komarova_z_i_metodologiya_metod_metodika_i_tekhnologiya_nauc

Активно используется во всех естественных и социальных науках, особенно в науках о культуре.

Бинарной оппозицией данного метода является диахронический анализ.

22. Структурно-функциональный (структурный) метод стро-

ится на основе выделения в целостных системах их структуры – совокупности устойчивых отношений и взаимосвязей между ее элементами и их роли (функций) относительно друг друга (см. раздел

5.2.1 пособия).

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. д.).

Основные требования процедуры структурно-функционального метода

(который часто рассматривается как разновидность системного подхода):

1)изучение строения, структуры системного объекта;

2)исследование его элементов и их функциональных характеристик;

3)анализ изменения этих элементов и их функций;

4)рассмотрение развития (истории) системного объекта в целом;

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

23. Эвристические методы (греч. heurisko – «нахожу») – методы,

используемые в теоретических исследованиях для получения нового знания, отыскания истины1.

24. Экспертные методы – группа методов, направленных на получение экспертных оценок в науке. Сущность метода экспертных оцеоценок заключается в проведении экспертами интуитивно-логичес- кого анализа какой-либо научной проблемы по вопросу оценки её значимости, обоснованности, истинности, новизны, перспективности и др., с применением количественных методов и формальной обработкой результатов.

В основу метода положена квалиметрия (<лат. quails – «качество» + metro – «измерять») – область науки, объединяющая методы количественной оценки качества объектов, явлений, процессов. Наиболее часто используются методы многомерного статистического анализа, факторного и корреляционного анализа.

Достоверность коллективной экспертной оценки зависит от компетентности и эрудиции экспертов, от степени аргументированности их мнения и консенсуальности их решения2.

1Подробнее см. в разделе 9.2.3. «Методы творческого мышления».

2Подробнее об экспертных методах см.: [Кузнецов 2006 : 26-43].

311

25. Экстраполяция (фр. extrapolation <лат. extra – «вне, сверх» + polire – «отделывать, изменять») – метод научного исследования, заключающийся в распространении выводов, полученных из наблюдения над одной частью явления, на другие его части; распространение каких-либо закономерностей или тенденций, наблюдавшихся в определённом временно́м интервалебазовом( ) на другой временной ин-

тервал (прогнозный).

Экстраполяция обычно проводится на основе статистически установленных изменений количественных характеристик прогнозируемого объекта.

9.2.2. Методы моделирования

Этот метод вынесен в отдельный раздел вовсе не случайно: на сегодняшний день, видимо, нет другого метода, обладающего такой мощной эвристической, гносеологической и онтологической силой: «…современная наука обладает мощным орудием познания сложных явлений реальной действительности

– методом моделирования» [Ревзин 1962 : 8]1, поскольку моделирование выступает и как метод представления и изучения объекта, явления или процесса и одновременно как метод верификации.

Идею модели (фр. modele < ит. modello < лат. modulus – «мера, образ, способ») и моделирования использовали ещё Демокрит, Эпикур, Леонардо да Винчи. Широкое внедрение этой идеи в науку, начавшееся в конце XIX века, актуализировано в начале XXI века.

Этим обусловлена необходимость более широкого раскрытия этого метода в пособии: его сущности, сфер применения, условий, при которых та или иная модель приобретает прогностическую функцию, какие имеются ограничения и допущения в использовании метода, как интерпретировать выводы о свойствах и отношениях между элементами модели и других вопросов.

1.История формирования понятий модель/моделирование и его роль в развитии науки

Латинское слово модель в его первоначальном значении было связано

со строительным искусством, и почти во всех европейских языках оно употреблялось для обозначения образа, или прообраза, или вещи, сходной в каком-либо отношении с другой вещью.

Рассматривая историю возникновения термина модель, А. Ф. Лосев указывает, что впервые он появляется в работах математиков конца XIX века Е. Бельтрами и Ф. Клайна в геометрии, а затем в работах философов Г. Фреге и Б. Рассела, посвященных проблемам математической логики. В 1944 г. термин появляется в работе американского лингвиста З. Харриса, который с его помощью описывает специфику методологии Э. Сепира.

К 60-м годам XX века этот термин только в лингвистике (Л. Хоккет, Н. Хомский, И. И. Ревзин и др.) уже имел 27 значений [Лосев 2004 : 14], а в современной науке он необычайно полиморфичен.

1 Вот почему метод моделирования некоторые учёные считают не общенаучным, а даже – всеобщим [Тихонов,

Ворона 2009 : 41].

312

Потому отметим, что в этой работе термин модель используется в зна-

чении: «опытный образец или информационно-знаковый аналог того или иного изучаемого объекта, выступающего в качестве оригинала» [Лебедев

2008 : 445].

