Общенаучные методы теоретического познания

Общенаучные методы теоретического познания 
(абстрагирование, идеализация, формализация, индукция, дедукция)

Абстрагирование - метод теоретического познания, заключающийся в мысленном отвлечении от несущественных свойств, связей, отношений предметов и одновременном выделении, фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов.

Результат, получаемый в  процессе абстрагирования - абстракция.

Классификация научных абстракций:

• Абстракция отождествления - образование понятий путем объединения в особый класс, путем отождествления предметов, связанных отношением типа равенства.
• Изолирующая абстракция - выделение свойств и отношений, неразрывно связанных с предметами, и обозначение их определенными "именами", что придает таким абстракциям статус самостоятельных предметов (например: "белизна", "электропроводность" и т. д.).
• Абстракция актуальной бесконечности - отвлечение от незавершенности процесса образования бесконечного множества, от невозможности задать его полным списком всех элементов. Такое множество просто рассматривается как данное, как существующее.
• Абстракция потенциальной осуществимости - отвлечение от реальных границ человеческих возможностей, обусловленных ограниченностью человеческой жизни в пространстве и времени.

Идеализация - метод теоретического познания, заключающийся в мысленном внесении определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований.

В результате таких изменений  могут быть, во-первых, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов (например, материальная точка - абстрактный объект, размерами которого пренебрегают); во-вторых, объект может быть наделен какими-то особыми свойствами, в реальной действительности не существующими (например, широко используемая в физике идеализация абсолютно черное тело - объект наделяется несуществующим в природе свойством поглощать абсолютно всю падающую на него лучистую энергию, ничего не отражая и ничего не пропуская сквозь себя).

Целесообразность использования  идеализации как метода исследований определяется следующими положениями:

• когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического;
• когда необходимо исключать некоторые свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но который затеняет сущность протекающих в нем процессов. Сложный объект представляется как бы в "очищенном" виде, что облегчает его изучение;
• когда исключаемые из рассмотрения свойства, стороны, связи изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность.

Формализация - метод теоретического познания, заключающийся в использовании специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков). Например, широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений.

Для построения любой формальной системы необходимо:

1. задать алфавит, то есть определенный набор знаков;
2. задать правила, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены "слова", "формулы";
3. задать правила, по которым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам.

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного  искусственного языка.

Достоинства этой системы:

• возможность проведения в ее рамках исследования объекта чисто формальным путем (оперирование знаками) без непосредственного обращения к этому объекту;
• обеспечение краткости и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности для оперирования ею.

Индукция - есть метод теоретического познания, основывающийся на формально-логическом умозаключении, когда на основании знания части предметов класса делается вывод о классе в целом. Различают следующие виды индукции:

• Неполная индукция. Общий вывод получается из посылок, не охватывающих всех предметов класса.
• Полная индукция. Вывод об общем классе предметов делается на основании изучения всех предметов класса.
• Эмпирическая индукция. Рассуждение, основанное на непосредственном (опытном) исследовании элементов относительно небольшого и регистрируемого множества.
• Популярная индукция. Установление повторяемости признаков у некоторых явлений класса путем их простого перечисления.
• Научная индукция. Установление повторяемости признака у некоторых явлений класса на основе обнаружения причинной зависимости этого признака от определенных свойств явления.

Родоначальником классического  индуктивного метода познания является Ф. Бэкон (1561-1626) - виднейший английский философ ХVII века. Но он трактовал индукции чрезвычайно широко, считал ее важнейшим методом открытия новых истин в науке, главным научным средством научного познания природы. Такое неоправданно расширенное понимание роли индукции в научном исследовании получило наименовании всеиндуктивизма.

Дедукция - метод теоретического исследования, когда вывод о некотором элементе множества делается на основании знания общих свойств всего множества.

