Методологія теоретичних досліджень

Теоретичне дослідження з методологічної точки зору нале­жить до вищого рівня наукового знання. Воно розкриває і об­ґрунтовує більш глибинні і суттєві сторони явищ, які вивчають­ся.

На теоретичному рівні дослідження використовуються такі загальнонаукові методи:

§ ідеалізація;

§ формалізація;

§ аналіз;

§ синтез;

§ індукція;

§ дедукція;

§ прийняття гіпотез;

§ створення теорії;

§ узагальнення.

Ідеалізація—це уявне створення об'єктів і умов, які не існу­ють в дійсності і не можуть бути практично створені. Вона дає можливість реальним об'єктам уявно надати гіпотетичних не­реальних ознак, що дозволяє вирішити завдання в закінченому виді. Наприклад, у різних галузях знань широко застосовують поняття абсолютно чорного, абсолютно білого тіла, ідеальної ріди­ни. Ідеалізація досягається багатоступеневим абстрагуванням і правомірна тільки в певних межах.

Формалізація—це метод вивчення різних об'єктів, при яко­му основні закономірності явищ і процесів відображаються в зна­ковій формі за допомогою формул або спеціальних символів. Формалізація забезпечує спільність підходів до вирішення різних завдань, дозволяє формувати відомі моделі предметів і явищ, вста­новлювати закономірності між фактами, що вивчаються. Симво­ліка штучної мови (хімія, математика, економіка) дозволяє чітко і коротко фіксувати певні значення, не допускаючи різного тлу­мачення, що неможливо при користуванні звичайною мовою.

Гіпотеза—це науково обґрунтована система умозаключень, через яку на основі низки чинників формуються висновки про існування об'єкта, зв'язків або причини явища. Гіпотези є фор­мою переходу від фактів до законів.

Створення теорії це найбільш висока форма узагальнення і систематизація знань. Вона є сукупністю основних ідей, понять, тлумачень в тій чи іншій галузі науки, об'єднаних в одну досто­вірну систему знань про об'єкт теорії. Необхідними елементами теорії є експериментальні факти, гіпотези, закони.

Завдання і роль наукової теорії в найбільшій мірі проявля­ються в поясненні механізму і суті відомих явищ і особливо в прогнозуванні нових, які раніше не спостерігались.

У сучасних теоріях прийнято виділяти такі основні компо­ненти:

· вихідну експериментальну основу у вигляді фактів, що вимагають теоретичного пояснення;

· вихідну теоретичну основу—ідеалізовану модель найбільш суттєвих зв'язків з реальністю об'єкта теорії, яка створюється на основі сукупності першопочаткових постулатів, аксіом, гіпотез тощо;

· логіку теорії — багато допустимих у рамках теорії правил логічного висновку і доведень;

· сукупність теоретично виведених тверджень з їх доведен­ням, які є основним масивом теоретичного дослідження і теоре­тичних знань.

Теоретичні розробки наукового дослідження складають такі основні розділи:

· вивчення фізичної або економічної суті процесу, явища;

· формування гіпотези дослідження, вибір, обґрунтування і розробка фізичної чи економічної моделі;

· математизація моделі;

· аналіз теоретичних рішень, формулювання висновків.

Результатами наукових досліджень, що проводяться за допомо­гою експерименту, є емпіричні закони, які виражають конкретні за­кономірності і узагальнюють результати певного експерименту.

Теоретичні закони знаходять своє підтвердження і обґрунтування через емпіричні закони. В свою чергу емпіричні закони можуть бути більш зрозумілими на основі теоретичних.

Наступним важливим етапом є висунення наукової гіпотези для пояснення і узагальнення нових фактів, які не вкладаються в рамки існуючих уявлень. У цьому розумінні гіпотеза має характер науково обґрунтованої ймовірності існування фактів, що є за межами безпо­середнього спостереження.

Для обґрунтування і доведення гіпотез слід поряд із наявними фактами проводити пошук нових, здійснювати експеримент і аналіз попередніх результатів.

Наукова теорія має бути адекватною об'єкту або явищу, яке опи­сується, що дозволяє в певних межах замінити експериментальні дос­лідження теоретичними. Теорія має задовольняти вимоги повноти опису окремої сфери дійсності, пояснювати взаємозв'язки між різними ком­понентами системи, в ній мають існувати зв'язки між різними поло­женнями, що забезпечують перехід від одних тверджень до інших.

