3.2. Методы теоретических й эмпирических исследоваййй

Метод —это способ достижения цели. Диалектический материализм учит, что метод объединяет субъективные и объективные моменты познания. Метод объективен, ткк как в разрабатываемой теории позволяет отражать дей­ствительность и ее взаимосвязи. Таким образом, метод является программой построения и практического при­менения теории. Одновременно метод субъективен, так как является орудием мышления исследователя й в ка­честве такового включает в себя его субъективные осо­бенности.

С философской точки зрения методы можно разде­лить на: всеобщий (материалистическая диалектика), действующий во всех областях науки и на всех этапах исследования; общенаучные (т.е. для всех наук); част­ные (т. е. для определенных наук); специальные или специфические (для данной науки).

Такое разделение методов всегда условно, так как по мере развития познания один научный метод мбЖет переходить из одной категории в другую.

К общенаучным методам относятся: наблюдение, сравнение, счет, измерение, эксперимент, обобщение, аб­страгирование, формализация, анализ и синтез, индук­ция и дедукция, аналогия, моделирование, идеализация, ранжирование, а также аксиоматический, гипотетичес­кий, исторический и системные методы.

Наблюдение — это способ познания объективно­го мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователе

Сравнение — это установление различия между объектами материального мира или нахождение в них общего, осуществляемое как при помощи органов чувств, так и при помощи специальных устройств.

Счет —это нахождение числа, определяющего ко­личественное соотношение однотипных объектов Или их параметров, характеризующих те или иные свойства.

Измерение — это физический процесс определе­ния численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном.

Эксперимент — одна из сфер человеческой прак­тики^ - в которой подвергается проверке истинность вы­двигаемых гипотез или выявляются закономерности (Объективного мира. В процессу эксперимента, иссл едова­тель вмешивается в изучаемый процесс с целью позна­ния, при этом одни условия опыта изолируются, другие исключаются, третьи усиливаются или ослабляются. Эк­спериментальное изучение объекта или явления имеет определенные преимущества по сравнению с наблюде­нием, так как позволяет изучать явления в «чистом ви­де» при помощи устранения побочных факторов; при необходимости испытания могут повторяться и органи­зовываться так, чтобы исследовать отдельные свойства объекта, а не их совокупность. . .

Обобщение — определение общего понятия, в ко­тором находит отражение главное, основное, характери­зующее объекты данного класса. Это средство для ,обра- зования новых научных понятий, формулирования зако­нов и теорий.

Абстрагирование — это мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предме­тов и выделение нескольких сторон, интересующих ис­следователя. Оно, как правилр, осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются несущественные свойства, связи и т.д. На втором—исследуемый о|б;ьект заменяют другим, более простым, представляющим со­бой упрощенную модель, сохраняющую главное в, слож­ном.

Различают следующие виды абстрагирования: ото­ждествление (образование понятии путем объединения предметов, связанных по своим свойствам в особый класс); изолирование (выделение свойств, неразрывно связанных с предметами); конструктивна а цйя (отвлече­ние от неопределенности границ реальных объектов) и, наконец, допущение потенциальной осуществимости. , Ярким примером абстрактной модели действительно­сти является идеальный. газ⁷, который широко использу­ется в физике, термодинамике и других науках!

Ф ор м а л из а ц и я —отображение объекта или яв­ления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и т. д) и обеспечение возмож­ности исследования реальных объектов и их свойств че­рез формальное исследование соответствующих знаков

.Аксиоматический метод — способ пбстрое- ння научной теории, -при которой некоторые утвержде­ния (аксиомы) принимаются без доказательств и затем исячяьзуются для получения остальных знаний пв опре­деленным логическим правилам. Общеизвестной, наири- мер, является аксиома о параллельных линиях (не пе­ресекаются), которая принята в геометрии без доказа­тельств.

Анализ — метод познания при помощи расчленения или разложения предметов исследования (объектов, свойств и т. д.) на составные части. В связи с этим ана­лиз составляет основу аналитического метода исследова­ний.

