Раздел 5. Научные исследования в системе формирования научного знания
НАУЧНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАК АКТ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ[132]
| Теоретическая ЧАСТЬ | 1 этап | ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ |
| 2 этап | РАЗРАБОТКА ГИПОТЕЗЫ | |
| 3 этап | РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ | |
| Практическая ЧАСТЬ | ЭКСПЕРИМЕНТ |
НАУЧНАЯ ПРОБЛЕМА[133]
| Возникновение | Научная проблема возникает в условиях проблемной ситуации, когда складывается и осознается противоречие между существующими теориями и новыми фактами, нуждающимися в ином теоретическом истолковании, или же как выяснение внутренней логической противоречивости существующих теорий. Противоречие - это показатель того, что знание, зафиксированное в общепринятых положениях, чересчур общее, неконкретное, одностороннее. Основой возникновения проблемной ситуации является практика. |
| Определение | Это совокупность новых возникающих сложных теоретических и практических задач, противоречащих существующим знаниям или прикладным методикам в данной науке, решение которых является актуальным |
| Общее понимание | Проблема – это несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел |
| Проблема как непрерывное единство двух элементов | Знание о незнании; Предположение о возможности открытия либо неизвестного закона в непознанной сфере (в фундаментальных науках), либо принципиально нового способа практического применения ранее полученного знания о законах (в прикладных науках). |
| Факторы, влияющие на способ постановки проблемы | Общий характер мышления; Имеющийся уровень знания о тех объектах, которых касается возникающая проблема. |
| Отличие от псевдопроблемы[134] | При выборе важно уметь отличать псевдопроблемы от научных проблем. Псевдопроблемы (ложные, мнимые), какую бы не имели внешнюю форму, в основе своей имеют антинаучный характер. |
КЛАССИФИКАЦИЯ НАУЧНЫХ ПРОБЛЕМ[135]
| Критерий классификации | Название проблем | Характеристика проблем |
| По способу возникновения | Явные | Формулировка проблемы задана с самого начала |
| Неявные | Ситуации, когда проблему еще предстоит обнаружить и сформулировать | |
| По методу решения | Показательные | Известен метод решения и известно, что считать решением. Такие проблемы применяются в обучении (задачники по математике с ответами в конце книги). |
| Логические | Известен метод, не известен только результат решения. Такие проблемы тренируют и вырабатывают сообразительность, умение рассуждать последовательно и ясно. Упражнения по логике также всем известны. | |
| Риторические | Похожи на вопросы, ответы на которые само собою разумеются. Известно, что будет считаться приемлемым решением. Все сводится к отысканию метода, с помощью которого может быть получен уже известный в общих чертах ответ. Причем круг поиска решения ограничен, например, головоломки. | |
| Исследовательские | Являются творческими, так как требуют отыскания метода, с помощью которого решение может быть найдено | |
| По степени структуризации | Хорошо структуризованные, или количественно сформулированные | Структуризация проблем рассматривается по следующим критериям: - ясность, осознанность их постановки; - степень детализации и конкретизации представлений об их составляющих и взаимосвязях; - соотношение количественных и качественных факторов, отмечаемых в постановке проблемы. |
| Слабо структуризованные, или смешанные, содержащие количественные и качественные оценки | ||
| Неструктуризованные, или качественные проблемы |
ПОСТАНОВКА НАУЧНОЙ ПРОБЛЕМЫ[136]
| Принципы отбора | Принцип учета нужд практики | |
| Принцип учета потребностей самой науки (есть проблемы, ничего не дающие сейчас практике, но без исследования которых невозможно будет решать практические задачи в будущем) | ||
| Правила постановки | Отграничить известное от неизвестного (инвентаризация неизвестного) | |
| Локализировать неизвестное во времени и в пространстве | ||
| Этапы постановки[137] | Первый - формулирование проблем. | На основе анализа противоречий исследуемого направления формулируют основной вопрос - проблему - и определяют в общих чертах ожидаемый результат. |
| Второй - разработка структуры проблемы. | Выделяют темы, подтемы, вопросы. Композиция этих компонентов должна составлять древо проблемы (или комплексной проблемы). По каждой теме выявляют ориентировочную область исследования. | |
| Третий - установка актуальности проблемы | Выясняется ценность ее на данном этапе для науки. Для этого по каждой теме выставляют несколько возражений и на основе анализа, методом исследовательского приближения, исключают возражения в пользу реальности данной темы. После такой "чистки" окончательно составляют структуру проблемы и обозначают условным кодом темы, подтемы, вопросы. | |
| Четвертый этап | После обоснования проблемы и установления ее структуры научный работник (или коллектив), как правило, самостоятельно приступает к выбору темы научного исследования. | |
| Алгоритм исследования | Предварительное изучение проблемы | |