Теорія має характеризуватися еврістичністю, конструктивністю, простотою.

Еврістичність теорії полягає у її передбаченні, поясненні мож­ливостей. Математичний апарат теорії повинен дозволяти робити не тільки точні кількісні передбачення, а й відкривати нові явища.

Конструктивність теорій полягає в простому здійсненні за пев­ними правилами перевірки основних її положень.

Простота теорії досягається застосуванням узагальнених законів, скороченням і ущільненням інформації з допомогою певних скоро­чень (визначень).

Розвиток теорії здійснюється двома шляхами: еволюційним, коли теорія зберігає свою якісну визначеність, і революційним - коли про­ходить зміна її основних вихідних компонентів, математичного апа­рату і методології. По суті це є створення нової теорії, яке проходить тоді, коли можливості старої теорії вичерпані.

Дедукція - метод дослідження, що полягає втому, що конкретні положення виводяться із загальних.

Індукція - це метод, при якому за конкретними фактами і яви­щами встановлюються загальні принципи і закони.

При теоретичних дослідженнях використовують обидва методи. Обґрунтовуючи гіпотезу наукового дослідження, встановлюється її відповідність загальним законам діалектики і формується на основі конкретних фактів.

Важливу роль у теоретичних дослідженнях посідають способи аналізу і синтезу.

Аналіз - це спосіб наукового дослідження, за яким явище по­діляється на складові.

Синтез - дослідження явища в цілому, на основі об'єднання по­в'язаних один з одним елементів в єдине ціле. Синтез дозволяє уза­гальнити поняття, закони і теорії.

Методи аналізу і синтезу взаємопов'язані, їх однаково часто ви­користовують у наукових дослідженнях.

У наукових дослідженнях широко застосовують метод абстрагу­вання. тобто відмова від другорядних фактів з метою зосередження на важливих особливостях явища, яке вивчається.

У ряді випадків використовують аксіоматичний метод - спосіб побудови наукової теорії, за яким деякі аксіоми (постулати) прий­маються без доказів і потім використовуються для отримання подаль­ших знань за певним логічним правилом.

Одним із важливих методів наукового пізнання є аналогія, за якої одержують нові знання про об'єкти чи явища на основі того, що вони є подібні до інших. Міра достовірності за аналогією залежить від кількості подібних ознак у порівняльних явищах (чим їх більше, тим більшу ймовірність має заключення). Аналогія тісно пов'язана з мо­делюванням або модельним експериментом.

Гіпотетичний метод пізнання передбачає розробку наукової гіпо­тези, наукового передбачення, які мають елементи новизни і оригі­нальності на базі всіх основних методів. У прикладних науках цей метод є основним. Його методологія включає наступне: вивчення фізичної, економічної і інших сторін суті явища, яке досліджується за допомогою методів моделювання, аналізу, синтезу тощо.

Останнім часом більшого значення набувають дослідження з пи­тань прогнозування і економічного обґрунтування, а також органі­зації виробництва, що втілюється в комплексі складної системи, цьо­му сприяє використання ЕОМ.

На теоретичному рівні проводяться логічні дослідження зібра­них фактів, вироблення понять, тверджень, робляться умозаключення.

При вивченні складних, взаємопов'язаних проблем використо­вують системний аналіз, який широко застосовується в економіці, менеджменті. В основі системного аналізу лежить поняття системи, під якою розуміють сукупність багатьох об'єктів, які характеризують­ся раніше визначеними властивостями з фіксованими між ними відносинами. На основі цього поняття враховують зв'язки, прово­диться кількісне порівняння всіх альтернатив, для того щоб усвідом­лено вибрати найліпше рішення, яке оцінюється за будь-яким кри­терієм.

Системний аналіз складається із чотирьох етапів. Перший - виз­начення об'єкта, цілей і завдань дослідження, а також критеріїв для вивчення і управління об'єктом. Неправильно поставлене завдання може звести нанівець всі результати наступного аналізу. Під час дру­гого етапу визначаються межі системи, її структура; об'єкти і проце­си, що мають відношення до поставленої мети. Третій, основний етап системного аналізу, передбачає складання математичних моделей досліджуваної системи. На четвертому етапі отриману математичну модель аналізують і формують висновки.

