тілам більшою чи меншою мірою притаманне як властивість відбивати деяку частину енергії, що падає на його поверхню, так і властивість поглинати частину цієї енергії. Коли ми посилюємо до граничного значення властивість відображення, ми отримуємо ідеальне дзеркало - ідеалізований об'єкт, поверхня якого відображає всю енергію, що на нього падає. Підсилюючи властивість поглинання, ми в граничному випадку отримуємо абсолютно чорне тіло - ідеалізований об'єкт, який поглинає всю енергію, що на нього падає.

Ідеалізованим об'єктом може стати будь-який реальний предмет, який мислиться у неіснуючих, ідеальних умовах. Саме в такий спосіб виникає поняття інерції. Припустимо, що ми штовхаємо по дорозі візок. Деякий час після поштовху візок рухається, а потім зупиняється. Існує безліч способів подовження шляху, що проходить візком після поштовху, наприклад, мастило коліс, пристрій більш гладкої дороги і т.п. Чим легше крутяться колеса, і чим рівніша дорога, тим довше рухатиметься візок. Шляхом експериментів встановлюється, що чим менше зовнішні впливи на тіло, що рухається (в даному випадку тертя), тим довший шлях, що проходить цим тілом. Зрозуміло, що всі зовнішні дії на рушійне тіло усунути неможливо. У реальних ситуаціях тіло, що рухається, неминуче буде піддаватися будь-яким впливам з боку інших тіл. Однак неважко уявити ситуацію, в якій виключені всі дії. Ми можемо зробити висновок, що в таких ідеальних умовах тіло, що рухається, буде рухатися нескінченно довго і при цьому рівномірно і прямолінійно.

в) Формалізація та математичне моделювання

Найважливішим засобом побудови та дослідження ідеалізованого теоретичного об'єкта єформалізація. Під формалізацією у сенсі слова розуміється метод вивчення найрізноманітніших об'єктів шляхом відображення їх змісту і структури у знаковій формі, з допомогою найрізноманітніших штучних мов.

Операції з формалізованими об'єктами означають операції із символами. У результаті формалізації із символами можна поводитися як із конкретними фізичними об'єктами. Використання символіки забезпечує повноту огляду певної галузі проблем, стислість і чіткість фіксації знання, що дозволяє уникнути багатозначності термінів.

Пізнавальна цінність формалізації у тому, що є засобом систематизації та уточнення логічної структури теорії. Реконструкція наукової теорії у формалізованому мові дозволяє простежити логічну залежність між різними положеннями теорії, виявити всю сукупність передумов і підстав, з яких вона розгортається, що дозволяє уточнити неясності, невизначеності, запобігти парадоксальним ситуаціям. Формалізація теорії виконує також своєрідні уніфікуючі та узагальнюючі функції, дозволяючи ряд положень теорії екстраполювати на цілі класи наукових теорій та застосовувати формальний апарат для синтезу раніше не пов'язаних теорій. Однією з найбільш цінних переваг формалізації є її евристичні можливості, зокрема можливість виявлення та доказу раніше невідомих властивостей об'єктів, що вивчаються.

Розрізняють два типи формалізованих теорій:повністю формалізовані та частково формалізованітеорії. Повністю формалізовані теорії будуються в аксіоматично дедуктивній формі з явною вказівкою мови формалізації та використанням чітких логічних засобів. У частково формалізованих теоріях мова та логічні засоби, що використовуються для розвитку даної наукової дисципліни, явно не фіксуються. На етапі розвитку науки у ній переважають частково формалізовані теорії.

У методі формалізації закладено великі евристичні здібності. У процесі формалізації через реконструкцію мови наукової теорії створюється новий тип концептуальних побудов, які відкривають можливості для отримання нових, часом найнесподіваніших наслідків шляхом чисто формалізованих дій. Процес формалізацій має творчий характер. Відштовхуючись від певного рівня узагальнення наукових фактів, формалізація перетворює їх, виявляє в них такі особливості, які не були зафіксовані на змістовно-інтуїтивному рівні. Ю.Л.Ершов у роботах, присвячених використанню формалізованих мов, наводить ряд критеріїв, що підтверджують, що з допомогою формалізації теорії можуть бути отримані нетривіальні наслідки, про які навіть не підозрювали, поки обмежувалися змістовно-інтуїтивним формулюванням теорії природною мовою. Так, формулювання аксіоми вибору спочатку не викликало сумніву. І лише її використання (у сукупності з іншими аксіомами) у формальній системі, яка претендує на аксіоматизацію та формалізацію теорії множин, виявило, що вона веде до ряду парадоксальних наслідків, що й поставило під сумнів можливості її використання. У фізиці при спробах аксіоматизації теорії поля виділення тих чи інших тверджень про якість її аксіом призводили до отримання великої кількості наслідків, придатних для пояснення експериментальних даних.

Створення формалізованих описів має як власне пізнавальну цінність, але є умовою використання на теоретичному рівніматематичного моделювання. Математичне моделювання - це теоретичний метод дослідження кількісних закономірностей на основі створення знакової системи, що складається з набору абстрактних об'єктів (математичних величин, відносин), якідопускають різні інтерпретації. Математичне моделювання як теоретичний метод знайшло своє широке застосування наприкінці 40-х ХХ ст. в окремих науках та у міждисциплінарних дослідженнях. Основу методу математичного моделювання складає побудоваматематичної моделі. Математична модель є формальною структурою, що складається з набору математичних об'єктів. Значення математичного методу розробки теорії визначається тим, що вона, відображаючи певні кількісні властивості та відносини оригіналу, заміщає їх у певному плані, і маніпуляція з цією моделлю дає більш глибоку і повну інформацію про оригіналі.

У найпростішому випадку як модель виступає окремоматематичний об'єкттобто така формальна структура, за допомогою якої можна від емпірично отриманих значень одних параметрів досліджуваного матеріального об'єкта переходити до значення інших без звернення до експерименту. Наприклад, вимірявши коло кулястого предмета, за формулою обчислити обсяг даного предмета.

Дослідниками встановлено: щоб об'єкт можна було досить успішно вивчити за допомогою математичних моделей, він повинен мати низку спеціальних властивостей. По-перше, мають бути добре відомі наявні в ньому відносини; по-друге, мають бути кількісно визначені суттєві для об'єкта властивості (причому їх кількість не повинна бути надто великою); і, по-третє, залежно від мети дослідження повинні бути відомі за заданої множини відносин форми поведінки об'єкта (який визначається законами, наприклад, фізичними, біологічними, соціальними).

