Уровни научного познания примеры. Особенности научного познания

Эмпирический уровень познания

Предметом исследования на эмпирическом уровне являются свойства, связи, отношения объекта, которые доступны чувственному восприятию. Следует отличать эмпирические объекты науки от объектов реальности, поскольку первые – это определенные абстракции, выделяющие в реальности некоторый ограниченный набор свойств, связей и отношений. Реальному же объекту присуще бесконечное число признаков, он неисчерпаем в своих свойствах, связях, отношениях. Именно это определяет гносеологическую направленность исследования на эмпирическом уровне – изучение явлений (феноменов) и поверхностных связей между ними и доминирование чувственного коррелята в исследовании.

Основная задача познания на эмпирическом уровне – получение исходной эмпирической информации об изучаемом объекте. Чаще всего для этого используются такие методы познания как наблюдение и эксперимент.

Знание, которое формируется в процессе эмпирических исследований – наблюдения, постановки и проведения экспериментов, сбора и описания наблюдаемых явлений и фактов, их эмпирической систематизации и обобщения – выражают в форме научного факта и эмпирического обобщения (закона).

Эмпирический закон является результатом индуктивного обобщения опытов и представляет собой вероятностно-истинное знание. Увеличение количества опытов само по себе не делает эмпирическую зависимость достоверным знанием, поскольку эмпирическое обобщение всегда имеет дело с неполным опытом.

Главной познавательной функцией, которую выполняет научное познание на эмпирическом уровне, является описание явлений.

Научное исследование не удовлетворяется описанием явлений и эмпирическим обобщением, стремясь раскрыть причины и сущностные связи между явлениями, исследователь переходит на теоретический уровень познания.

Средства и методы эмпирического исследования. Наблюдение и эксперимент, виды эксперимента

1. Наблюдение – планомерное, целенаправленное пассивное изучение предметов, опирающееся в основном на данные органов чувств. В ходе наблюдения мы получаем знания не только о внешних сторонах объекта познания, но и - в качестве конечной цели - о его существенных свойствах и отношениях.

Наблюдение может быть непосредственным и опосредованным различными приборами и другими техническими устройствами. По мере развития науки оно становится все более сложным и опосредованным. Наблюдение фиксирует и регистрирует факты, описывает объект исследования, обеспечивая эмпирическую информацию, необходимую для постановки новых проблем и выдвижения гипотез.

Основные требования, которые предъявляются к научному описанию, направлены на то, чтобы оно было возможно более полным, точным и объективным. Описание должно давать достоверную и адекватную картину самого объекта, точно отображать изучаемые явления. Важно, чтобы понятия, используемые для описания, всегда имели четкий и однозначный смысл. Важным моментом наблюдения является интерпретация его результатов - расшифровка показаний приборов и т.п.

2. Эксперимент – это метод познания, при котором явления изучаются в контролируемых и управляемых условиях. Субъект активно вмешивается в процесс исследования, воздействуя на изучаемый объект посредством специального инструментария и приборов, целенаправленно и фиксировано изменяет объект, выявляя новые его свойства. Благодаря этому исследователю удается изолировать объект от влияния побочных и затемняющих его сущность явлений и изучать явление в чистом виде; планомерно изменять условия протекания процесса; многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксированных и поддающихся контролю условиях.

Основные особенности эксперимента: а) более активное (чем при наблюдении) отношение к объекту исследования, вплоть до его изменения и преобразования; б) возможность контроля за поведением объекта и проверки результатов; в) многократная воспроизводимость изучаемого объекта по желанию исследователя; г) возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не наблюдаются в естественных условиях.

Виды (типы) экспериментов весьма разнообразны. Так, по своим функциям выделяют исследовательские (поисковые) , проверочные (контрольные), воспроизводящие эксперименты . По характеру объектов различают физические, химические, биологические, социальные и т.п. Существуют эксперименты качественные и количественные . Широкое распространение в современной науке получил мысленный эксперимент - система мыслительных процедур, проводимых над идеализированными объектами.

3. Сравнение - познавательная операция, выявляющая сходство или различие объектов (либо ступеней развития одного и того же объекта), т.е. их тождество и различия. Оно имеет смысл только в совокупности однородных предметов, образующих класс. Сравнение предметов в классе осуществляется по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом предметы, сравниваемые по одному признаку, могут быть несравнимы по другому.

Сравнение является основой такого логического приема, как аналогия (см. далее), и служит исходным пунктом сравнительно-исторического метода. Его суть - выявление общего и особенного в познании различных ступеней (периодов, фаз) развития одного и того же явления или разных сосуществующих явлений.

4. Описание - познавательная операция, состоящая в фиксировании результатов опыта (наблюдения или эксперимента) с помощью определенных систем обозначения, принятых в науке.

5. Измерени е - совокупность действий, выполняемых при помощи определенных средств с целью нахождения числового значения измеряемой величины в принятых единицах измерения.

Следует подчеркнуть, что методы эмпирического исследования никогда не реализуются "вслепую", а всегда "теоретически нагружены", направляются определенными концептуальными идеями.

Основные методы научного познания

Понятие метод означает совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Это система принципов, приемов, правил, требований, которыми необходимо руководствоваться в процессе познания. Владение методами означает для человека знание того, каким образом, в какой последовательности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач, и умение применять это знание на практики. эмпирический естествознание экосистема

Методы научного познания принято подразделять по степени их общности, т. е. по широте применимости в процессе научного исследования.