Отже, теорія виступає як доказ істинності експерименту. Успіш­не виконання теоретичних досліджень залежить не тільки від світо­гляду, наполегливості і цілеспрямованості наукового працівника, а й від того, в якій мірі він володіє методами дедукції і індукції.

3. Основи методології досліджень емпіричного рівня

Важливу роль у науковому дослідженні відіграють пізнавальні завдання, що з'являються при вирішенні наукових проблем. Емпі­ричні завдання спрямовані на виявлення, точний опис і детальне вив­чення різних фактів, явищ і процесів. Емпіричні дослідження дають можливість отримувати різнобічну інформацію про стан явиш, про­цесів і сприяють поглибленню їх кількісного та якісного аналізів.

На емпіричному рівні науковець отримує нові знання на основі досліду за допомогою опису, спостереження та експерименту.

Спостереження - це спосіб пізнання об'єктивного світу на ос­нові безпосереднього сприйняття предметів і явищ за допомогою чут­тєвості. Воно дозволяє отримати первинний матеріал для вивчення. Спостереження ведеться за планом і підпорядковується певній так­тиці.

Найбільш ефективним джерелом емпіричних знань є науковий експеримент. На відміну від спостереження й опису, експеримент є активним засобом отримання нових знань, оскільки експеримента­тор у процесі досліду має можливість управляти процесом вивчення явища, стежити за його розвитком, може змінювати його або спрос­товувати.

Більше 2/3 всіх наукових працівників зайняті експерименталь­ною роботою.

Експеримент - це система операцій, впливу або спостережень, спрямованих на одержання інформації про об'єкт при дослідниць­ких випробуваннях, які можуть проводитись в природних і штучних умовах при зміні характеру проходження процесу.

Експеримент проводять на заключному етапі дослідження і він є критерієм істини теорії і гіпотез. Експеримент також у багатьох ви­падках є джерелом нових теоретичних даних, які розвиваються на базі результатів проведеного досліду або законів, що виходять з нього. Основною метою експерименту є перевірка теоретичних положень (підтвердження робочої гіпотези), а також більш широкого і глибо­кого вивчення теми наукового дослідження.

Експеримент - це спосіб дослідження явищ, процесів шляхом організації спеціальних дослідів, які забезпечують вивчення впливу окремих чинників за умови постійності інших умов або моделюван­ня явиш і процесів на практиці. Експеримент має бути проведений за можливістю в короткі терміни з мінімальними затратами і з висо­кою якістю отриманих результатів.

Експериментальні дослідження є лабораторними і виробничи­ми. В окремих випадках виробничий експеримент ефективно про­водити методом анкетування. Цей метод дозволяє зібрати обширну інформацію з питання, яке цікавить.

Залежно від теми наукового дослідження обсяг експерименту може бути різним. Інколи для підтвердження робочої гіпотези дос­татньо лабораторного експерименту, але буває і так, що необхідно проводити серію експериментальних досліджень: пошукових, лабо­раторних, полігонних на об'єкті, що знаходиться в експлуатації. Для проведення будь-якого експерименту слід розробити методологію, тобто загальну структуру (проект) експерименту, постановку і по­слідовність виконання експериментальних досліджень.

Методологія експерименту включає такі основні етапи:

· розробка плану-програми експерименту;

· оцінка виміру і вибір засобів для проведення експерименту;

· проведення експерименту;

· обробка і аналіз експериментальних даних.

Це схема традиційного експерименту. В умовах комп'ютеризації можна дещо змінити схему, оскільки значно зростає швидкість і підвищується точність, що дозволяє зменшити обсяги експеримен­тальних досліджень.

Проведення експерименту є досить трудомістким процесом, що вимагає терпіння, витримки, цілеспрямованості. Велике значення при проведенні експерименту має порядність виконавців, тут недопусти­ма халатність, бо це може вплинути на чистоту експерименту. При проведенні експерименту ведення журналу є обов'язковим. У журналі записується тема дослідження, прізвище виконавця, час, місце про­ведення експерименту, характеристика навколишнього середовища, дані про об'єкт, засоби виміру, результати спостереження, а також і інші дані, які можуть бути потрібними для оцінки результатів досліду.