| Разработка вариантов модели (плана) исследования | ||
| Непосредственное исследование | ||
| Возможные выводы после исследования | Не решать проблему, игнорировать ее | |
| Решать частично, сделать что-нибудь с достаточно хорошим результатом | ||
| Решать проблему полностью и получить наилучший вариант |
ПРОБЛЕМНЫЕ СИТУАЦИИ[138]
| Условие возникновения | Проблемной ситуации предшествует предпроблемная ситуация, когда в поле зрения попадают явления, вызывающие удивление | |
| Значение | Проблемные ситуации являются необходимым этапом развития научного познания. Они фиксируют противоречие между старым и новым знанием. Проблемные ситуации указывают на недостаточность и ограниченность прежней стратегии исследования и требуют эвристического поиска новых путей познания. | |
| Результат | Формирование новой стратегии поиска и создание новой теории, которая объясняет явления, необъяснимые в рамках старой теории. | |
| Виды | Глобальные | Вызывают изменение мировоззренческих ориентаций ученых, как это было, например, на рубеже XIX – XX вв. в физике, когда возникали теория относительности и квантовая механика |
| Локальные | Не затрагивают мировоззренческие основы науки. Они касаются частных проблем, когда трудно соотнести функционирование теории с эмпирическим базисом. Условием выхода из локальной проблемной ситуации является поиск причинно-следственных отношений. Так, например, такие проблемные ситуации возникают между логическим и историческим, эмпиризмом и рационализмом. | |
| Выход | Точность репрезентации | Понятийное представление объекта. Репрезентации могут быть: - формальными, когда проводятся тщательные логические процедуры обоснования - интуитивными, когда нет предварительных логических процедур, а показ строится на здравом смысле, на четком интуитивном понимании явлений, происходящих с изучаемым объектом. |
НАУЧНАЯ ГИПОТЕЗА[139]
«Лучше держаться такой гипотезы, которая может оказаться со временем неверной, чем не иметь никакой».
(Д.И. Менделеев)
| Определение | Гипотеза (греч. hypothesis - предположение, догадка) - это научное предположение, выдвигаемое для объяснения какого-либо явления, требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной теорией. | |
| Суть | Гипотеза является средством приращения наших знаний. Она представляет собой эффективный инструмент поиска истины. Гипотеза организует процесс исследования, определяет его логику, путь осуществления. | |
| Ценность | В ее противоречии догме, в разрыве с традиционными подходами и методами мышления | |
| Стадии процесса развития | Выдвижение | Изучение объекта исследования путем накопления теоретических и эмпирических знаний и обоснование на их основе предположения о возможности получения новых знаний о нем |
| Формулирование | Определение методов исследования и системы доказательств | |
| Доказательство | Исследование и экспериментирование, их уточнение и корректировка | |
| Уточнение | Дополнение новыми предположениями, отбрасывание ошибочных и замена их новыми | |
| Превращение в достоверное знание | ||
| Опровержение гипотезы |
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ГИПОТЕЗЫ[140]
| Признак | Разъяснение признака |
| Адекватность и обоснованность | Гипотеза должна объяснить как можно больший круг установленных ранее и вновь выявленных фактов и по возможности не противоречить установленным ранее положениям науки (противоречия должны быть конкретно и детально проанализированы и объяснены) |
| Принципиальная проверяемость | Логическая проверяемость, с помощью эксперимента, на основе практики. Гипотеза считается проверяемой, если из нее можно в принципе вывести некоторые наблюдаемые факты. |
| Совместимость с существующим научным знанием | Вновь создаваемая гипотеза не должна противоречить не только имеющимся фактам, но и существующему теоретическому знанию. Это означает соответствие построения новой гипотезы на основе старой. |
| Полнота | Возможность приложения гипотезы не только к тем явлениям, с которыми была связана потребность в гипотезе, но и к другим - уже известным, но не объясненным в других областях исследования |
| Простота | Под простотой знания подразумевают более знакомое, привычное, связанное с непосредственным опытом и здравым смыслом |
| Объяснительная и предсказательная сила | Под силой гипотезы понимают количество следствий, которое можно вывести из нее. Чем больше таких следствий, тем большей логической силой она обладает. Предсказание гипотезой новых фактов значительно усиливает веру в нее. Одно дело, когда гипотеза объясняет факты уже известные, существующие, и другое - когда она предсказывает факты до этого неизвестные. |
В ходе исследования можно разрабатывать одновременно несколько гипотез. Если в процессе отбора, изучения и обработки материала возникнут новые гипотезы, необходимо отобрать наиболее вероятную и принять ее за основу. Нельзя вести исследование, не имея гипотезы. Ошибочные гипотезы также углубляют наше познание, показывают трудности проблемы и побуждают нас к поиску лучших решений.
НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ[141]
| Определение | Теория (греч. Theoria - рассмотрение, исследование) - это форма достоверного научного знания о некоторой области действительности, представляющая собой систему понятий, утверждений и доказательств и содержащая методы объяснения и предсказания явлений из данной области. Теория дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Она возникает в результате обобщения познавательной деятельности и практики и представляет собой мысленное отражение и воспроизведение реальной действительности. |
| Суть | Теория есть изобретение для решения проблем |
| Принципы построения | Предметность (все понятия и утверждения должны относиться к одной и той же предметной области) |
| Адекватность и полнота описания объективной действительности (теория должна описывать все существующие ситуации в соответствующей предметной области) | |
| Интерпретируемость (однозначное и определенное раскрытие сущности и содержания используемых теорией терминов) | |
| Проверяемость (установление соответствия содержания утверждений теории свойствам и отношениям реальных систем) | |
| Истинность и достоверность основных утверждений теории | |
| Свойства | Научная теория должна быть логически замкнутой и непротиворечивой, то есть она должна соответствовать своим исходным посылкам (позициям). Теория должна объяснять факты, которые объясняла и предыдущая теория, те факты, которые предыдущая теория не смогла объяснить, и из нее должен вытекать ряд новых проверяемых следствий. Любая теория верна в определенной области, т.е. имеет границы применимости. |
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ[142]
| Классификация по точности предсказаний | Теории, в которых предсказание имеет достоверный характер (например, многие теории классической механики, классической физики и химии) |
| Теории, в которых предсказание имеет вероятностный характер, обусловливающийся совокупным действием большого числа случайных факторов. Такого рода стохастические (от греч. - догадка) теории встречаются не только в современной физике, но и в большом количестве в биологии и социально-гуманитарных науках в силу специфики и сложности самих объектов их исследования. | |
| Основные особенности | Теория - это не отдельно взятые достоверные научные положения, а их совокупность, целостная органическая развивающаяся система |
| Не всякая совокупность положений об изучаемом предмете является теорией. Чтобы превратиться в теорию, знание должно достигнуть в своем развитии определенной степени зрелости. А именно - когда оно не просто описывает определенную совокупность фактов, но и объясняет их, т.е. когда знание вскрывает причины и закономерности явлений. | |
| Для теории обязательным является обоснование, доказательство входящих в нее положений: если нет обоснований, нет и теории | |
| Теоретическое знание должно стремиться к объяснению как можно более широкого круга явлений, к непрерывному углублению знаний о них | |
| Характер теории определяется степенью обоснованности ее определяющего начала, отражающего фундаментальную закономерность данного предмета | |
| Структура научных теорий содержательно определена системной организацией идеализированных (абстрактных) объектов (теоретических конструктов) | |
| Теория - это не только готовое, ставшее знание, но и процесс его получения; поэтому она не является «голым результатом», а должна рассматриваться вместе со своим возникновением и развитием |
ЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ[143]
представляют собой основополагающие абстракции, позволяющие
конструировать и развивать теоретическую систему.
Теория является относительно замкнутой системой научного знания, но степень замкнутости может быть разной.
| Степень замкнутости | Закрытая для свободных вхождений |
| Открытая для свободных вхождений. В первом случае это, например, эвклидова геометрия, которая может совершенствоваться только по форме, а не по содержанию. Второй случай, когда теория совершенствуется не только по форме, но и по содержанию. Таковы. например, современные физические теории. Теории присуща и такая характеристика, как строгость. Абсолютно строгой теорией обычно считают такую, которая все свои утверждения доказывает собственными средствами и исключает возможность введения в нее вероятностных утверждений. Однако, необходимо иметь в виду, что существуют теории различной степени строгости. | |
| Научная теория неполно, одностронне отражает объективный мир, исходя из тех задач исследования, которые перед ней стоят | |
| Научная теория должна быть непротиворечивой по своей сути | |
| Научная теория непосредственно или опосредованно связана с практикой, которая служит основой познания. Формы связи теории с практикой сложны и разнообразны. | |
| Теория является языковой системой, в которой используются естественные и формализованные языки | |
| Теория - есть система объяснения | |
| При определенных условиях теория выступает как система методов |
НАУЧНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ[144]
| Определение | В научном языке и исследовательской работе термин "эксперимент"обычно используется в значении, общем для целого ряда сопряженных понятий: опыт, целенаправленное наблюдение, воспроизведение объекта познания, организация особых условий его существования, проверка предсказания. В это понятие вкладывается научная постановка опытов и наблюдение исследуемого явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за ходом его развития и воссоздавать его каждый раз при повторении этих условий. Само по себе понятие "эксперимент" означает действие, направленное на создание условий в целях воспроизведения того или иного явления и, по возможности, наиболее чистого, т.е. не осложняемого другими явлениями. | |
| Цель | Выявление свойств исследуемых объектов, проверка справедливости гипотез и на этой основе широкое и глубокое изучение темы научного исследования. Постановка и организация эксперимента определяются его назначением. | |
| Условия проведения[145] | - предполагает наличие четко сформулированной цели исследования; - всегда базируется на каких-то исходных теоретических положениях; - требует определенного уровня развития технических средств познания, необходимого для его реализации; - должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию. | |
| Классификация | по способу формирования условий | естественный и искусственный |
| по целям исследования | преобразующие, констатирующие, контролирующие, поисковые, решающие | |
| по организации проведения | лабораторные, натурные, полевые, производственные | |
| по структуре изучаемых объектов и явлений | простые, сложные | |
| по характеру внешних воздействий на объект исследования | вещественные, энергетические, информационные | |
| по характеру взаимодействия средства экспериментального исследования с объектом исследования | обычный и модельный | |
| по числу варьируемых факторов | однофакторный и многофакторный | |
| по характеру изучаемых объектов или явлений | технологический, социометрический |
ЛОГИКА НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ[146]