1. Всеобщие (или универсальные) методы, т.е. общефилософские. Эти методы характеризуют человеческое мышление в целом и применимы во всех сферах познавательной деятельности человека.

Всеобщих методов в истории познания - два: диалектический и метафизический.

Диалектический метод - это метод, исследующий развивающуюся, изменяющуюся реальную действительность. Он признает конкретность истины и предполагает точный учет всех условий, в которых находится объект познания.

Метафизический метод - метод, противоположный диалектическому, рассматривающий мир таким, каков он есть в данный момент, т.е. без развития.

2. Общенаучные методы характеризуют ход познания во всех науках, т. е. имеют весьма широкий, междисциплинарный спектр применения.

Различают два вида научного познания: эмпирический и теоретический.

Эмпирический уровень научного познания характеризуется исследованием реально существующих, чувственно воспринимаемых объектов. Только на этом уровне исследования мы имеем дело с непосредственным взаимодействием человека с изучаемыми природными или социальными объектами. На этом уровне осуществляется процесс накопления информации об исследуемых объектах, явлениях путем проведения наблюдений, выполнения разнообразных измерений, поставки экспериментов. Здесь производится также первичная систематизация получаемых фактических данных в виде таблиц, схем, графиков.

Теоретический уровень научного познания характеризуется преобладанием рационального момента - понятий, теорий, законов и других форм и "мыслительных операций". Объект на данном уровне научного познания может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте, но не в реальном. Однако живое созерцание здесь не устраняется, а становится подчиненным аспектом познавательного процесса. На данном уровне происходит раскрытие наиболее глубоких существенных сторон, связей, закономерностей, присущих изучаемым объектам, явлениям путем обработки данных эмпирического сознания.

Эмпирический и теоретический уровни познания взаимосвязаны между собой. Эмпирический уровень выступает в качестве основы, фундамента теоретического. Гипотезы и теории формируются в процессе теоретического осмысления научных фактов, статистических данных, получаемых на эмпирическом уровне. К тому же теоретическое мышление неизбежно опирается на чувственно-наглядные образы (в том числе схемы, графики) с которыми имеет дело эмпирический уровень исследования.

3. Частно-научные методы, т.е. методы, применимы только в рамках отдельных наук или исследования какого-то конкретного явления. В частно-научных методах могут присутствовать наблюдения, измерения, индуктивные или дедуктивные умозаключения и т. д. Таким образом, частно-научные методы не оторваны от общенаучных. Они тесно связаны с ними, включают в себя специфическое применение общенаучных познавательных приемов для изучения конкретной области объективного мира. Вместе с тем частно-научные методы связаны и со всеобщим, диалектическим методом.

Познание начинается с наблюдения. Наблюдение - это целенаправленное изучение предметов, опирающееся в основном на такие чувственные способности человека, как ощущение, восприятие, представление. Это - исходный метод эмпирического познания, позволяющий получить некоторую первичную информацию об объектах окружающей действительности.

Научное наблюдение характеризуется рядом особенностей:

• -- целенаправленностью (наблюдение должно вестись для решения поставленной задачи исследования, а внимание наблюдателя фиксироваться только на явлениях, связанных с этой задачей);
• -- планомерностью (наблюдение должно проводиться строго по плану, составленному исходя из задачи исследования);
• -- активностью (исследователь должен активно искать, выделять нужные ему моменты в наблюдаемом явлении, привлекая для этого свои знания и опыт, используя различные технические средства наблюдения).

Научные наблюдения всегда сопровождаются описанием объекта познания. С помощью описания чувственная информация переводится на язык понятий, знаков, схем, рисунков, графиков и цифр, принимая тем самым форму, удобную для дальнейшей, рациональной обработки. Важно, чтобы понятия, используемые для описания, всегда имели четкий и однозначный смысл. По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными (свойства, стороны объекта отражаются, воспринимаются органами чувств человека), и опосредованными (проводится с использованием тех или иных технических средств).

Эксперимент

Эксперимент - активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие исследователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искусственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов. Научный эксперимент предполагает наличие четко сформулированной цели исследования. Эксперимент базируется на каких-то исходных теоретических положениях, требует определенного уровня развития технических средств познания, необходимого для его реализации. И, наконец, он должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию.

Существует несколько видов экспериментов:

• 1) лабораторные, 2) естественные, 3) исследовательские (дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства), 4) проверочные (служат для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений),
• 5) изолирующие, 6) качественные (позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление), 7) количественные (устанавливают точные количественные зависимости) и т.д.

Измерение и сравнение

Научные эксперименты и наблюдения, как правило, включает в себя проведение разнообразных измерений. Измерение - это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.

В основе операции измерения лежит сравнение. Чтобы провести сравнение нужно определить единицы измерения величины. Измерения подразделяют на статические и динамические. К статическим измерениям относят измерение размеров тел, постоянного давления и т. п. Примерами динамических измерения является измерение вибрации, пульсирующих давлений и т. п.

Методы теоретического познания

Абстрагирование 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. Переходя от чувственно-конкретного к абстрактному, теоретическому, исследователь получает возможность глубже понять изучаемый объект, раскрыть его сущность.