В науке Нового времени  основным пропагандистом дедуктивного метода был крупнейший французский  математик и философ Р. Декарт (1596-1650). Декарт односторонне преувеличивал значение интеллектуальной стороны за счет опытной в процессе познания истины.

В реальном процессе научного познания индукция и дедукция не используются изолированно друг от друга, а каждый метод применяется на соответствующем  этапе исследования.

Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом 
и теоретическом уровнях познания  
(анализ, синтез, моделирование).

Анализ - метод познания, содержанием которого является совокупность приемов и закономерностей расчленения объекта исследования на составные его части.

В качестве таких частей могут быть использованы какие-то вещественные элементы объекта или же его свойства, признаки, отношения.

Анализ занимает важное место  в изучении объектов материального  мира. Но он составляет лишь первый этап процесса познания. Для постижения объекта как единого целого нельзя ограничиваться изучением лишь его  составных частей. В процессе познания необходимо вскрывать объективно существующие связи между ними, рассматривать  их в единстве. Поэтому метод анализа  дополняется другим методом - синтезом.

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

Анализ и синтез как  методы познания используются как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях исследования.

Под моделированием понимается изучение моделируемого объекта (оригинала), базирующееся на взаимооднозначном соответствии определенной части свойств оригинала и замещающего его при исследовании объекта (модели) и включающее в себя построение модели, изучение ее и перенос полученных сведений на моделируемый объект - оригинал.

Применяется следующая классификация  моделей. По цели использования моделей  в процессе познания они подразделяются на эвристические и дидактические; по способу воспроизведения информации - на знаковые и вещественно-технические  модели; по степени участия человека в создании моделей - естественные и  искусственные модели.

Метод моделирования непрерывно развивается. На смену одним типам  моделей приходят другие. Однако неизменным остается важность, а иногда и незаменимость  моделирования как метода познания.

Критерии научности.

Известно несколько критериев  разграничения научных и псевдонаучных  идей - это:

1. Принцип верификации. Принцип употребляется в логике и методологии науки для установления истинности научных утверждений в результате их эмпирической проверки.

Различают:

• непосредственную верификацию - как прямую проверку утверждений, формулирующих данные наблюдения и эксперимента;
• косвенную верификацию - как установление логических отношений между косвенно верифицируемыми утверждениями.

Принцип верификации позволяет  в первом приближении ограничить научное знание от явно вненаучного. Однако он не может помочь там, где система идей скроена так, что решительно все возможные эмпирические факты можно истолковать в ее пользу - идеология, религия, астрология и т. п.

2. Принцип фальсификации. Его суть: критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость, или опровержимость, то есть только, то знание может претендовать на звание "научного", которое в принципе опровержимо. Принцип фальсификации делает знание относительным, лишая его неизменности, абсолютности, законченности.
3. Рациональный принцип является основным средством обоснованности знания. Он выступает в качестве ориентира на определенные нормы, идеалы научности, эталоны научных результатов. В рамках рационального стиля мышления научное знание характеризуют следующие методологические критерии:
• универсальность, то есть исключение любой конкретики - места, времени, субъекта и т. п.;
• согласованность, или непротиворечивость, обеспечиваемая дедуктивным способом развертывания системы знания;
• простота; хорошей считается та теория, которая объясняет максимально широкий круг явлений, опираясь на минимальное количество принципов;
• объяснительный потенциал;
• наличие предсказательной силы.

В целом выделяют следующие характерные черты науки.