Как видим из дефиниции, модель понимается очень широко. К ней применима интерпретация Я.Г. Неуймина: «… модель в общем понимании этого термина (обобщенная модель) является предельно широким понятием. Множество взаимосвязанных моделей объективной реальности и её фрагментов, зафиксированное в системе научных знаний, являет собой ту базу, тот гносеологический арсенал человечества (выделено мной – З. К.), из которого мы непрерывно черпаем материал для создания и развития всех более узких гипотез, теорий, картин мира и т. д., причем результаты каждого нового исследования в свою очередь пополняют модельный банк данных современной науки» [Неуй-

мин 1984 : 50].

Это определение показательно ещё и тем, что по существу может быть спроецировано на всю, а не только научную, гносеологическую базу человече-

ства (выделено мной – З. К.) [Мишанкина 2010 : 17]1.

Проблемы моделирования как научного метода стали предметом обобщения и анализа, начиная с 40-х годов XX в. В 60-е годы появляются первые крупные монографические исследования. Общее количество публикаций, посвященных проблеме моделирования, уже в 80-е годы исчислялось сотнями [Неуймин 1984 : 37], а в наши дни их число трудно обозримо.

Из всех работ, в которых исследуются общие свойства научной модели и моделирования, необходимо выделить работу Я. Г. Неуймина, в которой дается

структура обобщенной научной модели: «Модель представляет собой «четы-

рехместную» конструкцию, компонентами которой являются субъект, задача,

решаемая субъектом, объект-оригинал и язык описания или способ материаль-

ного воспроизведения модели <…> Особую роль в структуре обобщенной модели играет решаемая субъектом задача: она играет роль главного системообразующего фактора при интеграции свойств в единый интегральный образ как некоторую целостность, как систему» [Неуймин 1984 : 45].

Из этого основополагающего определения структурной модели вытекают следующие свойства:

каждому объекту-оригиналу может соответствовать множество моделей, связанных с определёнными задачами (при этом реализация задачи также предполагает вариативность), потому модель всегда лишь приблизительно соответствует оригиналу;

модель/моделирование обязательно предполагает наличие активного субъекта-творца, воспроизводящего в своём творении черты реальности, существующей или потенциальной, гипотетический;

итогом рассуждений (интерпретаций) исследователя становится вывод о том, что «исторически сложившиеся научные понятия, непосредственно

1 Как пишет Н.А. Мишанкина в своей монографии, в наши дни понятие модель/моделирование, покинув отеческую сферу науки, вышло на широкую арену массового употребления: «модель самолёта», «модель здания», «модель на подиуме» и т. д. [Мишанкина 2010 : 8].

313

или опосредованно связанные с объективной реальностью, – законы, теории, научные картины мира – суть модельные конструкты. Все наши научные представления о мире природы, общества и техники, наши знания о самих себе, о мышлении и его закономерностях носят модельный характер» [Неуймин 1984 : 49; Мишанкина 2010 : 11].

2. Сущностные характеристики метода моделирования

Сущностными свойствами моделей являются следующие:

1.Субъективность модели, т.к. именно исследователь проводит отбор свойств, в которых она соответствует оригиналу.

2.Двойственная природа модели. В процессе познания модель сама замещает объект, сохраняя при этом некоторые важные для исследователя черты, и сама становится объектом непосредственного исследования. Таким образом, модель – одновременно и объект исследования, и средство познания.

3.Трансформируемость модели. С моделью можно сделать то, что с оригиналом сделать нельзя. Возможность преобразований – самая фундаментальная, самая информативная сторона метода моделирования, поэтому модель применяется для исследования объектов, оперирование с которыми затруднено или вовсе невозможно по этическим или организационным причинам.

4.Компактность модели. Модели воспроизводят объект исследования в упрощенной форме, поэтому модель всегда компактнее оригинала. Для более разностороннего охвата реальности требуется множество моделей,

или комплексные, многоуровневые модели.

5.Специфическая информативность моделей как средства познания.

Модель всегда выступает в абстрактной форме, поэтому всегда можно выделить такие свойства, которые не представлены в оригинале модели

[Минаева и др. 2007 : 68].

Поскольку при моделировании исследователь имеет дело не с самим

изучаемым объектом–оригиналом, а с его заменителем–моделью, то ясно, что в основу методологии моделирования положен философско-общелогический метод – аналогия.

В науке существует шутливая поговорка: прием мышления по аналогии хромает на обе ноги. Однако для метода моделирования аналогия правомерна и важна, поскольку именно аналогичные отношения устанавливают границы метода моделирования: поскольку модель как средство познания основана на аналогии (метафорической, графической, системной, когнитивной), то она утрачивает свой смысл в случае тождества модели и прототипа, с одной стороны, а также в случае большого различия между объектом-оригиналом и его моделью, с другой стороны.

