Краткие сведения о методах изучения технических объектов
В процессе инженерной деятельности
В процессе решения творческой задачи инженер, выполняя определенные виды работы, осознанно или интуитивно использует различные понятия, например сравнение, индукция, идея, синтез и другие, относящиеся к методологическому инструментарию изучения любого объекта, независимо от его природы (технической, экономической, биологической и т. д.). Поскольку при освоении основ инженерного творчества нередки случаи неправильного толкования и использования магистрантами этих понятий, полезно напомнить их смысл и определения.
Сравнение и измерение
Сравнение – это операция мышления, посредством которой классифицируется, упорядочивается и оценивается содержание действительности. При сравнении осуществляют сопоставление объектов с целью выявления их сходных и отличительных признаков, соотношений их свойств и технических характеристик. Сравнивать можно только однородные объекты, образующие определенный класс, группу. При этом сравнение объектов одного класса производится по признакам, существенным с точки зрения заданной оценки, так как объекты, сравниваемые по одним признакам, могут быть не сравнимы по другим признакам.
Измерение – это операция или процедура получения численного значения размера, характеризующего одно или несколько свойств объекта (предмета, процесса, явления) и удовлетворяющего требованию единства измерений. Измерение заключается в сравнении данной величины с однородной ей физической величиной, принятой за единичный размер измерения.
Индукция и дедукция
Индукция – одна из форм умозаключения, обеспечивающая возможность перехода от единичных фактов и событий к общим положениям, правилам. Различают полную индукцию, популярную и научную индукцию (две последние относятся к неполной индукции).
Полная индукция представляет собой вывод общего положения о классе в целом на основе рассмотрения всех его элементов. Она дает достоверный вывод, но применима для классов, число элементов которых легко обозримо.
Для популярной индукции основанием для обобщения, что все элементы класса обладают данным признаком, является наличие этого признака у части элементов класса. Популярная индукция имеет неограниченную сферу применения, но ее выводы носят вероятностный характер и нуждаются в последующем доказательстве.
Научная индукция также представляет собой вывод от части элементов данного класса ко всему классу, но основанием для вывода служит раскрытие исследуемых элементов класса существенных (причинных) связей, необходимо обусловливающих принадлежность данного признака всему классу.
Дедукция – это форма умозаключения, представляющая вывод утверждения (следствия) из одного или нескольких других утверждений (посылок) на основе законов логики. При использовании дедукции обычно исходят из общих правил и знаний, а затем путем логических рассуждений выводят из них частные следствия. Индукция и дедукция тесно связаны между собой и дополняют одна другую.
Анализ и синтез
Анализ – это операция практического или мысленного расчленения объекта на отдельные части. Анализ позволяет выявить состав элементов объекта, их свойства и функции, наиболее существенные связи между элементами объекта, выделить главные и второстепенные факторы. Цель анализа – познание частей как элементов сложного целого. Однако анализ не позволяет в полной мере выявить роль и значение каждой части объекта, что может быть осуществлено только в результате изучения элементов объекта в их взаимодействии, т. е. когда все элементы действуют как одно целое. Для этого необходимо восстановить расчлененное анализом целое.
Синтез – это операция практического или мысленного объединения в единое целое отдельных частей, их свойств, отношений, выделенных посредством анализа. Синтез акцентирует внимание на функциях частей целого, позволяет понять, почему эти части действуют именно так, и через это понимание роли отдельных частей объяснить поведение объекта как единого целого.
Абстракция
Абстракция – одна из форм познания объекта, заключающаяся в мысленном выделении из множества свойств и признаков объекта наиболее существенных в рассматриваемой ситуации свойств и признаков.
Моделирование
Моделирование – это процесс познания реально существующих объектов и явлений путем построения и изучения их моделей. Модель объекта – это материальный или мысленно представляемый объект, который замещает объект – оригинал, отображая или воспроизводя типичные его свойства (геометрические, физические, динамические, функциональные). Выделяют две группы различных видов моделирования: материальное (предметное) и идеальное (мысленное) моделирование. В практике инженерной деятельности и изобретательства широко используются методы материального моделирования и математическое моделирование.
Математическоемоделирование является одним из видов идеального моделирования, при котором построение модели реального объекта осуществляется путем описания его свойств, отношений и взаимодействия с окружающей средой на языке математики, а исследование модели проводится с использованием тех или иных математических методов.