По суті, будь-яка математична структура (або абстрактна система) набуває статусу моделі лише тоді, коли вдається встановити факт аналогії структурного, субстратного чи функціонального характеру між нею та досліджуваним об'єктом (або системою). Іншими словами, повинна існувати відома узгодженість, яка отримується в результаті підбору та «взаємної підгонки» моделі та відповідного «фрагменту реальності». Зазначена узгодженість існує лише у межах певного інтервалу абстракції. У більшості випадків аналогія між абстрактною та реальною системою пов'язана із ставленням ізоморфізму між ними, визначеними в рамках фіксування інтервалу абстракції. Щоб досліджувати реальну систему, дослідник заміщає її (з точністю до ізоморфізму) абстрактної системою з тими самими відносинами. Таким чином, завдання дослідження стає суто математичним. Наприклад, креслення може служити моделлю відображення геометричних властивостей моста, а сукупність формул, покладених в основу розрахунку розмірів моста, його міцності, напруг, що виникають і т.д., може служити моделлю для відображення фізичних властивостей моста.

Використання математичних моделей є ефективним способом пізнання. Вже один тільки переклад будь-якої якісної задачі на чітку, однозначну і багату за своїми можливостями мову математики дозволяє побачити дослідницьку задачу в новому світлі, прояснити її зміст. Проте математика дає щось більше. Характерним для математичного пізнання використання дедуктивного методу, тобто. маніпулювання з об'єктами за певними правилами та отримання таким чином нових результатів.

Тарасовим (стр91-94)

Ідеалізація, абстрагування- Заміна окремих властивостей предмета або всього предмета символом або знаком, уявне відволікання від чогось з метою виділення чогось іншого. Ідеальні об'єкти у науці відбивають стійкі зв'язку й якості об'єктів: масу, швидкість, силу та інших. Але ідеальні об'єкти можуть мати реальних прообразів у предметному світі, тобто. з розвитком наукового знання одні абстракції можуть утворюватися з інших без звернення до практики. Тому розрізняють емпіричні та ідеальні теоретичні об'єкти.

Ідеалізація є необхідною умовою побудови теорії, оскільки система ідеалізованих, абстрактних образів і визначає специфіку цієї теорії. У системі теорії виділяють основні та похідні ідеалізовані поняття. Наприклад, у класичній механіці таким головним ідеалізованим об'єктом виступає механічна система як взаємодія матеріальних точок.

У цілому нині ідеалізація дозволяє точно окреслити ознаки предмета, відволіктися від малоістотних і розпливчастих властивостей. Це забезпечує величезну ємність вираження думок. У зв'язку з цим формуються спеціальні мови науки, що сприяє побудові складних абстрактних теорій та загалом процесу пізнання.

Формалізація - оперування зі знаками, зведеними до узагальнених моделей, абстрактно-математичні формули. Виведення одних формул з інших здійснюється за суворими правилами логіки та математики, що і є формальним дослідженням основних структурних характеристик об'єкта, що вивчається.

Моделювання . Модель - уявне чи матеріальне заміщення найбільш істотних сторін об'єкта, що вивчається. Модель - це спеціально створений людиною предмет чи система, пристрій, яке у певному відношенні імітує, відтворює реально існуючі предмети чи системи, які є об'єктом наукового дослідження.

У моделюванні спираються на аналогії властивостей та відносин між оригіналом та моделлю. Вивчивши взаємозв'язки, що існують між величинами, що описують модель, їх потім переносять на оригінал і таким чином роблять висновок про особливості поведінки останнього.

Моделювання як метод, наукового пізнання засноване на здатності людини абстрагувати ознаки, що вивчаються, або властивості у різних предметів, явищ і встановлювати певні співвідношення між ними.

Хоча вчені давно користувалися цим методом, лише з середини ХІХ ст. моделювання завойовує міцне, визнання у вчених та інженерів. У зв'язку з розвитком електроніки та кібернетики моделювання перетворюється на надзвичайно ефективний метод дослідження.

Завдяки застосуванню моделювання закономірностей дійсності, які могли в оригіналі вивчатися лише шляхом спостереження, вони стають доступними експериментальному дослідженню. Виникає можливість багаторазового повторення моделі явищ, відповідних унікальним процесам природи чи життя.

Якщо розглядати історію науки і техніки з точки зору застосування тих чи інших моделей, то можна констатувати, що спочатку розвитку науки і техніки застосовувалися матеріальні, наочні моделі. У подальшому вони поступово втрачали одну за одною конкретні риси оригіналу, їхня відповідність оригіналу набувала все більш абстрактного характеру. В даний час все більшого значення набуває пошук моделей, що базуються на логічних підставах. Існує безліч варіантів класифікації моделей. На наш погляд, найбільш переконливим є наступний варіант:

а) природно-природні моделі (існуючі у природі у вигляді). Поки що жодна з конструкцій, створена людиною, не може конкурувати з природними конструкціями за складністю розв'язуваних завдань. Існує наукабіоніка , мета якої – дослідження унікальних природних моделей з метою подальшого використання отриманих знань під час створення штучних пристроїв. Відомо наприклад, що творці моделі форми підводного човна як аналог взяли форму тіла дельфіна, при конструюванні перших літальних апаратів використовувалася модель розмаху крил птахів і т.д.;

б) речовинно-технічні моделі (у зменшеному або збільшеному вигляді, що повністю відтворюють оригінал). При цьому експерти розрізняють (88. С. 24-25): а) моделі, що створюються для того, щоб відтворити просторові властивості об'єкта, що вивчається (макети будинків, забудови районів і т.д.); б) моделі, що відтворюють динаміку об'єктів, що вивчаються, закономірні зв'язки, величини, параметри (моделі літаків, кораблів, платан і т.д.).

Нарешті, існує третій вид моделей - в) знакові моделі, в тому числі математичні. Знакове моделювання дозволяє спростити предмет, що вивчається, виділити в ньому ті структурні відносини, які найбільше цікавлять дослідника. Програючи речовинно-технічним моделям у наочності, знакові моделі виграють за рахунок більш глибокого проникнення в структуру фрагмента об'єктивної реальності, що вивчається.

Так, за допомогою знакових систем вдається зрозуміти сутність таких складних явищ як пристрій атомного ядра, елементарних частинок, Всесвіту. Тому застосування знакових моделей особливо важливо у галузях науки, техніки, де мають справу з вивченням гранично загальних зв'язків, відносин, структур.

Особливо розширилися можливості знакового моделювання через появу комп'ютерів. З'явилися варіанти побудови складних знаково-математичних моделей, що дозволяють вибирати найбільш оптимальні значення величин складних реальних процесів, що вивчаються, і здійснювати тривалі експерименти над ними.

У ході дослідження часто виникає необхідність побудови різноманітних моделей досліджуваних процесів, починаючи від речових і закінчуючи концептуальними та математичними моделями.

У цілому нині «побудова моделей як наочних, а й концептуальних, математичних супроводжує процес наукового пошуку від початку до кінця, даючи можливість охопити у єдиній системі наочних і абстрактних образів основні особливості досліджуваних процесів» (70. з. 96).