Идеализация. Мысленный эксперимент

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 - материальная точка 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. При идеализации объект может наделяться какими-то особыми свойствами, в реальной действительности неосуществимыми. Идеализацию целесообразно использовать в тех случаях, когда необходимо исключить некоторые свойства объекта, которые затемняют сущность протекающих в нем процессов. Сложный объект представляется в "очищенном" виде, что облегчает его изучение.

Мысленный эксперимент предполагает оперирование идеализированным объектом, которое заключается в мысленном подборе тех или иных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить какие-то важные особенности исследуемого объекта. Всякий реальный эксперимент, прежде чем быть осуществленным на практике, сначала проделывается исследователем мысленно в процессе обдумывания, планирования.

Эмпирическое знание – первичное научное знание, которое получается при контакте с изучаемым объектом. Эмпирия (лат.) – опыт.

На негативном опыте (ошибках) учатся.

Эмпирическое знание – описательное.

Наука, 3 функции: описание, объяснение и предсказание.

Эмпирический уровень: объяснение отсутствует, но предсказывать можно (если видим, что медь расширяется при нагревании, то можно предсказать, что и другие металлы тоже).

Методы получения знания: эмпирическое исследование осуществляется при помощи наблюдения, эксперимента и измерения.

Наблюдение – присутствует не только при реальном контакте с объектом, но и в нашем воображении (знаковое наблюдение – чтение, математика).

Вначале наблюдение предшествуют познанию, мы формулируем проблему. Мы можем высказать гипотезу. Наблюдение в конце исследования носит проверочный характер нашей теории.

В структуру наблюдения включают: объект, наблюдатель, условия наблюдения, приборы (инструменты), базисные знания.

Научное наблюдение требует протоколирование всех явлений (чтобы учёного могли проверить).

Наблюдения: прямые (объект доступен) и косвенные (объект не доступен, доступны только его следы и т.п., которые он оставил).

Апробация (лат.) – одобрение (оно не от слова «проба»).

Измерение: прямое (измерение длины), косвенное (времени, температуры; температура – энергия движения молекул).

Измерение в науке проводится многократно. Так как все величины будут разные в измерении. Каждый конкретный результат – среднее значение (также считается погрешность).

Эксперимент – активное воздействие на объект. Задача: поиск (не знаем, что будет) или проверяем уже существующую гипотезу.

Эмпирическое знание имеет логическую форму понятия. Когда мы связываем два эмпирических понятия или явления, то получаем законом (чем больше объём, тем меньше давление и пр.).

Эмпирическое знание – первое и последнее научное знание (Конт, Мах, это мнение позитивистов).Теоретическое знание не содержит нового знания, по их мнению.

Но учёный не может быть эмпириком, так как использует язык (а язык абстрактен, он использует понятия, которые нельзя потрогать).

Факт – почти то же самое, что и теория (и то и другое – одно знание). Факт нуждается в интерпретации. Интерпретация факта вкладывает в него значение. У факта всегда много интерпретаций.

Структура факта: то, что мы переживаем (психологический компонент); то, что мы высказали (лингвистический компонент); само событие.

Факты, роль в науке: источник и проверка. Факты должны подтверждать знания. Пост позитивизм (Попер): факт не может подтверждать, но может опровергать теорию.

Локатор: любое научное знание – предположение (оно не может опровергаться и подтверждаться). Цель заменять старые предположения (догадки) новыми. А о том, что новые лучше старых мы «догадываемся».

Научные знания представляют собой сложную развивающуюся систему, в которой по мере эволюции возникают все новые уровни организации. Они оказывают обратное воздействие на ранее сложившиеся уровни знания и трансформируют их. В этом процессе постоянно возникают новые приемы и способы теоретического исследования, меняется стратегия научного поиска.

Существует два вида организации знания: эмпирический и теоретический. Соответственно можно выделить два типа познавательных процедур, порождающих эти знания.

Обращаясь к философскому аспекту этого вопроса необходимо отметить таких философов Нового Времени, как Ф.Бэкон, Т.Гоббс и Д.Локк. Фрэнсис Бэкон говорил, что путем, ведущим к знанию, является наблюдение, анализ, сравнение и эксперимент. Джон Локк полагал, что все наши знания мы черпаем из опыта и ощущений.

Различие эмпирического и теоретического уровней научного познания касается средств исследования, специфики методов и характера предмета исследования.

Рассмотрим средства эмпирического уровня научного познания. Эмпирическое исследование базируется на непосредственном практическом взаимодействии исследователя с изучаемым объектом. Оно предполагает осуществление наблюдений и экспериментальную деятельность. Поэтому средства эмпирического исследования необходимо включают в себя приборы, приборные установки и другие средства реального наблюдения и эксперимента.

В теоретическом же исследовании отсутствует непосредственное практическое взаимодействие с объектами. На этом уровне объект может изучаться только опосредованно, в мысленном эксперименте, но не в реальном.

Кроме средств, которые связаны с организацией экспериментов и наблюдений, в эмпирическом исследовании применяются и понятийные средства. Они функционируют как особый язык, который часто называют эмпирическим языком науки. Он имеет сложную организацию, в которой взаимодействуют собственно эмпирические термины и термины теоретического языка.

