Методы теоретического исследования

В отличие от эмпирического, теоретическое исследование, стремясь к раскрытию глубинной сущности изучаемых процессов и явлений, преследует цель не описать, а объяснить выявленные научные факты и эмпирические закономерности. Этому способствует обращение к разнообразным познавательным процедурам, исходное место среди которых принадлежит методу идеализации.

Идеализация – это метод, позволяющий сконструировать особые абстрактные (идеализированные) объекты, которыми оперирует теоретическое познание, создавая модельные представления об изучаемой предметной области (частные или фундаментальные теоретические схемы). По сути идеализация есть разновидность процедуры абстрагирования, конкретизированной с учетом потребностей теоретического исследования. Полученные в ходе идеализации абстрактные объекты носят название конструктов и могут существовать лишь в языке научной теории, фиксируя смыслы соответствующих терминов теоретического языка.

Формирование идеализаций может идти разными путями:

−последовательно осуществляемое многоступенчатое абстрагирование. Так, могут быть получены абстрактные объекты математики – плоскость, прямая, геометрическая точка;

−выявление и фиксация некоего свойства изученного объекта в отрыве от других свойств. Например, если зафиксировать только свойства физических предметов: поглощать падающее на них излучение, то возникает идеализированный объект «абсолютно черное тело»;

−рассмотрение отдельных свойств и характеристик в режиме предельного перехода, в результате чего получаются, например, такие идеальные объекты как «абсолютно твердое тело», «несжимаемая жидкость» и пр.

Полные аналоги в объективной действительности у идеальных объектов отсутствуют. Проверке, в конечном счете, подвергается теоретическая модель, собранная из идеальных объектов и лежащая в основе научной теории. Успех экспериментального обоснования теории косвенным образом подтверждает правильность проведенной процедуры идеализации.

В рамках теоретической схемы, собранной из идеальных объектов, может быть реализован мыслительный эксперимент, в ходе которого создаются такие комбинации идеальных объектов, которые в реальной действительности не могут быть воплощены. Он позволяет ввести в контекст научной теории новые понятия, сформулировать основополагающие принципы научной концепции, осуществить интерпретацию математического аппарата научной теории. Именно поэтому мыслительный эксперимент – один из магистральных путей построения теоретического знания.

Формализация – отображение знания в знаково-символическом виде (формализованном языке). Последний создается для точного выражения мысли с целью исключения возможности для неоднозначного понимания. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), что связано с построением искусственных языков (язык математики, логики, химии и т.п.). В формализованных рассуждениях каждый символ строго однозначен. Формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования вычислительных устройств, а тем самым и компьютеризации не только научно-технического, но и других форм знания. Главное в процессе формализации состоит в том, что над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о предметах заменяются действиями со знаками и символами. Но, как показал австрийский математик и логик XX в. К. Гедель, в теории всегда остается невыявленный, неформализуемый остаток. Теорема Геделя о принципиальной невозможности полной формализации научных рассуждений и научного знания в целом.

Аксиоматический метод – способ построения научной теории, при котором в ее основу кладутся некоторые исходные положения – аксиомы (постулаты); все остальные утверждения этой теории выводятся из них чисто логическим путем, посредством доказательства. Для вывода теории из аксиом (и вообще одних формул из других) формируются специальные правила вывода. Следовательно, доказательство в аксиоматическом методе – это некоторая последовательность формул, каждая из которых есть либо аксиома, либо получается из предыдущих формул по какому-либо правилу вывода.

Гипотетико-дедуктивный метод – способ построения научной теории, сущность которого заключается в создании системы дедуктивно-связанных между собой гипотез, из которых, в конечном счете, выводятся утверждения об эмпирических фактах. Тем самым этот метод основан на выведении (дедукции) заключений из гипотез и других посылок, истинное значение которых неизвестно. А это значит, что заключение, полученное на основе данного метода, будет иметь вероятностный характер. Общая структура гипотетико дедуктивного метода (шаги его реализации):

−ознакомление с фактическим материалом, требующим теоретического объяснения и попытка такового с помощью уже существующих теорий и законов. Если нет, то:

−выдвижение догадки (гипотезы, предположения) о причинах и закономерностях данных явлений с помощью различных логических приемов;

−оценка основательности и серьезности предположений и отбор из их множества наиболее вероятной;

−выведение из гипотезы (обычно дедуктивным путем) следствий с уточнением ее содержания;

−экспериментальная проверка выведенных из гипотезы следствий. Тут гипотеза или получает экспериментальные подтверждения или опровергается. Лучшая по результатам проверки гипотеза переходит в теорию.

Разновидностью гипотетико-дедуктивного метода можно считать математическую гипотезу, где в качестве гипотезы выступают некоторые уравнения, представляющие модификацию ранее известных и уже проверенных состояний. Изменяя последние, составляют новые уравнения, выражающие гипотезу, которая относится к новым явлениям.

Особое место в современном теоретическом исследовании принадлежит методу вычислительного эксперимента, широкое использование которого началась в последние десятилетия XX века благодаря развитию информационно-компьютерной базы научного поиска. Вычислительный эксперимент – это эксперимент над математической моделью объекта на ЭВМ. Вычислительный эксперимент базируется на триаде: «математическая модель – алгоритм – программа»; носит междисциплинарный характер, объединяя в одном цикле деятельность теоретиков, специалистов в области прикладной математики и программистов. На основе накопленного опыта математического моделирования, банка вычислительных алгоритмов и программного обеспечения такой эксперимент позволяет быстро и эффективно решать сложные исследовательские задачи практически в любой области математизированного научного знания – от расчетов в области космической техники и наукоемких технологий до моделирования климатических процессов и т.д.