Особливу увагу в методиці слід приділити математичним методам обробки і аналізу дослідних даних - встановленню емпіричних залеж­ностей, встановленню критеріїв та інтервалів. Аналіз даних експери­менту - це творча частина досліджень. Інколи за цифрами важко чітко уявити фізичну суть процесу. Тому слід дуже ретельно співставити факти, причини, що обумовили хід того чи іншого процесу і встано­вити адекватність гіпотези та експерименту.

При обробці результатів вимірів і спостережень широко викори­стовують графічні методи, за допомогою яких наочно можна поба­чити результати, виявити загальний характер функціональної залеж­ності змінних величин, які вивчаються; встановити наявність мак­симуму або мінімуму функції. Для дослідження закономірностей між процесами (явищами), які залежать від багатьох, інколи невідомих чинників, застосовують кореляційний аналіз.

У практиці виділяють три напрями, що визначають необхідність проведення експерименту.

Перший - теоретично отримана аналітична залежність, яка одно­значно трактує процес дослідження. У цьому випадку обсяг експери­менту для підтвердження встановленої залежності мінімальний, ос­кільки вона однозначно визначається експериментальними даними.

Другий випадок - теоретичним шляхом встановлено тільки ха­рактер залежності. Обсяг експерименту дещо більший.

Третій випадок - теоретично не вдалось одержати будь-якої за­лежності. Розроблено тільки передбачення про якісні закономірності процесу. В багатьох випадках доцільно проводити пошуковий екс­перимент. Обсяг експерименту значно збільшується.

Результатами наукового дослідження можуть бути емпіричні за­кони, які ґрунтуються на фактах, встановлених за допомогою спос­тережень і експерименту.

Емпіричні закони відображають конкретні закономірності, уза­гальнюючи результати конкретного експерименту, і з точки зору на­укової спільності поступаються теоретичним законам.

Разом з тим емпіричні і теоретичні закони знаходяться у взає­мозв'язку і доповнюють один одного. Щодо послідовності прове­дення наукових досліджень, результати емпіричного досліду і їх уза­гальнення складають тільки початок наукового пізнання.

Результатом емпіричних досліджень, що проводяться дослідним шляхом, є конкретні факти, за якими здійснюється констатація сут­тєвих кількісних і якісних ознак і властивостей об'єкта, що вивчаєть­ся, і вони стають носіями елементарного знання.

Відносна постійність емпіричних характеристик та зв'язків між ними в об'єкті, які досліджуються, багаторазово реєструються в досліді, вираховуються за допомогою емпіричних правил і законів, частина яких має ймовірний характер. На емпірічному рівні пізнання формується ряд прикладних наук.

4. Пізнавальні прийоми і форми наукових досліджень

До пізнавальних прийомів належать: моделювання, ідеалізація, абстракція, узагальнення, уявлений експеримент.

Моделюванням називають метод дослідження об'єкта, процесу, явищ на моделях. Модель у широкому розумінні - це матеріальне або розумове уявлення об'єкта дослідження в образі більш доступ­ному і сприятливому для вивчення, ніж сам оригінал.

Між моделлю і оригіналом має бути певна відповідність, яка може бути подібною за фізичними характеристиками моделі і оригіналом або в подібності функцій, які виконують модель і оригінал, або в ма­тематичному описі «поведінки» моделі і оригіналу.

У кожному конкретному випадку модель зможе виконувати свою роль тільки тоді, коли міра її відповідності оригіналу буде визначена досить чітко. Ця відповідність досягається за допомогою так званих критеріїв подібності.

Моделювання широко застосовується як у теоретичних, так і ек­спериментальних дослідженнях. Важлива пізнавальна функція мо­делювання - це пошук нових ідей, гіпотез, теорії. Часто буває так, що теорія початково виникає у вигляді моделі, яка дає спрощене по­яснення явища і виступає як первинна робоча гіпотеза, яка зможе перерости в теорію. При цьому в процесі моделювання виникають нові ідеї і форми експерименту, відкриваються невідомі факти. Таке поєднання теоретичного і експериментального моделювання харак­терне для науки кінця XX століття.