Смыслом эмпирических терминов являются особые абстракции, которые можно было бы назвать эмпирическими объектами. Их следует отличать от объектов реальности. Эмпирические объекты - это абстракции, выделяющие в действительности некоторый набор свойств и отношений вещей. Реальные объекты представлены в эмпирическом познании в образе идеальных объектов, обладающих жестко фиксированным и ограниченным набором признаков. Реальному же объекту присуще бесконечное число признаков.

Что же касается теоретического познания, то в нем применяются иные исследовательские средства. Здесь отсутствуют средства материального, практического взаимодействия с изучаемым объектом. Но и язык теоретического исследования отличается от языка эмпирических описаний. В качестве его основы выступают теоретические термины, смыслом которых являются теоретические идеальные объекты.

Особенности средств и методов двух уровней научного познания связаны со спецификой предмета эмпирического и теоретического исследования. На каждом из этих уровней исследователь может иметь дело с одной и той же объективной реальностью, но он изучает ее в разных предметных срезах, в разных аспектах, а поэтому ее видение, ее представление в знаниях будут даваться по-разному. Эмпирическое исследование в основе своей ориентировано на изучение явлений и зависимостей между ними. На этом уровне познания сущностные связи не выделяются еще в чистом виде, но они как бы высвечиваются в явлениях, проступают через их конкретную оболочку.

На уровне же теоретического познания происходит выделение сущностных связей в чистом виде. Сущность объекта представляет собой взаимодействие ряда законов, которым подчиняется данный объект. Задача теории как раз и заключается в том, чтобы, расчленив эту сложную сеть законов на компоненты, затем воссоздать шаг за шагом их взаимодействие и таким образом раскрыть сущность объекта.

Эмпирический и теоретический уровни различаются по методам исследования. С помощью эмпирических методов исследования осуществляется накопление, фиксация, обобщение и систематизация опытных данных, их статистическая и индуктивная обработка, в то время как, с помощью теоретических происходит формирование законов наук и теорий.

К эмпирическим методам исследования относят наблюдение, сравнение, измерение и эксперимент, к теоретическим – аналогию, идеализацию, формализацию и др.

Наблюдение - это целенаправленное систематическое восприятие объекта, доставляющее первичный материал для научного исследования. Целенаправленность - важнейшая характеристика наблюдения. Концентрируя внимание на объекте, наблюдатель опирается на имеющиеся у него некоторые знания о нем, без которых нельзя определить цель наблюдения. Наблюдение характеризуется также систематичностью, которая выражается в восприятии объекта многократно и в разных условиях, планомерностью, исключающий пробелы в наблюдении, и активностью наблюдателя, его способностью к отбору нужной информации, определяемой целью исследования.

Требования, предъявляемые к научным наблюдениям:

Четкая постановка цели наблюдения;
- выбор методики и разработка плана;
- системность;
- контроль за надежностью и корректностью результатов наблюдения;
- обработка, осмысление и истолкование полученного массива данных;
- Как метод научного познания наблюдение дает исходную информацию об объекте, необходимую для его дальнейшего исследования.

Важную роль в познании играют сравнение и измерение. Сравнение представляет собой метод сопоставления объектов с целью выявления сходства или различия между ними. Если объекты сравниваются с объектом, выступающим в качестве эталона, то такое сравнение называется измерением.

Наиболее сложным и эффективным методом эмпирического познания является эксперимент, опирающийся на другие эмпирические методы. Эксперимент - метод исследования объекта, при котором исследователь (экспериментатор) активно воздействует на объект, создает искусственные условия, необходимые для выявления определенных его свойств. Эксперимент предполагает применение определенных средств: приборов, инструментов, экспериментальных установок, характеризуется активным воздействием на объект, может быть повторен столько раз, сколько требуется для получения достоверных результатов.

Существуют два типа экспериментальных задач:

Исследовательский эксперимент, который связан с поиском неизвестных зависимостей между несколькими параметрами объекта;
- проверочный эксперимент, который применяется в случае, когда требуется подтвердить или опровергнуть те или иные следствия теории.

В эксперименте, как правило, используются приборы – искусственные или естественные материальные системы, принципы, работы которых нам хорошо известны. Т.е. в рамках нашего эксперимента уже фигурирует в материальной форме наше знание, некоторые теоретические представления. Без них невозможен эксперимент, по крайней мере, в рамках науки. Всякая попытка отделить эксперимент от теории знаний делает невозможным понимание его природы, познавания сущности.

Эксперименты и данные наблюдения.

Различие между данными наблюдения и эмпирическими фактами как особыми типамиэмпирического знания было зафиксировано еще в позитивистской философии науки 30-х годов. В это время шла довольно напряженная дискуссия относительно того, что может служитьэмпирическим базисом науки. Вначале предполагалось, что ими являются непосредственные результаты опыта - данные наблюдения. В языке науки они выражаются в форме особых высказываний - записей в протоколах наблюдения, так называемые протокольные предложения.

В протоколе наблюдения указывается, кто наблюдал, время наблюдения, описываются приборы, если они применялись в наблюдении.

Анализ смысла протокольных предложений показал, что они содержат не только информацию об изучаемых явлениях, но и, как правило, включают ошибки наблюдателя, наслоения внешних возмущающих воздействий, систематические и случайные ошибки приборов и т.п. Но тогда стало очевидным, что данные наблюдения, в силу того, что они отягощены субъективными наслоениями, не могут служить основанием для теоретических построений.