• Универсальность - сообщает знания, истинные для всего универсума при тех условиях, при которых они добыты человеком.
• Фрагментарность - изучает не бытие в целом, а различные фрагменты реальности или ее параметры; сама же делится на отдельные дисциплины.
• Общезначимость - получаемые знания пригодны для всех людей; язык науки - однозначный, фиксирующий термины и понятия, что способствует объединению людей.
• Обезличенность - ни индивидуальные особенности ученого, ни его национальность или место проживания никак не представлены в конечных результатах научного познания.
• Систематичность - наука имеет определенную структуру, а не является бессвязным набором частей.
• Незавершенность - хотя научное знание безгранично растет, оно не может достичь абсолютной истины, после познания которой уже нечего будет исследовать.
• Преемственность - новые знания определенным образом и по строгим правилам соотносятся со старыми знаниями.
• Критичность - готовность поставить под сомнение и пересмотреть свои, даже основополагающие результаты.
• Достоверность - научные выводы требуют, допускают и проходят проверку по определенным сформулированным требованиям.
• Внеморальность - научные истины нейтральны в морально-этическом плане, а нравственные оценки могут относиться либо к деятельности по получению знания, либо к деятельности по его применению.
• Рациональность - получение знаний на основе рациональных процедур и законов логики, формирование теорий и их положений, выходящих за рамки эмпирического уровня.
• Чувственность - научные результаты требуют эмпирической проверки с использованием восприятия и только после этого признаются достоверными.

Эти черты науки образуют шесть диалектически взаимосвязанных  пар:

1. универсальность - фрагментарность,
2. общезначимость - обезличенность,
3. систематичность - незавершенность,
4. преемственность - критичность,
5. достоверность - внеморальность,
6. рациональность - чувственность.

2

Общенаучные методы теоретического познания.

Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному.

Процесс познания всегда начинается с рассмотрения конкретных, чувственно воспринимаемых предметов и явлений, их внешних признаков, свойств, связей. Только в результате изучения чувственно-конкретного  человек приходит к каким-то обобщенным представлениям, понятиям, к тем  или иным теоретическим положениям, т. е. научным абстракциям. Получение  этих абстракций связано со сложной  абстрагирующей деятельностью мышления.

В процессе абстрагирования происходит отход (восхождение) от чувственно воспринимаемых конкретных объектов (со всеми их свойствами, сторонами и т. д.) к воспроизводимым  в мышлении абстрактным представлениям о них. При этом чувственно-конкретное восприятие как бы “...испаряется до степени абстрактного определения”. Абстрагирование, таким образом, заключается  в мысленном отвлечении от каких-то — менее существенных — свойств, сторон, признаков изучаемого объекта  с одновременным выделением, формированием  одной или нескольких существенных сторон, свойств, признаков этого  объекта. Результат, получаемый в процессе абстрагирования, именуют абстракцией (или используют термин “абстрактное”  — в отличие от конкретного).

В научном познании широко применяются, например, абстракции отождествления и изолирующие абстракции. Абстракция отождествления представляет собой  понятие, которое получается в результате отождествления некоторого множества  предметов (при этом отвлекаются  от целого ряда индивидуальных свойств, признаков данных предметов) и объединения  их в особую группу. Примером может служить группировка всего множества растений и животных, обитающих на нашей планете, в особые виды, роды, отряды и т. д. Изолирующая абстракции получается путем выделения некоторых свойств, отношений, неразрывно связанных с предметами материального мира, в самостоятельные сущности (“устойчивость”, “растворимость”, “электропроводность” и т. д.).

Переход от чувственно-конкретного к абстрактному всегда связан с известным упрощением действительности. Вместе с тем, восходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность. При этом исследователь вначале находит главную связь (отношение) изучаемого объекта, а затем, шаг за шагом прослеживая, как она видоизменяется в различных условиях, открывает новые связи, устанавливает их взаимодействия и таким путем отображает во всей полноте сущность изучаемого объекта.

Процесс перехода от чувственно-эмпирических, наглядных представлений об изучаемых  явлениях к формированию определенных абстрактных, теоретических конструкций, отражающих сущность этих явлений, лежит  в основе развития любой науки.

Поскольку конкретное (т. е. реальные объекты, процессы материального мира) есть совокупность множества свойств, сторон, внутренних и внешних связей и отношений, его невозможно познать  во всем его многообразии, оставаясь  на этапе чувственного познания, ограничиваясь  им. Поэтому и возникает потребность  в теоретическом осмыслении конкретного, т. е. восхождении от чувственно-конкретного  к абстрактному.