Синтез — соединение отдельных сторон предмета в единое целое. Анализ и синтез взаимосвязаны, они представляют собой единство противоположностей. Раз­личают следующие виды анализа и синтеза: прямой или эмпирический метод (используют для выделения отдель­ных частей объекта, обнаружения его свойств, простей­ших измерений и т.п.); возвратный или элементарно- теоретический метод (базирующийся на представлениях о причинно-следственных связях различных явлений); структурно-генетический метод (включающий вычлене­ние в сложном явлении таких элементов, которые ока­зывают решающее влияние на все остальные стороны объекта).

Важными понятиями в теории познания являются: индукдия — умозаключение от фактов к некоторой гипотезе (общему утверждению) и дедукция — умо­заключение, в котором вывод о некотором элементе мно­жества делается на основании знания общих свойств всего множества. Таким образом, дедукция и индук­ция — взаимообратные методы познания, широко ис­пользующие частные методы формальной логики. Это методы единственного сходства (предполагается, что единственное сходное обстоятельство является причиной рассматриваемого явления); единственного различия (предполагается, что единственное различие обстоя­тельств является причиной явления); сопутствующих изменений (изменение одного явления приводит к изме­нению другого, так как оба эти явления находятся в при­чинной связи); остатков (если известно, что некоторые из совокупности определенных обстоятельств являются причиной части явлений, то остаток этого явления вы­зывается остальными обстоятельствами)

.Одним из методов научного познания является ана- догия, посредством которой достигается знание о пред­метах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими. Степень вероятности (достоверно­сти) умозаключений по аналогии зависят от делячества сходных признаков у сравниваемых явлений (чем их больше, тем большую вероятность имеет заключение и оно повышается, когда связь выводного признака с ка­ким-либо другим признаком известна более или менее точно). Аналогия тесн$ связана с моделированием или модельным экспериментом. Если обычный эксперимент непосредственно взаимодействует с объектом исследо­вания, то в моделировании такого взаимодействия нет, так как эксперимент производится не с самим объектом, а с его заменителем. Примером может служить аналого­вая вычислительная машина (АВМ), действие которой основано на аналогии дифференциальных уравнений, описывающих как свойства исследуемого объекта, так и электронной модели.

Гипотетический метод познания предполага­ет разработку научной гипотезы на осневе изучения фи­зической, химической и т. п. еущности исследуемого яв­ления с помощью ©писанных выше способов познания и затем формулирование гипотезы, сеетавлеиие расчет­ной схемы алгоритма (модели), ее изучение, анализ, раз­работка теоретических положений.

Как в социально-экономических и гуманитарных нау­ках, так и в естественных и технических исследованиях часто используют исторический метод познаиия. Этот метод предполагает исследование возникновения, формирования и развития объектов в хронологической последовательности, в результате чего исследователь по­лучает дополнительные знания об изучаемом объекте (явлении) в процессе их развития.

При гипотетическом методе познания исследователь нередко прибегает к идеализации — эт© мысленное конструирование объектов, которые практически неосу­ществимы (например, идеальный газ, абсолютно твердое тело). В результате идеализации реальные объекты ли­шаются некоторых присущих им свойств и наделяются гипотетическими свойствами.

При исследованиях сложных систем с многообразны­ми связями, характеризуемыми как непрерывностью ¹¹ Детерминированностью, так и дискретностью и случай­ностью, используются системные методы (исследо­вание операций, теория массового обслуживания, теория управления, теория множеств, и др.). В. настоящее время такие методы получили широкое распространение; » зна­чительной степени в связи с развитием ЭВМ,

При анализе явлений и процессов в сложных систе­мах возникает потребность рассматривать большое ко­личество факторов (признаков), среди которых важно уметь выделять главное при помощи метода ранжирова­ния и исключения второстепенных факторов, не влияющих существенно на исследуемое явление. Следовательно, этот метод допускает усиление основных и ослабление второстепенных факторов, т. е. размещение факторов по определенным правилам в ряд убывающей или возрас­тающей последовательности по силе фактора. *

• Разнообразные методы научного познания условно подразделяются на ряд уровней: эмпирический, экспери­ментально-теоретический, теоретический и метатеорети- ческий уровни.