В ходе дискуссий было установлено, что такими знаниями выступают эмпирические факты. Именно они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории.

Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус, по сравнению с протокольными предложениями. Но тогда возникает новая проблема: как осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим фактам и что гарантирует объективный статус научного факта?

Теоретические методы познания - это то, что принято называть «холодным разумом». Разумом, искушенным в теоретических изысканиях. Почему так? Вспомните знаменитую фразу Шерлока Холмса: «А с этого места, пожалуйста, говорите как можно подробней!» На этапе этой фразы и последующего рассказа Элен Стоунер знаменитый сыщик инициирует предварительный этап - познание чувственное (эмпирическое).

Кстати, этот эпизод дает нам почву для сравнения двух степеней познания: только первичной (эмпирической) и первичной вместе со вторичной (теоретической). Конан Дойл делает это с помощью образов двух главных героев.

Как реагирует на повествование девушки отставной военный врач Ватсон? Он зацикливается на эмоциональной стадии, заранее решив, что рассказ несчастной падчерицы вызван ее немотивированной подозрительностью к отчиму.

Две ступени метода познания

Совсем по-другому вслушивается в речь Элен Холмс. Он сперва на слух воспринимает вербальную информацию. Однако полученные таким образом эмпирические сведения для него - не конечный продукт, они ему нужны как сырье для последующей интеллектуальной обработки.

Искусно используя теоретические методы познания в обработке каждой крупицы полученной информации (ни одна из которых не прошла мимо его внимания), классический литературный персонаж добивается разрешения тайны преступления. Причем теоретические методы он применяет с блеском, с аналитической изощренностью, завораживающей читателей. С их помощью происходит отыскание внутренних скрытых связей и определение тех закономерностей, которые разрешают ситуацию.

Какова природа теоретических методов познания

Мы намеренно обратились к литературному примеру. С его помощью, надеемся, наш рассказ начался не обезличенно.

Следует признать, что наука на ее современном уровне превратилась в главную движущую силу прогресса именно благодаря своему «инструментальному набору» - методам исследования. Все они, как мы уже упомянули, подразделяются на две большие группы: эмпирические и теоретические. Общей чертой обеих групп является поставленная цель - истинное знание. Различаются же они своим подходом к познанию. При этом ученых, практикующих эмпирические методы, именуют практиками, а теоретические - теоретиками.

Заметим также, что зачастую результаты эмпирических и теоретических исследований не совпадают между собой. Это и служит причиной существования двух групп методов.

Эмпирические (от греческого слова «эмпириос» - наблюдение) характеризуются целенаправленным, организованным восприятием, определенным задачей исследования и предметной областью. В них ученые используют оптимальные формы фиксации результатов.

Теоретический уровень познания характеризуются обработкой эмпирической информации с помощью методик формализации данных и специфических приемов обработки информации.

Для практикующего теоретические методы познания ученого первостепенное значение приобретает умение творчески пользоваться, как инструментом, востребованным оптимальным методом.

Эмпирические и теоретические методы имеют общие родовые признаки:

• принципиальную роль различных форм мышления: понятий, теорий, законов;
• для любого из теоретических методов источником первичной информации является эмпирическое познание;
• в дальнейшем полученные данные подлежат аналитической обработке с помощью специального понятийного аппарата, предусмотренной для них технологии обработки информации;
• целью, из-за которой применяют теоретические методы познания, является синтез умозаключений и выводов, выработка понятий и суждений в результате которых рождается новое знание.

Таким образом, на первичной стадии процесса ученый получает чувственную информацию, используя методы эмпирического познания:

• наблюдения (пассивного, невмешательственного отслеживания явлений и процессов);
• эксперимента (фиксации прохождения процесса при искусственно заданных начальных условиях);
• измерения (определение соотношения определяемого параметра к общепринятому эталону);
• сравнения (ассоциативном восприятии одного процесса по сравнению с другим).

Теория как итог познания

Какая обратная связь координирует методы теоретического и эмпирического уровня познания? Обратная связь при проверке истинности теорий. На теоретической стадии, исходя из полученной чувственной информации, формулируется ключевая проблема. Для ее разрешения составляются гипотезы. Наиболее оптимальные и проработанные из них перерастают в теории.

Надежность теории проверяется ее соответствием объективным фактам (данным чувственного познания) и научным фактам (знаниям достоверным, проверенным многократно ранее на истинность.) Для такой адекватности важен подбор оптимального теоретического метода познания. Именно он должен обеспечить максимальное соответствие изучаемого фрагмента объективной реальности и аналитического представления его результатов.

Понятия метода и теории. Их общность и различия

Грамотно выбранные методы обеспечивают «момент истины» в познании: перерастание гипотезы в теорию. Актуализировавшись, общенаучные методы теоретического познания наполняются необходимым фактажем именно в выработанной теории познания, становясь ее неотъемлемой частью.

Если же искусственно вычленить такой отлично сработавший метод из уже готовой, общепризнанной теории, то мы, рассмотрев его отдельно, обнаружим, что он приобрел новые свойства.

С одной стороны, он наполняется специальными знаниями (вобрав в себя идеи текущего исследования), а с другой - приобретает общие родовые черты относительно однородных объектов изучения. Именно в этом выражается диалектическое соотношение метода и теории научного познания.