Но формирование научных абстракций, общих теоретических положений  не является конечной целью познания, а представляет собой только средство более глубокого, разностороннего  познания конкретного. Поэтому необходимо дальнейшее движение (восхождение) познания от достигнутого абстрактного вновь  к конкретному. Получаемое на этом этапе исследования знание о конкретном будет качественно иным по сравнению с тем, которое имелось на этапе чувственного познания. Другими словами, конкретное в начале процесса познания (чувственно-конкретное, являющееся его исходным моментом) и конкретное, постигаемое в конце познавательного процесса (его называют логически-конкретным, подчеркивая роль абстрактного мышления в его постижении), коренным образом отличаются друг от друга.

Логически-конкретное есть теоретически воспроизведенное в мышлении исследователя  конкретное во всем богатстве его  содержания.

Оно содержит в себе уже не только чувственно воспринимаемое, но и нечто  скрытое, недоступное чувственному восприятию, нечто существенное, закономерное, постигнутое лишь с помощью теоретического мышления, с помощью определенных абстракций.

Метод восхождения от абстрактного к конкретному применяется при построении различных научных теорий и может использоваться как в общественных, так и в естественных науках. Например, в теории газов, выделив основные законы идеального газа — уравнения Клапейрона, закон Авогадро и т. д., исследователь идет к конкретным взаимодействиям и свойствам реальных газов, характеризуя их существенные стороны и свойства. По мере углубления в конкретное вводятся все новые абстракции, которые выступают в качестве более глубокого отображения сущности объекта. Так, в процессе развития теории газов было выяснено, что законы идеального газа характеризуют поведение реальных газов только при небольших давлениях. Это было вызвано тем, что абстракция идеального газа пренебрегает силами притяжения молекул. Учет этих сил привел к формулировке закона Ван-дер-Ваальса. По сравнению с законом Клапейрона этот закон выразил сущность поведения газов более конкретно и глубоко.  

Идеализация. Мысленный эксперимент.

Мыслительная деятельность исследователя  в процессе научного познания включает в себя особый вид абстрагирования, который называют идеализацией. Идеализация  представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый  объект в соответствии с целями исследований.

В результате таких изменений могут  быть, например, исключены из рассмотрения какие-то свойства, стороны, признаки объектов. Так, широко распространенная в механике идеализация, именуемая материальной точкой, подразумевает тело, лишенное всяких размеров. Такой абстрактный  объект, размерами которого пренебрегают, удобен при описании движения, самых  разнообразных материальных объектов от атомов и молекул и до планет Солнечной системы.

Изменения объекта, достигаемые в  процессе идеализации, могут производиться  также и путем наделения его  какими-то особыми свойствами, в  реальной действительности неосуществимыми. Примером может служить введенная  путем идеализации в физику абстракция, известная под названием абсолютно  черного тела (такое тело наделяется несуществующим в природе свойством  поглощать абсолютно всю попадающую на него лучистую энергию, ничего не отражая  и ничего не пропуская сквозь себя).

Целесообразность использования  идеализации определяется следующими обстоятельствами:

Во-первых, “идеализация целесообразна  тогда, когда подлежащие исследованию реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств теоретического, в частности математического, анализа, а по отношению к идеализированному  случаю можно, приложив эти средства, построить и развить теорию, в  определенных условиях и целях эффективную, для описания свойств и поведения  этих реальных объектов. Последнее, в  сущности, и удостоверяет плодотворность идеализации, отличает ее от бесплодной фантазии”.

Во-вторых, идеализацию целесообразно  использовать в тех случаях, когда  необходимо исключить некоторые  свойства, связи исследуемого объекта, без которых он существовать не может, но которые затемняют существо протекающих  в нем процессов. Сложный объект представляется как бы в “очищенном”  виде, что облегчает его изучение.