Метод історичного та логічного : перший відтворює розвиток об'єкта з урахуванням всіх факторів, що діють на нього, другий відтворює тільки загальне, головне в предметі в процесі розвитку. Метод логічного відтворює історію виникнення, становлення та розвитку об'єкта, так би мовити, у "чистому вигляді", по суті, без розгляду обставин, що сприяють цьому. Тобто метод логічного є спрямованою, спрощеною (без втрати сутності) версією історичного методу.

У процесі пізнання слід керуватися принципом єдності історичного та логічного методів: треба розпочинати дослідження об'єкта з тих сторін, відносин, які історично передували іншим. Потім за допомогою логічних понять повторити історію розвитку даного пізнаваного явища.

Екстраполяція - продовження у майбутнє тенденцій, закономірності яких у минулому та теперішньому досить добре відомі. Завжди вважалося, що з минулого можна отримувати уроки для майбутнього, бо в основі еволюції неживої, живої та соціальної матерії лежать певні ритмічні процеси.

Моделювання - подання досліджуваного об'єкта у спрощеному, схематичному вигляді, зручному отримання висновків прогнозного характеру. Приклад - періодична система Менделєєва (докладніше про моделювання дивись вище).

Експертиза - прогнозування з урахуванням оцінки думки фахівців - (окремих людей, груп, організацій), що ґрунтується на об'єктивній констатації перспектив відповідного явища.

Три перелічені способи хіба що доповнюють одне одного. Будь-яка екстраполяція - це певною мірою модель та опенька. Будь-яка прогностична модель – це оцінка плюс екстраполяція. Будь-яка прогнозна оцінка передбачаєекстраполяцію та уявне моделювання.

Методи теоретичного пізнання – це абстрагування, аналіз та синтез, індукція та дедукція, ідеалізація, аналогія, формалізація, моделювання, методи гіпотез та аксіоматичний, системний метод та підхід тощо.

Абстрагування . Сутність абстрагування полягає у уявному відволіканні від несуттєвих властивостей, відносин і зв'язків в об'єкті та між ними при одночасної фіксації окремих сторін, аспектів цих предметів відповідно до цілей пізнання та завдань дослідження, конструювання та перетворення. Результатом процесу абстрагування будуть абстракції – поняття природної мови та поняття науки.

Метод абстрагування включає два моменти. Спочатку виробляється відділення суттєвого від несуттєвого, важливого від другорядного пізнавальної задачі. Потім проводиться оцінка різних аспектів об'єкта, факторів, що діють, умов, встановлюється наявність загального, належність до певних класів явищ, об'єктів і т. п. Необхідною стороною абстрагування є встановлення незалежності або зневажливо малої залежності від певних факторів. Далі проводиться заміщення деякого об'єкта ідеальної або матеріальної природи, що піддається вивченню, іншим, менш багатим властивостями, що мають обмежену кількість параметрів та характеристик. Отриманий об'єкт виступає у ролі моделіпершого.

Слід зауважити, що операція абстрагування може застосовуватися як до реальних, так і до абстрактних об'єктів, які вже були результатом попереднього абстрагування. При цьому ми ніби віддаляємося від конкретності та багатства властивостей вихідного об'єкта, збіднюємо його, але інакше ми не змогли б охопити широкі класи об'єктів та їх загальну сутність, взаємозв'язок, форму, будову тощо. Роль отриманої в результаті абстракції полягає в тому , що дозволяє у пізнанні назвати які здавалися раніше різними предмети однією ім'ям, замінити складне простим, класифікувати різноманіття за загальним ознаками, т. е. вийти у результаті до узагальнення, отже – до закону.

Аналіз – це уявний поділ об'єкта, що цікавить нас, або його аспектів на окремі частини з метою їх систематичного вивчення. У ролі можуть виступати окремі матеріальні чи ідеальні елементи, властивості, відносини тощо.

Синтез - Уявне поєднання раніше вивчених елементів в єдине ціле.

З наведених визначень вже видно, що це методи, що взаємно передбачають і доповнюють один одного. Залежно від ступеня дослідженості, глибини проникнення в сутність об'єкта або його аспектів застосовуються аналіз та синтез різного роду або виду: прямий, або емпіричний, аналіз та синтез, які придатні на стадії першого, ще поверхового ознайомлення з об'єктом дослідження та його аспектами, особливо при вивченні складного об'єкта; зворотний, або елементарно-теоретичний, аналіз та синтез, які придатні для осягнення моментів, сторін, аспектів сутності, оволодіння певними причинно-наслідковими залежностями; структурно-генетичний аналіз та синтез, які дозволяють виділяти в об'єкті дослідження найголовніше, центральне, вирішальне, що веде до розгортання об'єкта в ціле; вони охоплюють генетичні зв'язки та опосередкування; їх цілі ланцюжки ведуть до повноти охоплення частин та їх змісту або системного бачення та опису об'єкта.

Індукція та дедукція – наступні два методи – подібно до попередніх парні та взаємодоповнюючі. Вони займають особливе положення в системі наукових методів і включають застосування чисто формальних логічних правил висновку і висновку - дедуктивного і індуктивного. Почнемо з роз'яснення сенсу індукції.

Під індукцією розуміють висновок від частки до загального, коли на основі знання про частину предметів робиться висновок про властивості всього класу в цілому. У цьому можна назвати такі види індукції. Повна індукціяколи робиться висновок про властивості даного об'єкта на основі перебору всіх об'єктів даного класу. Це цілком достовірне знання. Будь-яка наука прагне його отримання і використовує у ролі докази достовірності її висновків, їх незаперечності.

Неповна індукціяколи загальний висновок робиться з посилок, що не охоплюють всіх об'єктів або аспектів даного класу. У ній є, таким чином, момент гіпотези. Її доказність слабша за попередню, бо немає правил без винятку.

Історично першою була так звана перечислювальна (або популярна) індукція. Вона використовується, коли на досвіді помічено якусь регулярність, повторюваність, про що і формулюють судження. Якщо не буде спростовувальних прикладів, тоді робиться загальний висновок у формі висновку. Таку індукцію належать до повної. Повну індукцію інакше називають ще науковою, оскільки вона дає як формальний результат, а й доказ невипадковості знайденої регулярності. Така індукція дозволяє вловити причинно-наслідкові зв'язки. Приклад повної індукції: послідовно перевірені метали - один, інший, третій і т. д. - мають електропровідність, з чого слідує висновок, що всі метали електропровідні і т. д. Приклад неповної індукції: кожне парне число ділиться на два, і хоча їх всіх нескінченно безліч, ми робимо висновок про кратність всіх парних чисел двом, тощо.