Общность их природы подвергается проверке на актуальность на протяжении всего времени их существования. Первый приобретает функцию организационного регулирования, предписывая ученому формальный порядок манипуляций для достижения целей исследования. Будучи задействованными ученым, методы теоретического уровня познания выводят объект изучения за рамки существующей предыдущей теории.

Различие же метода и теории выражено в том, что они представляют собой разные формы знания научного знания.

Если вторая выражает сущность, законы существования, условия развития, внутренние связи исследуемого объекта, то первый ориентирует исследователя, диктуя ему «дорожную карту познания»: требования, принципы предметно-преобразующей и познавательной деятельности.

Можно сказать и по-другому: теоретические методы научного познания обращены непосредственно к исследователю, соответствующим образом регулируя его мыслительный процесс, направляя процесс получения им новых знаний в наиболее рациональное русло.

Их значение в развитии науки обусловило создание ее отдельной отрасли, описывающей теоретический инструментарий исследователя, названной методологией, базирующейся на гносеологических принципах (гносеология - наука о познании).

Перечень теоретических методов познания

Общеизвестно, что к теоретическим методам познания относятся следующие их варианты:

• моделирование;
• формализация;
• анализ;
• синтез;
• абстрагирование;
• индукция;
• дедукция;
• идеализация.

Конечно, важное значение в практической эффективности каждого из них имеет квалификация ученого. Знающий специалист, проанализировав основные методы теоретического познания, выберет из их совокупности нужный. Именно он сыграет ключевую роль в эффективности самого познания.

Пример метода моделирования

В марте 1945 года под эгидой Баллистической лаборатории (ВС США) были изложены принципы работы ПК. Это было классический пример научного познания. В исследованиях участвовала группа физиков, усиленная известнейшим математиком Джоном фон Нейманом. Уроженец Венгрии, он был главным аналитиком этого исследования.

Вышеупомянутый ученый использовал, как инструмент исследования, метод моделирования.

Первоначально все устройства будущего ПК - арифметико-логическое, память, устройство управления, устройства ввода и вывода - существовали вербально, в виде аксиом, сформулированных Нейманом.

Данные эмпирических физических исследований математик облекал в форму математической модели. В дальнейшем изучению исследователем подвергалась именно она, а не ее прообраз. Получив результат, Нейман «переводил» его на язык физики. Кстати, на самих ученых-физиков мыслительный процесс, продемонстрированный венгром, произвел большое впечатление, о чем свидетельствовали их отзывы.

Заметим, что точней будет присвоить этому методу название «моделирование и формализация». Мало создать саму модель, не менее важно формализовать внутренние связи объекта посредством языка кодирования. Ведь именно так следует интерпретировать модель для ЭВМ.

Сегодня подобное компьютерное моделирование, которое производится с помощью специальных математических программ, достаточно распространено. Оно находит широкое использование в экономике физике, биологии, автомобилестроении, радиоэлектронике.

Современное компьютерное моделирование

Метод моделирования на компьютере предполагает следующие этапы:

• определение моделируемого объекта, формализация установки на моделирование;
• составление плана компьютерных экспериментов с моделью;
• проведение анализа результатов.

Различают имитационное и аналитическое моделирование. Моделирование и формализация при этом являются универсальным инструментом.

Имитационное отображает функционирование системы при последовательном выполнении ею огромного количества элементарных операций. Аналитическое моделирование описывает природу объекта с помощью систем дифференциальных управлений, имеющих решение, которое отображают идеальное состояние объекта.

Кроме математического, также различают:

• концептуальное моделирование (посредством символов, операций между ними и языков, формальных или естественных);
• физическое моделирование (объект и модель - реальные объекты или явления);
• структурно-функциональное (в качестве модели используются графики, схемы, таблицы).

Абстрагирование

Метод абстрагирования помогает вникнуть в суть изучаемого вопроса и разрешать весьма сложные задачи. Он позволяет, отбросив все второстепенное, сосредоточиться на принципиальных деталях.

К примеру, если обратиться к кинематике, то становится очевидным использование исследователями именно этого метода. Таким образом, первоначально было выделено, как первичное, прямолинейное и равномерное движение (подобным абстрагированием удалось вычленить базовые параметры движения: время, расстояние, скорость.)

Данный метод всегда предполагает некоторое обобщение.

Кстати, обратный ему теоретический способ познания называется конкретизацией. Использовав его для изучения изменений скорости, исследователи пришли к определению ускорения.

Аналогия

Метод аналогии используют для формулировки принципиально новых идей путем отыскания аналогов явлениям или предметам (при этом аналоги выступают как идеальные, так и реальные объекты, имеющие адекватное соответствие изучаемым явлениям либо предметам.)

Примером эффективного пользования аналогией могут стать общеизвестные открытия. Чарльз Дарвин, взяв за основу эволюционную концепцию борьбы за средства существования бедных с богатыми, создал эволюционную теорию. Нильс Бор, опираясь на планетарную структуру Солнечной системы, обосновал концепцию орбитального строения атома. Дж. Максвелл и Ф. Гюйгенс создали теорию волновых электромагнитных колебаний, использовав, как аналог, теорию волновых механических колебаний.