В-третьих, применение идеализации  целесообразно тогда, когда исключаемые  из рассмотрения свойства, стороны, связи  изучаемого объекта не влияют в рамках данного исследования на его сущность. При этом правильный выбор допустимости подобной идеализации играет очень  большую роль.

Следует отметить, что характер идеализации  может быть весьма различным, если существуют разные теоретические подходы к изучению какого-то явления. В качестве примера можно указать на три разных понятия “идеального газа”, сформировавшихся под влиянием различных теоретико-физических представлений: Максвелла-Больцмана, Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Однако полученные при этом все три варианта идеализации оказались плодотворными при изучении газовых состояний различной природы: идеальный газ Максвелла-Больцмана стал основой исследований обычных молекулярных разреженных газов, находящихся при достаточно высоких температурах; идеальный газ Бозе-Эйнштейна был применен для изучения фотонного газа, а идеальный газ Ферми-Дирака помог решить ряд проблем электронного газа.

Будучи разновидностью абстрагирования, идеализация допускает элемент  чувственной наглядности (обычный  процесс абстрагирования ведет  к образованию мысленных абстракций, не обладающих никакой наглядностью). Эта особенность идеализации  очень важна для реализации такого специфического метода теоретического познания, каковым является мысленный  эксперимент (его также называют умственным, субъективным, воображаемым, идеализированным).

Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом (замещающим в абстракции объект реальный), которое заключается в мысленном  подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. В этом проявляется определенное сходство мысленного (идеализированного) эксперимента с реальным. Более того, всякий реальный эксперимент, прежде чем быть осуществленным на практике, сначала “проигрывается” исследователем мысленно в процессе обдумывания, планирования. В этом случае мысленный эксперимент выступает в роли предварительного идеального плана реального эксперимента.

Вместе с тем мысленный эксперимент  играет и самостоятельную роль в  науке. При этом, сохраняя сходство с реальным экспериментом, он в то же время существенно отличается от него.

В научном познании могут быть случаи, когда при исследовании некоторых  явлений, ситуаций, проведение реальных экспериментов оказывается вообще невозможным. Этот пробел в познании может восполнить только мысленный  эксперимент.

Научная деятельность Галилея, Ньютона, Максвелла, Карно, Эйнштейна и других ученых, заложивших основы современного естествознания, свидетельствует о  существенной роли мысленного эксперимента в формировании теоретических идей. История развития физики богата фактами  использования мысленных экспериментов. Примером могут служить мысленные  эксперименты Галилея, приведшие к  открытию закона инерции. “...Закон  инерции, — писали А. Эйнштейн и Л. Инфельд, — нельзя вывести непосредственно из эксперимента, его можно вывести умозрительно — мышлением, связанным с наблюдением. Этот эксперимент никогда нельзя выполнить в действительности, хотя он ведет к глубокому пониманию действительных экспериментов”.

Мысленный эксперимент может иметь  большую эвристическую ценность, помогая интерпретировать новое  знание, полученное чисто математическим путем. Это подтверждается многими  примерами из истории науки.

Метод идеализации, оказывающийся  весьма плодотворным во многих случаях, имеет в то же время определенные ограничения. Кроме того, любая идеализация  ограничена конкретной областью явлений  и служит для решения только определенных проблем. Это, хорошо видно хотя бы на примере вышеуказанной идеализации  “абсолютно черное тело”.

Основное положительное значение идеализации как метода научного познания заключается в том, что  получаемые на ее основе теоретические  построения позволяют затем эффективно исследовать реальные объекты и  явления. Упрощения, достигаемые с  помощью идеализации, облегчают  создание теории, вскрывающей законы исследуемой области явлений  материального мира. Если теория в  целом правильно описывает реальные явления, то правомерны и положенные в ее основу идеализации.  

Формализация.