Дедуктивним називається висновок, у якому висновок про властивості об'єкта і про нього самому робиться на підставі знання загальних властивостей і характеристик усієї множини. Роль дедукції у сучасному науковому пізнанні та знанні різко зросла. Це пов'язано з тим, що сучасна наука та інженерна практика стикаються з об'єктами, недоступними звичайному чуттєвому сприйняттю (мікросвіт, Всесвіт, минуле людства, його майбутнє, дуже складні системи різного роду тощо), тому все частіше доводиться звертатися до думок, ніж до спостережень та експериментів. Особливе значення має дедукція для формалізації та аксіоматизації знання, побудови гіпотез у математиці, теоретичній фізиці, теорії управління та прийняття рішень, економіці, інформатиці, екології і т. д. Класична математика – типово дедуктивна наука. Дедукція відрізняється з інших методів тим, що з істинності вихідного знання вона дає справжнє вивідне знання. Проте не можна і переоцінювати силу дедукції. Перш ніж її застосовувати, треба отримати справжнє вихідне знання, загальні посилки, а тому особливе значення залишається за методами отримання такого знання, про які йшлося вище.

Ідеалізація . Для цілей наукового пізнання, конструювання, проектування та перетворення широко використовуються так звані «ідеальні об'єкти». Вони не існують насправді, принципово не реалізуються на практиці, але без них неможливі теоретичне знання та його застосування. До них належать точка, лінія, число, абсолютно тверде тіло, точковий електричний заряд, заряд взагалі, ідеальний газ, абсолютно чорне тіло та багато інших. Науку без них не можна уявити. Уявне конструювання таких об'єктів називається ідеалізацією.

Щоб ідеалізація протікала успішно, необхідна абстрагуюча діяльність суб'єкта, і навіть інші розумові операції: індукція, синтез тощо. буд. наділяємо подумки ці об'єкти певними нереальними граничними властивостями; називаємо отриманий об'єкт. Щоб виконати ці завдання, вдаються до багатоступеневого абстрагування. Наприклад, відволікаючись від товщини реального предмета, одержують площину; позбавляючи площину одного виміру, одержують лінію; позбавляючи лінію єдиного її виміру, одержують точку, і т. п. А як перейти до граничної властивості? Розташуємо, наприклад, відомі нам тіла в ряд відповідно до збільшення їх твердості. Тоді, межі, ми отримаємо абсолютно тверде тіло. Приклади можна легко продовжити. Такий ідеальний об'єкт, як несжимаемость, сконструйований теоретично, коли властивість стисливості приймається рівним нулю. Абсолютно чорне тіло ми отримаємо, якщо припишемо йому повне поглинання енергії, що надходить.

Зауважимо, що абстрагування будь-якої з властивостей є обов'язково приписування йому протилежної властивості, причому колишнє відкидається, інакше ми не отримаємо ідеального об'єкта.

Аналогія . Це один із методів пізнання, коли з подібності деяких ознак, аспектів у двох або більше об'єктів роблять висновок про схожість інших ознак та властивостей цих об'єктів.

Побудуємо аналогію. Відомо, що Сонце – звичайна зірка нашої Галактики, в якій близько 100 млрд таких зірок. У цих світил багато спільного: величезні маси, висока температура, певна світність, спектр випромінювання тощо. буд. Вони є супутники – планети. За аналогією з нашою Сонячною системою вчені роблять висновок, що крім нашої в галактиці є ще заселені світи, що ми не самотні у Всесвіті. Аналогія не дає абсолютної достовірності висновку: у ній завжди є елемент припущення, припущення, і лише досвід і практика можуть винести остаточний вирок тієї чи іншої аналогії.

Формалізація . Сам цей термін неоднозначний і застосовується у різних значеннях. Перше – як метод вирішення спеціальних проблем у математиці та логіці. Наприклад, доказ несуперечності математичних теорій, незалежності аксіом і т. п. Питання такого роду вирішуються шляхом використання спеціальної символіки, що дозволяє оперувати не з твердженнями теорії в їх змістовному вигляді, а з набором символів, різного роду формул. Друге – у широкому значенні – під формалізацією розуміється метод вивчення різноманітних проблем шляхом відображення їхнього змісту, структури, відносин та функцій за допомогою різних штучних мов: математики, формальної логіки та інших наук.

У чому полягає роль формалізації у науці? Насамперед формалізація забезпечує повноту огляду певних проблем, узагальненість підходу до них. Далі завдяки символіці, з чим формалізація неминуче пов'язана, виключаються багатозначність (полісемія) та розмитість термінів звичайної мови, внаслідок чого міркування стають чіткими та суворими, а висновки є доказовими. І, нарешті, формалізація забезпечує спрощення об'єктів, що вивчаються, замінює їх дослідження вивченням моделей: виникає як би моделювання на основі символіки і формалізмів. Це допомагає успішніше вирішувати різні пізнавальні, проектувальні, конструкторські та інші завдання. Зі сказаного видно, що формалізація пов'язана з моделюванням, вона пов'язана також з абстрагуванням, ідеалізацією та іншими методами.

Моделювання . Моделювання як потужний та ефективний метод застосовується емпірично у вигляді макетів і теоретично у вигляді знакових побудов. Розрізняють аналогове моделювання, коли оригінал та модель описуються однаковими математичними рівняннями, формулами, схемами тощо. Складніше – знакове моделювання. Тут у ролі моделей – заступників реальних об'єктів – служать числа, схеми, символи тощо. Власне, і технічний проект у значній своїй частині виражається саме таким способом. Але цей вид моделювання отримує подальший розвиток завдяки математиці і логіці у вигляді логіко-математичного моделювання. Тут операції, дії з речами, процесами, явищами, властивостями та відносинами замінені знаковими конструкціями, структурою їхніх стосунків, виразом на цій основі динаміки об'єктів та їх функцій.

Ще одним кроком уперед став розвиток модельного представлення інформації на комп'ютерах: комп'ютерне моделювання. Побудовані у своїй моделі спираються на дискретне уявлення інформації про об'єкти. Відкривається можливість моделювати як реального часу, будувати віртуальну реальність.

Аксіоматичний метод – це спосіб організації готівкового знання в дедуктивну систему. Він широко застосовується в математиці та математизованих дисциплінах. При використанні цього ряду простих ідей, раніше доведених чи очевидних, вводиться в основи теорії у вигляді вихідних положень. У математиці їх називають аксіомами, у теоретичній фізиці та хімії – «початками» чи принципами. Решта знання – всі теореми, всі закони та його наслідки – виводяться їх за певним логічним правилам, т. е. дедуктивно.

Твердження аксіоматичного методу у науці пов'язують із появою знаменитих «Початків» Евкліда. Основні вимоги до цього методу такі: несуперечність аксіом, тобто в системі аксіом або почав не повинні одночасно бути присутнім деяке твердження та його заперечення; повнота, тобто аксіом без наслідків не повинно бути, і їхня кількість має дати нам усі слідства або їх заперечення; незалежність, коли будь-яка аксіома має бути виведена з інших. До цієї системи додати нічого.