Метод аналогии приобретает актуальность при соблюдении следующих условий:

• как можно больше существенных признаков должны походить друг на друга;
• достаточно большая выборка известных признаков должна быть действительно связана с признаком неизвестным;
• аналогию не следует трактовать, как идентичное сходство;
• обязательно также нужно рассматривать принципиальные различия между предметом изучения и его аналогом.

Заметим, что наиболее часто и плодотворно данный метод используется учеными-экономистами.

Анализ - синтез

Анализ и синтез находят свое применение как в научно-исследовательской, так и в обычной мыслительной деятельности.

Первый представляет собой процесс мысленного (чаще всего) разбиении изучаемого объекта на его составляющие для более полного изучения каждой из них. Впрочем, за стадией анализа следует стадия синтеза, когда изученные составляющие соединяются вместе. При этом учитываются все выявленные при их анализе свойства и затем определяются их соотношения и способы связи.

Комплексное использование анализа и синтеза характерно для теоретического познания. Именно эти методы в их единстве и противоположности немецкий философ Гегель положил в основу диалектики, которая, по его словам, «является душой всякого научного познания».

Индукция и дедукция

Когда используют термин «методы анализа», то чаще всего имеются в виду дедукция и индукция. Это - логические методы.

Дедукция предполагает ход рассуждения, следующий от общего - к частному. Она позволяет из общего содержания гипотезы выделить некоторые следствия, которые можно обосновать эмпирически. Таким образом, дедукцию характеризует установление общей связи.

Упомянутый нами в начале данной статьи Шерлок Холмс предельно четко обосновал свой дедуктивный метод в рассказе «Страна багровых туч»: «Жизнь есть бесконечная связь причин и следствий. Поэтому ее мы можем познавать, исследуя одно звено за другим». Знаменитый сыщик собирал максимум информации, выбирая из множества версий наиболее существенные.

Продолжая характеризовать методы анализа, охарактеризуем индукцию. Это - формулировка общего вывода из ряда частных (от частного - к общему.) Различают полную и неполную индукцию. Полная индукция характеризуется выработкой теории, а неполная - гипотезы. Гипотезу же, как известно, следует актуализировать, доказав. Только после этого она становится теорией. Индукция, как метод анализа, широко используется в философии, экономике, медицине, юриспруденции.

Идеализация

Нередко в теории научного познания используются понятия идеальные, не существующие в реальности. Ненатуральные объекты исследователи наделяют особыми, предельными свойствами, которые возможны лишь в «предельных» случаях. Примерами могут послужить прямая, материальная точка, идеальный газ. Таким образом наука выделяет из предметного мира определенные объекты, полностью поддающиеся научному описанию, лишенные второстепенных свойств.

Метод идеализации, в частности, применил Галилей, заметивший, что если убрать все внешние силы, воздействующие на объект двигающийся, то он будет продолжать движение бесконечно, прямолинейно и равномерно.

Таким образом, идеализация позволяет в теории получить такой результат, который в реальности недостижим.

Однако в реальности для этого случая исследователем учитывается: высота падающего объекта над уровнем моря, широта точки падения, воздействие ветра, плотность воздуха и т. д.

Подготовка ученых-методистов как важнейшая задача образования

Сегодня становится очевидной роль университетов в подготовке специалистов, творчески владеющими методами эмпирического и теоретического познания. При этом, как свидетельствует опыт Стэнфорда, Гарварда, Йельского и Колумбийского университетов, им отводится ведущая роль в развитии новейших технологий. Возможно, поэтому их выпускники востребованы в наукоемких компаниях, удельный вес которых имеет постоянную тенденцию к увеличению.

Важную роль в подготовке исследователей играет:

• гибкость программы образования;
• возможность индивидуальной подготовки для наиболее талантливых студентов, способных стать подающими надежды молодыми учеными.

При этом специализация людей, развивающих человеческое познание в области IT, инженерных наук, производства, математического моделирования предполагает наличие преподавателей, обладающих актуальной квалификацией.

Заключение

Упомянутые в статье примеры методов теоретического познания дают общее представление о творческой работе ученых. Их деятельность сводится к формированию научного отображения мира.

Она же, в более узком, специальном смысле, заключается в умелом пользовании им определенным научным методом.
Исследователь обобщает эмпирические проверенные факты, выдвигает и проверяет научные гипотезы, формулирует научную теорию, продвигающую человеческое познание от констатации известного к осознанию ранее непознанного.

Иногда умение ученых пользоваться теоретическими научными методами похоже на волшебство. Даже спустя столетия ни у кого не вызывает сомнений гениальность Леонардо да Винчи, Никола Теслы, Альберта Эйнштейна.

Различают два уровня научного познания – эмпирический и теоретический.

Эмпирический уровень научного познания направлен на исследование явлений (иными словами, форм и способов проявления сущности объектов, процессов, отношений), он формируется при использовании таких методов познания, как наблюдение, измерение, эксперимент. Основные формы существования эмпирического знания – группировка, классификация, описание, систематизация и обобщение результатов наблюдения и эксперимента.

Эмпирическое знание имеет довольно сложную структуру, включающую в себя четыре уровня.

Первичный уровень – единичные эмпирические высказывания, содержанием которых является фиксация результатов единичных наблюдений; при этом фиксируется точное время, место и условия наблюдения.