Методы эмпирического уровня: наблюдение, сравне­ние, счет, измерение, анкетный опрос, собеседование, те­сты, метод проб и ошибок и т. д. Методы этой группы конкретно связаны с изучаемыми явлениями и исполь­зуется на этапе формирования научной гипотезы. • . Методы экспериментально-теоретического уровня: эксперимент, анализ и синтез, индукция и. дедукция, мо­делирование, гипотетический, исторический, и логические методы. Эти методы помогают исследователю обнару­жить те или иные достоверные факты, объективные проявления в протекании исследуемых процессов. С по­мощью этих методов производится накопление фактов, их перекрестная проверка. Следует при этом подчеркнуть, что факты имеют научно-познавательную, ценность толь­ко в тех случаях* когда они систематизированы, когда между ними вскрыты неслучайные зависимости, опреде­лены причины следствия, Таким образом, задача выяв­ления истины требует не только сбора фактов, но и пра­вильной их теоретической обработки. Первоначальная систематизация фактов и их анализ проводятся' уже в процессе наблюдений, бесед, экспериментов, ибо эти методы включают в себя не только акты чувственного восприятия предметов и явлений,, но и их отбор, класси­фикацию,. осмысливание воспринятого материала, его фиксирование. .......

Методы теоретического уровня: абстрагирование, иде­ализация, формализация, анализ и. синтез, индукция и дедукция, аксиоматика, обобщение it т. д. На теорехи

-«о веском уровне производятся' логической исследование'со­бранных фактов, выработка понятий, суждений, делаются умозаключения. В процессе этой работы соотносятся ран­ние научные представления с возникающими новыми. На теоретическом уровне научное мышление освобождается • от эмпирической описательности, создает теоретические обобщения. Таким образом, новое теоретическое содер­жание знаний надстраивается над эмпирическими зна­ниями.

На теоретическом уровне познания широко использу­ются логические методы сходства, различия, сопутствую­щих изменений, разрабатываются новые системы знаний, решаются задачи дальнейшего согласования теоретиче­ски разработанных систем с накопленным новым экспе­риментальным материалом.

К методам метатеоретического уровня относят диалек­тический метод и метод системного анализа. С помощью этих методов исследуются сами теории и разрабатыва­ются пути их построения, изучается система положений и понятий данной теории, устанавливаются границы ее применения, способы введения новых понятий, обосно­вываются пути синтезирования нескольких теорий. Цент­ральной задачей данного уровня исследований является познание условий формализации научных теорий и выра­ботка формализованных языков, именуемых метаязы­ками.

При изучении сложных, взаимосвязанных друг с дру­гом проблем используется системный анализ, полу­чивший широкое применение в различных сферах науч­ной деятельности человека, и в частности в логике, мате­матике, общей теории систем, в результате чего сформировались такие науки, как металогика и метама­тематика. Металогика исследует системы положений к понятий формальной логики, разрабатывает вопросы теории доказательств, определимости понятий, истины в формализованных языках. Метаматематика занимается изучением различных свойств формальных систем и ис­числений.

В основе системного анализа лежит понятие системы, "ОД которой понимается множество объектов (компонен­тов), обладающих заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями. На базе этого понятия производится учет связей, используются 'количественный сравнения всех альтернатив для того, чтобы сознательно выбрать' наилучшее решение, оцени- -eaewote •каким-либо критерием, -ная^мявр изяерямвсты», эффективностью, надежностью и т. п.

Тек как системный анализ носит общий, междис­циплинарный характер, т. е. касается образования, рм- внтая, функционирования, синтеза любых систем, те не­которые буржуазные идеологи считают, что системный аиаяиз затеняет философию, является новой .всеобщей методологией науки. Такое восприятие системного ана­лиза неверно, так как сводит функцию философского ака­ния лишь к методологии научного исследования. Во всех науках существуют философские основания, использу­ются философские категории, но это не повод принятия основания теории за саму теорию. Системный анализ, с одной стороны, позволяет применять ряд общефилософ­ских положений к решению частных задач, а с другой — обогащает саму философию развитием конкретных наук в полном соответствии с указанием В. И. Ленина крепить союз философии с передовым естествознанием⁸. Чем дальше развивается системный анализ, тем совершеннее развивается его язык, тем он дальше удаляется от своей первоначальной философской основы. Таким образом, отождествление системного анализа с диалектическим методом, с философией неправомерно и может привести к мю роадвфрен чес к и м и методологическим ошибкам.

Системный анализ используется для исследования таких сложных систем, как экономика отдельной отрас­ли, промышленного предприятия, объединения, при пла­нировании и организации технологии комплексных строи­тельных процессов, выполняемых несколькими строитель­ными организациями, и др.