Переваги аксіоматичного методу полягають у тому, що аксіоматизація вимагає точного визначення понять, що використовуються, і суворості міркувань. Вона впорядковує знання, виключає з нього непотрібні елементи, усуває двозначність та протиріччя, дозволяє по-новому поглянути на раніше досягнуте знання в рамках певної теоретичної системи. Щоправда, застосування цього методу обмежено, й у межах математики він також має певні межі. У з'ясуванні цього питання визначну роль зіграла доведена Куртом Геделем теорема про принципову неповноту розвинених формальних систем знання. Суть її в тому, що в рамках цієї системи можна сформулювати такі твердження, які не можна ні довести, ні спростувати без виходу з цієї аксіоматизованої системи метатеорію. Для всієї математики таку роль грає арифметика. Результат Геделя призвів до краху ілюзії математиків щодо загальної аксіоматизації математики.

До особливих методів наукового пізнання належать процедури абстрагування та ідеалізації, у ході яких утворюються наукові поняття.

Абстрагування- Уявне відволікання від усіх властивостей, зв'язків і відносин об'єкта, що вивчається, які видаються несуттєвими для даної теорії.

Результат процесу абстрагування називається абстракції.Прикладом абстракцій є такі поняття, як точка, пряма, множина і т.д.

Ідеалізація- це операція уявного виділення будь-якого одного, важливого для даної теорії властивості або відношення (не обов'язково, щоб ця властивість існувала реально), та уявного конструювання об'єкта, наділеного цією властивістю.

Саме у вигляді ідеалізації утворюються такі поняття, як «абсолютно чорне тіло», «ідеальний газ», «атом» у класичній фізиці тощо. Отримані в такий спосіб ідеальні об'єкти насправді немає, оскільки у природі може бути предметів і явищ, мають лише одне властивість чи якість. У цьому полягає головна відмінність ідеальних об'єктів від абстрактних.

Формалізація- Використання спеціальної символіки замість реальних об'єктів.

Яскравим прикладом формалізації є широке використання математичної символіки та математичних методів у природознавстві. Формалізація дає можливість досліджувати об'єкт без безпосереднього звернення до нього та записувати отримані результати у короткій та чіткій формі.

Індукція

Індукція- метод наукового пізнання, що є формулюванням логічного висновку шляхом узагальнення даних спостереження та експерименту, отримання загального висновку на підставі приватних посилок, рух від приватного до загального.

Розрізняють повну та неповну індукцію. Повна індукціябудує загальний висновок виходячи з вивчення всіх предметів чи явищ даного класу. В результаті повної індукції отриманий висновок має характер достовірного висновку. Але в навколишньому світі не так багато подібних об'єктів одного класу, кількість яких обмежена настільки, що дослідник може вивчити кожен із них.

Тому набагато частіше вчені вдаються до неповної індукції,яка будує загальний висновок на підставі спостереження обмеженої кількості фактів, якщо серед них не зустрілися такі, що суперечать індуктивному висновку. Наприклад, якщо вчений у ста або більше випадках спостерігає той самий факт, він може зробити висновок, що цей ефект проявиться і за інших подібних обставин. Природно, що добута таким шляхом істин неповна, отримане знання носить імовірнісний характер і вимагає додаткового підтвердження.

Дедукція

Індукція не може існувати у відриві від дедукції.

Дедукція- метод наукового пізнання, що є отримання приватних висновків на основі загальних знань, виведення від загального до приватного.

Дедуктивний висновок будується за такою схемою: всі предмети класу Амають властивість В,предмет авідноситься до класу А;отже, амає властивість Ст.Наприклад: "Усі люди смертні"; «Іван – людина»; отже, «Іван – смертний».

Дедукція як спосіб пізнання виходить із вже пізнаних законів і принципів. Тому метод дедукції не дозволяє отримати змістовно нового знання. Дедукція є лише метод логічного розгортання системи положень з урахуванням вихідного знання, метод виявлення конкретного змісту загальноприйнятих посилок. Тому вона не може існувати у відриві від індукції. Як індукція, і дедукція незамінні у процесі наукового пізнання.

Гіпотеза

Рішення будь-якої наукової проблеми включає висування різних здогадів, припущень, а найчастіше більш менш обґрунтованих гіпотез, за ​​допомогою яких дослідник намагається пояснити факти, що не вкладаються в старі теорії.

Гіпотезає всяке припущення, здогад чи передбачення, що висувається усунення ситуації невизначеності у науковому дослідженні.

Тому гіпотеза - це достовірне, а ймовірне знання, істинність чи хибність якого ще встановлено.

Особливі універсальні методи наукового пізнання

До універсальних методів наукового пізнання належать аналогія, моделювання, аналіз та синтез.

Аналогія

Аналогія- спосіб пізнання, у якому відбувається перенесення знання, отриманого під час розгляду якогось одного об'єкта, на інший, менш вивчений, але схожий з першим об'єктом за якимись істотними властивостями.

Метод аналогії ґрунтується на подібності предметів за рядом будь-яких ознак, причому подібність встановлюється в результаті

порівняння предметів між собою. Отже, основу методу аналогії лежить метод порівняння.

Застосування методу аналогії у науковому пізнанні потребує певної обережності. Справа в тому, що можна прийняти суто зовнішню, випадкову подібність між двома об'єктами за внутрішню, суттєву, і на цій підставі зробити висновок про подібність, якої насправді немає. Так, хоч і кінь, і автомобіль використовуються як транспортні засоби, було б неправильним переносити знання про влаштування машини на анатомію та фізіологію коня. Ця аналогія буде помилковою.

Тим не менш, метод аналогії займає набагато більш значуще місце у пізнанні, ніж це може здатися на перший погляд. Адже аналогія не просто планує зв'язки між явищами. Найважливішою особливістю пізнавальної діяльності є те, що наша свідомість неспроможна сприйняти абсолютно нове знання, якщо він не має точок зіткнення з вже відомим нам знанням. Саме тому при поясненні нового матеріалу на заняттях завжди вдаються до прикладів, які повинні провести аналогію між відомим і невідомим знанням.

Моделювання

Метод аналогії тісно пов'язаний із методом моделювання.

Метод моделюванняпередбачає вивчення будь-яких об'єктів у вигляді їх моделей з подальшим перенесенням даних на оригінал.

В основі цього методу лежить суттєва схожість об'єкта-оригіналу та його моделі. До моделювання слід відноситися з тією ж обережністю, що і до аналогії, суворо вказувати межі та межі допустимих при моделюванні спрощень.

Сучасній науці відомо кілька типів моделювання: предметне, уявне, знакове та комп'ютерне.