Работа со сложными исследовательскими задачами предполагает использование не только различных методов, но и различных стратегий научного поиска. К числу важнейших из них, играющих роль общенаучных программ современного научного познания относятся исторический и системный подходы.

Исторический подход предполагает изучение возникновения, формирования и развития объектов. Следует сразу подчеркнуть, что исторический подход используется не только в истории. Это группа общенаучных теоретических методов, направленных на воспроизведение динамических аспектов того или иного явления, процесса. Они выявляют этапы его развития, хронологию, излагают взаимосвязь и последовательность тех или иных событий. Этот подход концентрируется вокруг понятия истории в обобщенном смысле. Концептуальный стержень этого подхода составляют, прежде всего, временные (темпоральные) характеристики изучаемого объекта. Группа исторических методов включает:

1)конкретно-исторический (собственно исторический);

2)абстрактно-исторический (реконструкционный) методы исследования.

Конкретно-исторический метод направлен на изучение и теоретическое воспроизведение истории того или иного объекта во всем его многообразии, полноте взаимосвязей, богатстве конкретных проявлений и оттенков. Этот подход специфичен именно для исторических наук. Другой вариант исторического подхода –реконструкционный – предполагает выявление некой исторической закономерности в чистом виде, не обращаясь в полной мере непосредственно к самой эмпирической истории, а реконструируя эту закономерность на основе каких-либо теоретических предпосылок (например, общественно-историческая формация; культурно исторический тип, «Третья волна» и т.д.). Разнообразие исторически ориентированных принципов, концепций в различных науках (как естественных, так и гуманитарных) демонстрирует междисциплинарное значение исторического подхода.

Системный подход – совокупность общенаучных методологических принципов (требований), в основе которых лежит рассмотрение объектов как систем. К числу этих требований относятся:

−выявление зависимости каждого элемента от его места и функций в системе с учетом того, что свойства целого несводимы к сумме свойств его элементов;

−анализ того, насколько поведение систем обусловлено как особенностями ее отдельных элементов, так и свойствами ее структуры;

−исследование механизма взаимодействия системы и среды;

−изучение характера иерархичности, присущей данной системе;

−обеспечение всестороннего многоаспектного описания системы;

−рассмотрение системы как динамической, развивающейся целостности. Специфика системного подхода – ориентация исследования на раскрытие целостности развивающегося объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую картину.

Важным понятием системного подхода является понятие «самоорганизация». Данное понятие характеризует процесс создания, воспроизведения или совершенствования организации сложной, открытой, динамичной, саморазвивающейся системы, связи между элементами которой имеют не жесткий, а вероятностный характер (живая клетка, организм, биологическая популяция, человеческий коллектив и т.д.). В современной науке самоорганизующиеся системы являются специальным предметом исследования синергетики – общенаучной теории самоорганизации, ориентированной на поиск законов любой природы – природных, социальных, когнитивных (познавательных).

Структурно-функциональный(структурный) метод строится на основе выделения в целостных системах их структуры – совокупности устойчивых отношений и взаимосвязей между ее элементами и их роли (функции) относительно друг друга. Структура понимается как нечто инвариантное (неизменное) при определенных преобразованиях, а функция как «назначение» каждого из элементов данной системы (функции какого-либо биологического органа, функции государства, функции теории и т.п.). Основные требования процедуры структурно-функционального метода (который часто рассматривается как разновидность системного подхода):

−изучение строения, структуры системного объекта;

−исследование его элементов и их функциональных характеристик;

−анализ изменения этих элементов и их функций;

−рассмотрение развития (истории) системного объекта в целом;

−представление объекта как гармонически функционирующей системы, все элементы которой «работают» на поддержание этой гармонии.

В рамках системного подхода можно выделить вероятностно-статистические методы, основанные на учете действия множества случайных факторов, характеризующихся устойчивой частотой. Это и позволяет вскрыть необходимость (закон), которая «пробивается» через совокупное действие множества случайностей. Названные методы опираются на теорию вероятностей, зачастую называемую наукой о случайном. Вероятность – количественная мера (степень) возможности появления некоторого явления, события при определенных условиях.

Вероятностно-статистические методы основаны на различии динамических и статистических законов по такому критерию, как характер вытекающих из них предсказаний. В законах динамического типа предсказания имеют точно определенный однозначный характер (например, в классической механике). Динамические законы характеризуют поведение относительно изолированных систем, состоящих из небольшого числа элементов, в которых можно абстрагироваться от целого ряда случайных факторов. В статистических законах предсказания носят не достоверный, а лишь вероятностный характер, который обусловлен действием множества случайных факторов. Вероятностно-статистические методы широко применяются при изучении массовых, а не отдельных явлений случайного характера (квантовая механика, статистическая физика, синергетика, социология и др.). Сегодня все чаще говорят о проникновении в науку вероятностного мышления.

Важная роль общенаучных методов состоит в том, что в силу своего «промежуточного характера» они опосредуют переход философского и частно-научного знания. Общенаучные методы применяются во всех науках, но обязательно с учетом особенностей предмета каждой науки или научной дисциплины и специфики познания природных, социальных и духовных явлений.