Системный анализ складывается из основных четырех этаяо-e: первый заключается в постановке задачи — оп­ределяют объект, цели н задачи исследования, а также критерии для изучения н управления объектом. Непра­вильная или неполная постановка целей может свести на нет результаты всего последующего анализа. Во вре­мя второго этапа очерчиваются границы изучаемой сис­темы и определяется ее структура: объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственно изучаемую систему и внешнюю среду. При этом различают замкнутые и открытые системы. При ис­следовании замкнутых систем влиянием внешней среды иа их поведение пренебрегают. Затем аыдеяи*»т отдель- .Aire ееетэвньге «гаетя еиете#ьг ее элек-еитьг, устапайлн- _вают взаимодействие между ними к внешней средой. Именжэ так строится, например, такая фундаментальная наука, как термодинамика.

В последнее время все большее внимание в технике уделяется изучению замкнутых систем, имеющих закры­тые технологические циклы, так называемую «безотход­ную технологию». Такие технологические процессы пере­пек тивчы как с позиций экономики, так и экологии: «чем меньше отходов, тем выше уровень производства».

Третий, важнейший этап системного анализа заклю­чается в составлении математической медали исследуе­мой еистемы. Вначале производят пара м-етр из а ци иг сис­темы, епиеывают выделенные элементы еистемы' и их взаимвдействие. В зависимости от особенностей првйес- евв исивльзуют тот или мной математические аппарат для анализа системы в целом.

€л«дует при этом отметить, что аналитические метвды используются для описания лишь небольших - систем вследствие их громоздкости или «ев©зм©жи«гет,и составления и решения сложней системам уравнений. Для ©нисания больших систем, их характеристик не только качественных, но и количественных используют­ся дискретные параметры (баллы), принимающие целые значения. Например, твердесть материалов оценивают баллами по шкале Моеса, энергию сейсмических волн при землетрясениях — баллами по И. Рихтеру и др. Ме­тоды операций е дискретными параметрами излагаются в теории множеств и прежде всего в таких ее разделах, как в алгебре множеств и в алгебре высказываний (ма­тематической логике), составляющих основу математиче­ского обеспечения современных ЭВМ.

Наряду с аппаратом алгебры множеств и алгебры вы­сказываний при исследовании сложных систем широко используют вероятностные методы, поскольку в них пре­обладают стохастические процеееы. Поэтому наиболее часто исследуют развитие процессов с некоторой вероят­ностью или же определяют вероятность протекания изу­чаемых процессе®

.Если исследуются сложные системы, именуемы® как обобщенные динамические системы, характеризуемые большим количеством параметров различной природы, го в целях упрощения' математического описания их рас­членяют на подсистемы, выделяют типовые подсистемы, производят стандартизацию связей для различных уров- вей⁹ иерархии однотипных систем. Примерами такого поля хо-док изучению сложных систем, например управления; являются типовые возмущения, типовые звенья системы с определенными статическими и динамическими свойст­вами.' В результате третьего этапа системного анализа формируются законченные математические модели сис­темы, описанные на формальном, например алгоритмиче­ском, языке.

Важным этапом системного анализа является четвер­тый. Это анализ полученной математической модели, оп­ределение ее экстремальных условий с целью оптимиза­ции и формулирование выводов.

Оптимизация заключается в нахождении оптимума рассматриваемой функции (математической модели ис­следуемой системы, процесса) и соответственно нахож­дения оптимальных условий поведения данной системы или протекания данного процесса. Оценку оптимизации производят по критериям, принимающим в таких случа­ях экстремальные значения (выражающие, например, максимальный съем продукции с единицы объема аппа­рата, минимальную стоимость продукции при определен­ной производительности, минимальный расход топлива и т. д.). На практике выбрать надлежащий критерий до­статочно сложно, так как в задачах оптимизации может выявляться необходимость во многих критериях, которые иногда оказываются взаимно противоречивыми. Поэтому наиболее часто выбирают какой-либо один основной кри­терий, а для других устанавливают пороговые предельно допустимые значения. На основании выбора составляет­ся.зависимость критерия оптимизации от параметров мо­дели исследуемого объекта (процесса). Такой результат исследования чрезвычайно важен для практических це­лей, дает определенную последующую опытно-конструк­торскую проработку задачи.