Предметне моделюванняє використанням моделей, що відтворюють певні геометричні, фізичні, динамічні або функціональні характеристики прототипу. Так, на моделях досліджуються аеродинамічні якості літаків та інших машин, ведеться розробка різних споруд (гребель, електростанцій та ін.).

Думкове моделювання -це використання різних уявних уявлень у формі уявних моделей. Широко відома ідеальна планетарна модель атома Е. Резерфорда, що нагадувала Сонячну систему: навколо позитивно заряджено-

го ядра (Сонця) оберталися негативно заряджені електрони (планети).

Знакове (символічне) моделюваннявикористовує як моделі схеми, креслення, формули. Вони в умовно-знаковій формі відбиваються якісь властивості оригіналу. Різновидом знакового є математичне моделювання, яке здійснюється засобами математики та логіки. Мова математики дозволяє висловити будь-які властивості об'єктів та явищ, описати їх функціонування чи взаємодію Космосу з іншими об'єктами з допомогою системи рівнянь. Так створюється математична модель явища. Часто математичне моделювання поєднується із предметним моделюванням.

Комп'ютерне моделюваннянабула широкого поширення останнім часом. У цьому випадку комп'ютер є одночасно і засобом, і об'єктом експериментального дослідження, що замінює оригінал. Моделью у своїй є комп'ютерна програма (алгоритм).

Аналіз

Аналіз- метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру уявного чи реального розчленування предмета на його частини та їх окреме вивчення.

Ця процедура ставить собі за мету перехід від вивчення цілого до вивчення його частин і здійснюється шляхом абстрагування від зв'язку цих частин один з одним.

Аналіз - органічна складова частина будь-якого наукового дослідження, що є зазвичай його першою стадією, коли дослідник переходить від опису нерозчленованого досліджуваного об'єкта до виявлення його будови, складу, а також властивостей і ознак. Для розуміння об'єкта як єдиного цілого недостатньо знати, з чого він складається. Важливо зрозуміти, як пов'язані один з одним складові об'єкта, а це можна зробити, лише вивчивши їх у єдності. І тому аналіз доповнюється синтезом.

Синтез

Синтез- метод наукового пізнання, в основу якого покладено процедуру з'єднання різних елементів предмета в єдине ціле, систему, без чого неможливо справді наукове пізнання цього предмета.

Синтез виступає як метод конструювання цілого, бо як метод уявлення цілого у вигляді єдності знань, отриманих з допомогою аналізу. Важливо зрозуміти, що синтез зовсім не є простою механічною сполукою роз'єднаних елементів у єдину систему. Він показує місце та роль кожного елемента у цій системі, його зв'язок з іншими складовими частинами системи. Таким чином, при синтезі відбувається не просто об'єднання, а узагальнення аналітично виділених та вивчених особливостей об'єкта.

Синтез - така сама необхідна частина наукового пізнання, як і аналіз, і йде за ним. Аналіз та синтез - це дві сторони єдиного аналітико-синтетичного методу пізнання, які не існують один без одного.

Класифікація

Класифікація- метод наукового пізнання, що дозволяє об'єднати в один клас об'єкти, максимально подібні один до одного в суттєвих ознаках.

Класифікація дозволяє звести накопичений різноманітний матеріал до порівняно невеликій кількості класів, типів і форм, виявити вихідні одиниці аналізу, виявити стійкі ознаки та відносини. Як правило, класифікації виражаються у вигляді текстів природними мовами, схем і таблиць.

Різноманітність методів наукового пізнання створює труднощі щодо їх використання та розуміння їх значущості. Ці проблеми вирішуються особливою галуззю знання – методологією, тобто. вченням про методи. Найважливіше завдання методології – вивчення походження, сутності, ефективності та інших характеристик методів пізнання.

Специфіка та основні методи теоретичного пізнання: абстрагування, ідеалізація, формалізація, уявний експеримент.

1. Абстрагування. Сходження від абстрактного до конкретного.

Процес пізнання завжди починається з розгляду конкретних предметів, що чуттєво сприймаються, і явищ, їх зовнішніх ознак, властивостей, зв'язків. Тільки в результаті вивчення чуттєво-конкретної людини приходить до якихось узагальнених уявлень, понять, до тих чи інших теоретичних положень, тобто наукових абстракцій. Отримання цих абстракцій пов'язане зі складною діяльністю мислення, що абстрагує.

У процесі абстрагування відбувається відхід (сходження) від чуттєво сприймаються конкретних об'єктів (з усіма їх властивостями, сторонами і т. д.) до абстрактних уявлень про них, що відтворюються в мисленні. У цьому чуттєво-конкретне сприйняття хіба що «...випаровується до ступеня абстрактного визначення» 1 . Абстрагування, таким чином, полягає в уявному відволіканні від якихось менш істотних властивостей, сторін, ознак досліджуваного об'єкта з одночасним виділенням, формуванням однієї або декількох істотних сторін, властивостей, ознак цього об'єкта. Результат, одержуваний у процесі абстрагування, називають абстракцією (або використовують термін «абстрактне» - на відміну конкретного).

У науковому пізнанні широко застосовуються, наприклад, абстракції ототожнення та ізолюючі абстракції. Абстракція ототожнення являє собою поняття, яке виходить в результаті ототожнення деякої множини предметів (при цьому відволікаються від цілого ряду індивідуальних властивостей, ознак даних предметів) та об'єднання їх в особливу групу. Прикладом може служити угруповання всієї безлічі рослин і тварин, що мешкають на нашій планеті, в особливі види, пологи, загони і т. д. », «Розчинність», «електропровідність» і т. д.).

Перехід від чуттєво-конкретного до абстрактного завжди пов'язаний із відомим спрощенням дійсності. Разом з тим, від чуттєво-конкретного до абстрактного, теоретичного, дослідник отримує можливість глибше зрозуміти досліджуваний об'єкт, розкрити його сутність. При цьому дослідник спочатку знаходить головний зв'язок (ставлення) об'єкта, що вивчається, а потім, крок за кроком простежуючи, як вона видозмінюється в різних умовах, відкриває нові зв'язки, встановлює їх взаємодії і таким шляхом відображає у всій повноті сутність досліджуваного об'єкта.

p align="justify"> Процес переходу від чуттєво-емпіричних, наочних уявлень про досліджувані явища до формування певних абстрактних, теоретичних конструкцій, що відображають сутність цих явищ, лежить в основі розвитку будь-якої науки.

Оскільки конкретне (тобто реальні об'єкти, процеси матеріального світу) є сукупність безлічі властивостей, сторін, внутрішніх та зовнішніх зв'язків та відносин, його неможливо пізнати у всьому його різноманітті, залишаючись на етапі чуттєвого пізнання, обмежуючись ним. Тому і виникає потреба в теоретичному осмисленні конкретного, тобто сходження від чуттєво-конкретного до абстрактного.