Второй уровень эмпирического знания – научные факты, точнее – описание фактов действительности средствами языка науки. При помощи таких средств утверждается отсутствие или наличие некоторых событий, свойств, отношений в исследуемой предметной области, а также их интенсивность (количественная определенность). Их символическими представлениями являются графики, диаграммы, таблицы, классификации, математические модели.

Третий уровень эмпирического знания –эмпирические закономерности различных видов (функциональные, причинные, структурные, динамические, статистические и т.д.).

Четвертый уровень эмпирического научного знания – феноменологические теории как логически взаимосвязанное множество соответствующих эмпирических законов и фактов (феноменологическая термодинамика, небесная механика И. Кеплера, периодический закон химических элементов в формулировке Д. И. Менделеева и др.). От теорий в подлинном смысле этого слова эмпирические теории отличаются тем, что они не проникают в сущность исследуемых объектов, а представляют собой эмпирическое обобщение наглядно воспринимаемых вещей и процессов.

Теоретический уровень научного познания направлен на исследование сущности объектов, процессов, отношений и опирается на результаты эмпирического познания. Теоретическое знание есть результат деятельности такой конструктивной части сознания, как разум. В качестве ведущей логической операции теоретического мышления выступает идеализация, целью и результатом которой является конструирование особого типа предметов – "идеальных объектов" научной теории (материальная точка и "абсолютно черное тело" в физике, "идеальный тип" в социологии и др.). Взаимосвязанная совокупность такого рода объектов образует собственный базис теоретического научного знания.

Этот уровень научного познания включает в себя постановку научных проблем; выдвижение и обоснование научных гипотез и теорий; выявление законов; выведение логических следствий из законов; сопоставление друг с другом различных гипотез и теорий, теоретическое моделирование, а также процедуры объяснения, понимания, предсказания, обобщения.

В структуре теоретического уровня выделяют целый ряд компонентов: законы, теории, модели, концепции, учения, принципы, совокупность методов. Кратко остановимся на некоторых из них.

В законах науки отображаются объективные, регулярные, повторяющиеся, существенные и необходимые связи и отношения между явлениями или процессами реального мира. С точки зрения области действия все законы условно можно разделить на следующие виды.

1. Универсальные и частные (экзистенциальные) законы. Универсальные законы отображают всеобщий, необходимый, строго повторяющийся и устойчивый характер регулярной связи между явлениями и процессами объективного мира. Примером может служить закон теплового расширения тел: "Все тела при нагревании расширяются".

Частные законы представляют собой связи, либо выведенные из универсальных законов, либо отображающие регулярность событий, характеризующих некоторую частную сферу бытия. Так, закон теплового расширения металлов является вторичным, или производным, по отношению к универсальному закону теплового расширения всех физических тел и характеризует свойство частной группы химических элементов.

• 2. Детерминистические и стохастические (статистические) законы. Детерминистические законы дают предсказания, имеющие вполне достоверный и точный характер. В отличие от них стохастические законы дают лишь вероятностные предсказания, они отображают определенную регулярность, которая возникает в результате взаимодействия случайных массовых или повторяющихся событий.
• 3. Эмпирические и теоретические законы. Эмпирические законы характеризуют регулярности, обнаруживаемые на уровне явления в рамках эмпирического (опытного) знания. Теоретические законы отражают повторяющиеся связи, действующие на уровне сущности. Среди этих законов наиболее распространенными являются каузальные (причинные) законы, которые характеризуют необходимое отношение между двумя непосредственно связанными явлениями.

По своей сути научная теория представляет собой единую, целостную систему знания, элементы которой: понятия, обобщения, аксиомы и законы – связываются определенными логическими и содержательными отношениями. Отражая и выражая сущность исследуемых объектов, теория выступает как высшая форма организации научного знания.

В структуре научной теории выделяют: а) исходные фундаментальные принципы; б) основные системообразующие понятия; в) языковой тезаурус, т.е. нормы построения правильных языковых выражений, характерных для данной теории; г) интерпретационную базу, позволяющую перейти от фундаментальных утверждений к широкому полю фактов и наблюдений.

В современной науке выделяют типы научных теорий, которые классифицируются по различным основаниям.

Во-первых, по адекватности отображения исследуемой области явлений различают феноменологические и аналитические теории. Теории первого рода описывают действительность на уровне явлений, или феноменов, не раскрывая их сущности. Так, геометрическая оптика изучала явления распространения, отражения и преломления света, не раскрывая природы самого света. В свою очередь, аналитические теории раскрывают сущность исследуемых явлений. Например, теория электромагнитного поля раскрывает сущность оптических явлений.

Во-вторых, по степени точности предсказаний научные теории, как и законы, разделяют на детерминистические и стохастические. Детерминистические теории дают точные и достоверные предсказания, но в силу сложности многих явлений и процессов, наличия в мире значительной доли неопределенности и случайностей, такие теории применяются достаточно редко. Стохастические теории дают вероятностные предсказания, основанные на изучении законов случая. Такие теории применяются не только в физике или биологии, но и в социально-гуманитарных науках, когда делаются предсказания или прогнозы о процессах, в которых значительную роль играет неопределенность, стечение обстоятельств, связанных с проявлением случайностей массовых событий.

Важное место в научном познании на теоретическом уровне занимает совокупность методов, среди которых выделяются аксиоматический, гипотетико-дедуктивный, метод формализации, метод идеализации, системный подход и др.