Кроме отношений аналогии, модель и её прототип находятся ещё в отношениях изоморфизма и гомоморфизма.

Гомоморфизм – более общее и более слабое отношение между моделью и ее прототипом, когда не выполняется одно из трёх условий:

соответствие элементов;

314

соответствие функций;

взаимооднозначное соответстие свойств и отношений.

И, наоборот, отношения между моделью и ее прототипом изоморфны, если все эти три условия соблюдаются.

Исходя из этого, модель есть изоморфный или голоморфный образ исследуемого объекта-оригинала [Лебедев 2008 : 466].

3. Основные типы моделей/моделирования

Создание единой классификации видов моделирования затруднительно в силу многозначности понятия модель в науке, поэтому классификацию обычно проводят по разным основаниям.

В зависимости от средств моделирования различают материальное

(субстанциональное) и идеальное моделирование.

Материальное (субстанциональное) моделирование основывается на материальной аналогии объекта и его модели. Для построения данного типа моделей необходимо выделить функциональные характеристики (геометрические, физические) исследуемого объекта. Примером субстанциональных моделей являются социально-психологические эксперименты. Так, колония А. Макаренко является такой моделью организации и осуществления воспитательной работы с подростками [Минаева и др. 2007 : 73].

Большой класс моделей представляют идеальные модели, которые основаны на мыслимой аналогии. Идеальное моделирование в свою очередь подраз-

деляется на знаковое (формализованное) и интуитивное моделирование.

Интуитивное моделирование используется тогда, когда процесс познания только начинается или системные взаимосвязи очень сложные. Например, жизненный опыт человека можно рассматривать как интуитивную модель межличностных отношений [Там же : 73].

Моделями знакового моделирования являются языковые модели1, схемы, графики, чертежи, формулы.

Важнейшим видом знакового моделирования является математическое и компьютерное моделирование.

Математическая модель представляет собой абстрактную систему, состоящую из набора математических объектов [Лебедев 2007 : 249]. Они в свою очередь бывают двух типов: модели описания (имитационные) и модели объяснения.

Для модели описания характерно то, что в них соответствие между формальной и физической структурой не обусловлено какой-либо закономерностью и носит характер единичного факта. Глубина восполнения модели описания решается всегда эмпирически [Лебедев 2007 : 252].

Модель описания представляет собой качественно иной вид познавательных моделей, в которых структура объекта находит себе соответствие в математическом образе в силу внутренней необходимости. Эта модель уже нечто

1 Понятие языкового моделирования и базовых языковых моделей будет дано в третьей части пособия.

315

большее, чем простая эмпирическая «подгонка», поскольку она обладает спо-

собностью объяснения.

Характерными гносеологическими свойствами моделей объяснения являются:

способность к кумулятивному обобщению, к экстраполяции на новые области фактов;

способность к предсказанию принципиально новых качественных эффектов;

способность к адаптации, которую А. Пуанкаре называл «гибкостью» теории, которая проявляется в возможности видоизменения и совершенствования;

способность к трансформационному обобщению, при котором глубина восполнения исходной модели может быть строго установлена теоретически, а не эмпирически, как в описательной модели. И этот факт имеет фундаментальное гносеологическое значение [Лебедев 2007: 255].

Одна из наиболее развитых областей математического моделирования социального поведения называется теорией игр [Минаева и др. 2007 : 76].

Компьютерные модели основываются на программировании с использованием не уравнений, как в математических моделях, а алгоритмов – строго сформулированных последовательных инструкций. Эти модели особенно эффективны при изучении ситуаций, сопряженных с обработкой большого количества информации. Очень часто применяется такая форма компьютерной модели как экспертная система, в которой используется большое количество установок типа: «если… то».

С развитием синергетики стали развиваться модели нелинейных процессов, особенно для анализа сложных социально-психологических процессов:

модель катастроф, модель миграции и т. п. [Минаева и др. 2007 : 79].

В типологию моделей входят также структурные (чаще субстанциональ-

ные), функциональные и смешанные модели. Функциональное моделирова-

ние – это основной метод кибернетики на современном этапе. При этом отдельные типы моделей в чистом виде встречаются редко: модели обычно из

однополярных превращаются в многополярные.

Подчеркнём, что появление «виртуальных» объектов в кибернетике

заставило по-новому взглянуть на уже давно существующие феномены модельной природы, в которых создаются «альтернативные реальности»: на литературу, искусство, науку. Это в свою очередь привело к переосмысливанию роли языка как посредника между миром и человеком [Минаева и др. 2007 : 79; Кан-

ке 2008 : 147; Мишанкина 2010 : 54].

Таковы в общих чертах типы моделей и моделирования.

4. Этапы моделирования

Основными принципами моделирования являются: наглядность, объек-

тивность и определённость [Кузнецов 2006 : 28].