Але формування наукових абстракцій, загальних теоретичних положень перестав бути кінцевою метою пізнання, а є лише засіб глибшого, різнобічного пізнання конкретного. Тому необхідний подальший рух (сходження) пізнання від досягнутого абстрактного знову до конкретного. Отримуване цьому етапі дослідження знання конкретному буде якісно іншим проти тим, яке було на етапі чуттєвого пізнання. Іншими словами, конкретне на початку процесу пізнання (чуттєво-конкретне, що є його вихідним моментом) і конкретне, що осягається в кінці пізнавального процесу (його називають логічно-конкретним, підкреслюючи роль абстрактного мислення в його осягненні), докорінно відрізняються один від одного.

Логічно-конкретне є теоретично відтворене у мисленні дослідника конкретне у всьому багатстві його змісту.

Воно містить у собі вже не лише чуттєво сприймане, а й щось приховане, недоступне чуттєвому сприйняттю, щось суттєве, закономірне, осягнуте лише з допомогою теоретичного мислення, з допомогою певних абстракцій.

Метод сходження від абстрактного до конкретного застосовується при побудові різних наукових теорій і може використовуватися як у суспільних, так і природничих науках. Наприклад, у теорії газів, виділивши основні закони ідеального газу - рівняння Клапейрона, закон Авогадро і т. д., дослідник йде до конкретних взаємодій та властивостей реальних газів, характеризуючи їх суттєві сторони та властивості. У міру поглиблення в конкретне вводяться нові абстракції, які у ролі глибшого відображення сутності об'єкта. Так було в процесі розвитку теорії газів було з'ясовано, закони ідеального газу характеризують поведінка реальних газів лише за невеликих тисках. Це викликано тим, що абстракція ідеального газу нехтує силами тяжіння молекул. Облік цих сил призвів до формулювання закону Ван-дер-Ваальса. Порівняно із законом Клапейрона цей закон висловив сутність поведінки газів більш конкретно та глибоко.

2. Ідеалізація. Думковий експеримент.

Думкова діяльність дослідника в процесі наукового пізнання включає особливий вид абстрагування, який називають ідеалізацією. Ідеалізація є уявне внесення певних змін у об'єкт, що вивчається відповідно до цілей досліджень.

Внаслідок таких змін можуть бути, наприклад, виключені з розгляду якісь властивості, сторони, ознаки об'єктів. Так, широко поширена в механіці ідеалізація, що називається матеріальною точкою, має на увазі тіло, позбавлене будь-яких розмірів. Такий абстрактний об'єкт, розмірами якого нехтують, зручний при описі руху найрізноманітніших матеріальних об'єктів від атомів і молекул і до планет Сонячної системи.

Зміни об'єкта, досягнуті у процесі ідеалізації, можуть проводитися і шляхом наділення його якимись особливими властивостями, насправді нездійсненними. Прикладом може служити введена шляхом ідеалізації у фізику абстракція, відома під назвою абсолютно чорного тіла (таке тіло наділяється неіснуючою в природі властивістю поглинати всю променисту енергію, що потрапляє на нього, нічого не відображаючи і нічого не пропускаючи крізь себе).

Доцільність використання ідеалізації визначається такими обставинами:

По-перше, «ідеалізація доцільна тоді, коли реальні об'єкти, що підлягають дослідженню, досить складні для наявних засобів теоретичного, зокрема математичного, аналізу, а по відношенню до ідеалізованого випадку можна, додавши ці кошти, побудувати і розвинути теорію, в певних умовах і цілях ефективну. для опису властивостей і поведінки цих реальних об'єктів. Останнє, по суті, засвідчує плідність ідеалізації, відрізняє її від безплідної фантазії» 2 .

По-друге, ідеалізацію доцільно використовувати в тих випадках, коли необхідно виключити деякі властивості, зв'язку досліджуваного об'єкта, без яких він існувати не може, але які затемнюють істоту процесів, що протікають у ньому. Складний об'єкт представляється хіба що в «очищеному» вигляді, що полегшує вивчення.

По-третє, застосування ідеалізації доцільно тоді, коли виключені з розгляду якості, боку, зв'язку досліджуваного об'єкта впливають у межах цього дослідження з його сутність. При цьому правильний вибір допустимості такої ідеалізації відіграє велику роль.

Слід зазначити, що характер ідеалізації може бути різним, якщо існують різні теоретичні підходи до вивчення якогось явища. Як приклад можна вказати на три різні поняття «ідеального газу», що сформувалися під впливом різних теоретико-фізичних уявлень: Максвелла-Больцмана, Бозе-Ейнштейна та Фермі-Дірака. Однак отримані при цьому всі три варіанти ідеалізації виявилися плідними щодо газових станів різної природи: ідеальний газ Максвелла-Больцмана став основою досліджень звичайних молекулярних розріджених газів, що знаходяться при досить високих температурах; ідеальний газ Бозе-Ейнштейна був застосований для вивчення фотонного газу, а ідеальний газ Фермі-Дірака допоміг вирішити низку проблем електронного газу.

Будучи різновидом абстрагування, ідеалізація допускає елемент чуттєвої наочності (звичайний процес абстрагування веде до утворення уявних абстракцій, які не мають ніякої наочності). Ця особливість ідеалізації дуже важлива для реалізації такого специфічного методу теоретичного пізнання, яким є уявний експеримент (його також називають розумовим, суб'єктивним, уявним, ідеалізованим).

Думковий експеримент передбачає оперування ідеалізованим об'єктом (замінює в абстракції об'єкт реальний), яке полягає в уявному підборі тих чи інших положень, ситуацій, що дозволяють виявити якісь важливі особливості об'єкта, що досліджується. У цьому вся проявляється певне подібність уявного (ідеалізованого) експерименту з реальним. Понад те, будь-який реальний експеримент, як бути здійсненим практично, спочатку «програється» дослідником подумки у процесі обдумування, планування. І тут уявний експеримент виступає ролі попереднього ідеального плану реального експерименту.

Разом про те уявний експеримент грає і самостійну роль науці. При цьому, зберігаючи подібність із реальним експериментом, він водночас суттєво відрізняється від нього.

У науковому пізнанні можуть бути випадки, коли при дослідженні деяких явищ, ситуацій проведення реальних експериментів виявляється взагалі неможливим. Ця прогалина в пізнанні може заповнити лише уявний експеримент.

Наукова діяльність Галілея, Ньютона, Максвелла, Карно, Ейнштейна та інших вчених, які заклали основи сучасного природознавства, свідчить про суттєву роль уявного експерименту у формуванні теоретичних ідей. Історія розвитку фізики багата на факти використання уявних експериментів. Прикладом можуть бути уявні експерименти Галілея, які призвели до відкриття закону інерції. «... Закон інерції, - писали А. Ейнштейн і Л. Інфельд, - не можна вивести безпосередньо з експерименту, його можна вивести умоглядно - мисленням, пов'язаним із спостереженням. Цей експеримент ніколи не можна виконати насправді, хоча він веде до глибокого розуміння дійсних експериментів» 3 .