Ідеалізація є пізнавальним прийомом, у процесі якого дослід­ник в думках конструює так званий ідеальний об'єкт, якого немає в дійсності. При створенні ідеального об'єкта спираються на реально існуючий прообраз. Разом з тим, ідеальному об'єкту надаються такі ознаки і властивості, які в принципі не можуть належати його реаль­ному прообразу. З ідеалізацією тісно пов'язана абстракція.

Абстрагування - метод наукового пізнання, суть якого полягає у виділенні кількох ознак або властивостей об'єкта, що досліджуєть­ся, при означеному розумовому відключенні інших властивостей, зв'язків і відносин предмета. Абстрагування дозволяє замінити в свідомості людини складний процес більш простим, який характе­ризує найсуттєвіші ознаки предмета або явища, що важливо для ство­рення багатьох понять.

Процес абстрагування здійснюється в два прийоми: перший - виділення в об'єкті, який вивчається, найбільш важливого і встанов­лення неіснуючих фактів; другий - у реалізації можливостей абстра­гування і заміни реального об'єкта більш простим - моделлю.

У цьому розумінні ідеалізація і абстрагування невіддільні від мо­делювання.

Характерною особливістю теоретичних досліджень є широке за­стосування узагальнень - прийомів здобуття нових знань шляхом розумового (уявний) переходу від конкретних висновків і заключень до більш загальних, які в найбільшій мірі відображають суть дослід­ницького процесу. Перехід від конкретного до загального супрово­джується більш високою мірою абстрагування. Диференційна оцін­ка впливу різних чинників на проходження процесу дозволяє за до­помогою узагальнення відокремити вплив другорядних чинників, а вплив багатоманітних основних чинників розглядається з єдиних уза­гальнених позицій.

Ідеалізація, абстрагування, узагальнення є основою загальної форми науково-дослідного евристичного мислення - мисленого ек­сперименту. Це один із важливих пізнавальних прийомів теоретич­ного мислення, якому надається форма розумового експерименту­вання.

Розумовий (уявний) експерименту даний момент набрав важли­вого значення в формуванні, розширенні і обґрунтуванні основних понять і принципів теоретичного характеру в природничих науках.

Суть розумового експерименту полягає в тому, що за допомогою тільки уявного об'єкта дослідження розглядається в «чистому виг­ляді» незалежно від конкретної форми його взаємодії з навколишнім світом.

Важливою перевагою уявного (розумового) експерименту пе­ред реальним є те, що в уяві можна проводити такі уявні експери­менти, проведення яких у дійсності неможливе.

В основі будь-якого уявного (розумового) експерименту явно чи неявно є запитання: «Що зміниться, якщо..?». Без такої постановки питання експеримент втрачає цінність.

З пізнавальними прийомами тісно переплітаються такі форми узагальнень, як індукція і дедукція, аналіз і синтез. Ці форми і мето­ди є важливими системами розумової діяльності вченого.

При розробці теорії застосовуються логічний і історичний мето­ди.

Логічний включає гіпотетично-дедуктивний і аксіоматичний методи.

Історичний метод дозволяє досліджувати виникнення, форму­вання і розвиток процесів і подій у часі. Аналіз і синтез є взаємопов'я­заними процедурами і основними в наукових дослідженнях. У су­часній науці під аналізом розуміють процес роздумів від того, що потрібно довести до того, що вже доведено. Процедурою, оберне­ною аналізу, є синтез.

Синтез - це процедура послідовних роздумів, у результаті яких із уже доведених конкретних тверджень отримують нові знання. За до­помогою синтезу узагальнюють результати експерименту.

У теоретичних науках синтез виступає як об'єднання конкурую­чих у певній мірі протилежних теорій у формі побудови дедуктивних теорій.

Однією із форм синтезу є метод сходження від абстрактного до конкретного - спосіб побудови теоретичних знань про склад об'єктів, що розвиваються. На базі синтезу різних наук проявляються нові. Єдність аналізу і синтезу рельєфно проявляється при системному підході до дослідження складних систем (систем виробництва і сис­тем управління ними).

Послідовність реалізації системного підходу проходить за схемою: на основі аналізу структури складної системи і функції її елементів роблять заключення про вклад кожного елементу у функціонування системи і її можливості в цілому. Досягнення потрібного сумарного ефекту, управління структурою і функцією складної системи здійснюється її коригуванням або створенням нової системи функ­ціонування.