Под формализацией понимается особый подход в научном познании, который  заключается в использовании  специальной символики, позволяющей  отвлечься от изучения реальных объектов, от содержания описывающих их теоретических  положений и оперировать вместо этого некоторым множеством символов (знаков).

Этот прием заключается в  построении абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых  процессов действительности. При  формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами). Отношения знаков заменяют собой высказывания о свойствах  и отношениях предметов. Таким путем  создается обобщенная знаковая модель некоторой предметной области, позволяющая  обнаружить структуру различных  явлений и процессов при отвлечении от качественных характеристик последних. Вывод одних формул из других по строгим правилам логики и математики представляет формальное исследование основных характеристик структуры различных, порой весьма далеких по своей природе явлений.

Ярким примером формализации являются широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений, основывающиеся на соответствующих  содержательных теориях. При этом используемая математическая символика не только помогает закрепить уже имеющиеся  знания об исследуемых объектах, явлениях, но и выступает своего рода инструментом в процессе дальнейшего их познания.

Для построения любой формальной системы  необходимо: а) задание алфавита, т. е. определенного набора знаков; б) задание  правил, по которым из исходных знаков этого алфавита могут быть получены “слова”, “формулы”; в) задание правил, по которым от одних слов, формул данной системы можно переходить к другим словам и формулам (так  называемые правила вывода).

В результате создается формальная знаковая система в виде определенного  искусственного языка. Важным достоинством этой системы является возможность  проведения в ее рамках исследования какого-либо объекта чисто формальным путем (оперирование знаками) без непосредственного  обращения к этому объекту.

Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости  и четкости записи научной информации, что открывает большие возможности  для оперирования ею.

Разумеется, формализованные искусственные  языки не обладают гибкостью и  богатством языка естественного. Зато в них отсутствует многозначность терминов (полисемия), свойственная естественным языкам. Они характеризуются точно  построенным синтаксисом (устанавливающим  правила связи между знаками  безотносительно их содержания) и  однозначной семантикой (семантические  правила формализованного языка  вполне однозначно определяют соотнесенность знаковой системы с определенной предметной областью). Таким образом, формализованный язык обладает свойством  моносемичности.

Возможность представить те или  иные теоретические положения науки  в виде формализованной знаковой системы имеет большое значение для познания. Но при этом следует  иметь в виду, что формализация той или иной теории возможна только при учете ее содержательной стороны. “Голое математическое уравнение еще  не представляет физической теории, чтобы  получить физическую теорию, необходимо придать математическим символам конкретное эмпирическое содержание”.

Расширяющееся использование формализации как метода теоретического познания связано не только с развитием  математики. В химии, например, соответствующая химическая символика, вместе с правилами оперирования ею явилась одним из вариантов формализованного искусственного языка. Все более важное место метод формализации занимал в логике по мере ее развития. Труды Лейбница положили начало созданию метода логических исчислений. Последний привел к формированию в середине XIX в. математической логики, которая во второй половине нашего столетия сыграла важную роль в развитии кибернетики, в появлении электронных вычислительных машин, в решении задач автоматизации производства и т. д.

Язык современной науки существенно  отличается от естественного человеческого  языка. Он содержит много специальных  терминов, выражений, в нем широко используются средства формализации, среди которых центральное место  принадлежит математической формализации. Исходя из потребностей науки, создаются  различные искусственные языки, предназначенные для решения  тех или иных задач. Все множество  созданных и создаваемых искусственных  формализованных языков входит в  язык науки, образуя мощное средство научного познания.  

Аксиоматический метод.

При аксиоматическом построении теоретического знания сначала задается набор исходных положений, не требующих доказательства (по крайней мере, в рамках данной системы знания). Эти положения  называются аксиомами, или постулатами. Затем из них по определенным правилам строится система выводных предложений. Совокупность исходных аксиом и выведенных на их основе предложений образует аксиоматически построенную теорию.