Подумковий експеримент може мати велику евристичну цінність, допомагаючи інтерпретувати нове знання, отримане суто математичним шляхом. Це підтверджується багатьма прикладами з науки.

Метод ідеалізації, який виявляється дуже плідним у багатьох випадках, має водночас певні обмеження. Крім того, будь-яка ідеалізація обмежена конкретною областю явищ і служить для вирішення певних проблем. Це добре видно хоча б на прикладі вищевказаної ідеалізації «абсолютно чорне тіло».

Основне позитивне значення ідеалізації як методу наукового пізнання полягає в тому, що одержувані на її основі теоретичні побудови дозволяють ефективно досліджувати реальні об'єкти і явища. Спрощення, що досягаються за допомогою ідеалізації, полегшують створення теорії, що розкриває закони досліджуваної галузі явищ матеріального світу. Якщо теорія загалом правильно описує реальні явища, то правомірні та покладені на її основу ідеалізації.

3. Формалізація.

Під формалізацією розуміється особливий підхід у науковому пізнанні, який полягає у використанні спеціальної символіки, що дозволяє відволіктися від вивчення реальних об'єктів, від змісту теоретичних положень, що їх описують, і оперувати натомість деякою безліччю символів (знаків).

Цей прийом полягає в побудові абстрактно-математичних моделей, що розкривають сутність процесів дійсності, що вивчаються. При формалізації міркування про об'єкти переносяться у площину оперування зі знаками (формулами). Відносини знаків замінюють собою висловлювання про властивості та відносини предметів. Таким шляхом створюється узагальнена знакова модель деякої предметної області, що дозволяє виявити структуру різних явищ і процесів при відволіканні якісних характеристик останніх. Висновок одних формул з інших за суворими правилами логіки та математики представляє формальне дослідження основних характеристик структури різних, часом досить далеких за своєю явищем.

Яскравим прикладом формалізації є математичні описи різних об'єктів, що широко використовуються в науці, явищ, що ґрунтуються на відповідних змістовних теоріях. При цьому математична символіка не тільки допомагає закріпити вже наявні знання про досліджувані об'єкти, явища, але й виступає свого роду інструментом у процесі подальшого їх пізнання.

Для побудови будь-якої формальної системи необхідно: а) завдання алфавіту, тобто певного набору знаків; б) завдання правил, якими з вихідних знаків цього алфавіту може бути отримані «слова», «формули»; в) завдання правил, за якими від одних слів, формул даної системи можна переходити до інших слів та формул (так звані правила виведення).

У результаті створюється формальна знакова система у вигляді певної штучної мови. Важливою перевагою цієї системи є можливість проведення у межах дослідження якогось об'єкта суто формальним шляхом (оперування знаками) без безпосереднього звернення до цього об'єкту.

Інша перевага формалізації полягає у забезпеченні стислості та чіткості запису наукової інформації, що відкриває великі можливості для оперування нею.

Опис роботи

Процес пізнання завжди починається з розгляду конкретних предметів, що чуттєво сприймаються, і явищ, їх зовнішніх ознак, властивостей, зв'язків. Тільки в результаті вивчення чуттєво-конкретної людини приходить до якихось узагальнених уявлень, понять, до тих чи інших теоретичних положень, тобто наукових абстракцій. Отримання цих абстракцій пов'язане зі складною діяльністю мислення, що абстрагує.

Абстрагування - це уявне виділення, вичленування деяких елементів конкретної множини і відволікання їхню відмінність від інших елементів даної множини. Це один із основних процесів розумової діяльності людини, що спирається на знакове опосередкування і дозволяє перетворити на об'єкт розгляду різні властивості предметів. Це теоретичне узагальнення дозволяє відобразити основні закономірності досліджуваних об'єктів чи явищ, вивчати їх, а також прогнозувати нові, невідомі закономірності. Як абстрактних об'єктів виступають цілісні освіти, що становлять безпосередній зміст людського мислення - поняття, судження, умовиводи, закони, математичні структури та ін.

Ідеалізація. Думкова діяльність дослідника в процесі наукового пізнання включає особливий вид абстрагування, який називають ідеалізацією. Ідеалізаціяявляє собою уявне внесення певних змін до об'єкта, що вивчається відповідно до цілей досліджень.

Внаслідок таких змін можуть бути, наприклад, виключені з розгляду якісь властивості, сторони, ознаки об'єктів. Зміни об'єкта, досягнуті у процесі ідеалізації, можуть проводитися і шляхом наділення його якимись особливими властивостями, насправді нездійсненними. Прикладом може служити введена шляхом ідеалізації у фізику абстракція, відома під назвою абсолютно чорного тіла (таке тіло наділяється неіснуючою в природі властивістю поглинати всю променисту енергію, що потрапляє на нього, нічого не відображаючи і нічого не пропускаючи крізь себе).

Під формалізацією розуміється особливий підхід у науковому пізнанні, який полягає у використанні спеціальної символіки, що дозволяє відволіктися від вивчення реальних об'єктів, від змісту теоретичних положень, що їх описують, і оперувати натомість деякою безліччю символів (знаків).

Цей прийом полягає в побудові абстрактно-математичних моделей, що розкривають сутність процесів дійсності, що вивчаються. При формалізації міркування про об'єкти переносяться у площину оперування зі знаками (формулами).

Яскравим прикладом формалізації є математичні описи різних об'єктів, що широко використовуються в науці, явищ, що ґрунтуються на відповідних змістовних теоріях. При цьому математична символіка не тільки допомагає закріпити вже наявні знання про досліджувані об'єкти, явища, але й виступає свого роду інструментом у процесі подальшого їх пізнання.

Для побудови будь-якої формальної системи необхідно: а) завдання алфавіту, тобто певного набору знаків; б) завдання правил, якими з вихідних знаків цього алфавіту може бути отримані «слова», «формули»; в) завдання правил, за якими від одних слів, формул даної системи можна переходити до інших слів та формул (так звані правила виведення).

Модель та її типи

Модель- деякий матеріальний чи подумки представлений об'єкт чи явище, замещающий оригінальний об'єкт чи явище, зберігаючи лише деякі важливі його властивості, наприклад, у процесі пізнання (споглядання, аналізу та синтезу) чи конструювання.

Усі існуючі моделі поділяються на матеріальні (механічні зразки, різні копії оригіналів тощо) та ідеальні (знакові). До знакових моделей відносяться вербальні (словесні) та математичні (різноманітні схеми, креслення, графіки, формули). У системному аналізі перевагу мають математичні моделі (це математичне уявлення реальності)