Процедура построения модели включает ряд последовательных этапов: 1) формирование проблемы исследования, определение цели и поста-

новка задач моделирования;

316

2)обоснование необходимости обращения к методу моделирования, что связано с особенностями объекта исследования, необходимостью прогноза поведения, с наличием детализированных моделей и т. п.;

3)теоретическая подготовка процесса моделирования (выбор модели, набор допущений и др.);

4)построение концептуальной модели;

5)конструирование формализованной модели;

6)исследование созданной модели и получение новой информации;

7)оценка параметров модели и получение численных предположений;

8)включение модельных знаний в существующую систему теоретического знания об объекте исследования [Кузнецов 2006 : 28-29; Минаева и др. 2007 : 80-82; Лебедев 2007 : 249-260; Тихонов, Ворона 2009 : 101-103; Мишанкина 2010 : 8-19 и др.].

В заключение следует обратить внимание на сложности, связанные с моделированием:

одна из проблем связана с системой заложенных в модель исходных допущений, поскольку валидность модели зависит не от её аппарата, а от допущений; самый частый недостаток моделей – сверхупрощенные исход-

ные допущения;

сложность интерпретации полученных результатов;

следует учесть, что све́дения, полученные в результате испытания модели, носят вероятностный характер;

для сложных систем не всегда удаётся построить математическую модель из-за множества связей между элементами системы, большого числа параметров, различных нелинейных ограничений.

9.2.3. Методы активизации творческого мышления

Современная психология науки настаивает на том, что творческое науч-

ное мышление регулируется не логическими правилами, а психологическими установками и закономерностями.

Прежде всего, творческое мышление предполагает знание факторов, отрицательно влияющих на мышление, чтобы успешно преодолеть их. К числу таких факторов относятся: отсутствие гибкости мышления, сила привычки, узкопрактический подход, чрезмерная специализация, влияние авторитетов, боязнь критики, страх перед неудачей, высокая самокритичность, лень, раскрепощение индивида и некоторые другие.

Но этого мало. Чтобы преодолеть психологическую инерцию мышления,

связанную со стремлением действовать в соответствии с прошлым опытом и знаниями, с использованием привычных стандартов, а также чтобы преодолеть негативные факторы, влияющие на мышление, необходимо знание методов стимулирования творческого мышления.

На сегодняшний день существует в общей сложности более тридцати таких методов и методик [Лебедев 2008 : 442], наиболее используемые из которых сведены в схему 18 [Тихонов, Ворона 2009 : 98].

317

Схема 18

Методы активизации творческого мышления

Методы творческого мышления

Интерпретация схемы 18

Методы активизации творческого мышления обычно объединяются в две группы: эвристические методы (<греч. eurisko – «нахожу») – поисковые методы и алгоритмические, т. е. осуществляемые с помощью алгоритмов.

Рассмотрим кратко суть указанных методов.

Мозговой штурм (брейнсторминг) – включает комплекс организационных мероприятий и процедур, проводимых группой специалистов (до 10 человек) из различных областей знаний с целью генерирования идей, предназначенных для решения поставленной задачи. Обычно для группы создаются комфортные физиологические и психологические условия. Сеанс работы длится 40–50 мин. Все предлагаемые идеи фиксируются, а потом анализируются специалистами, которые будут решать поставленную задачу.

По сути «мозговой штурм» – это средство получения от группы лиц большого количества идей за короткий промежуток времени. Существует несколько разновидностей «мозгового штурма», или «мозговой атаки».

Синетика – сходна с предыдущей процедурой «мозгового штурма». Отличие заключается в том, что рабочая группа состоит из постоянных членов,

318

приглашенных для разового заседания и уже знакомых с проблематикой и порядком работы.

Экспертный метод основан на использовании знаний и опыта экспертов в исследуемой области.

Метод контрольных вопросов предполагает анализ ответов на вопросы, касающихся той или иной тематики. Существует много разновидностей данного метода, различаемых по именам авторов вопросов. Так, известны списки вопросов Бонзака, Буша, Грегори, Крика, Юнга, Вольфа и многих других1.

Метод записной книжки Хефеле предполагает предварительное ознакомление всех участников поиска решения проблемы с задачей и выдачи им записных книжек. Все привлеченные специалисты записывают в эти записные книжки все идеи, которые им приходят в процессе работы над решением задачи. Одновременно им выдаются

опросные листы со списком контрольных вопросов. Через некоторое время записные книжки собираются и проводится анализ полученных ответов.

Метод локальных объектов разработан американским специалистом Ч. Вайтингом и используется для поиска новых оригинальных решений модернизации исследуемого объекта. Слово локальный здесь используется для того, чтобы подчеркнуть, что все возможные признаки исследуемого объекта находятся как бы в его фокусе.

Процедура работы заключается в рассмотрении возможностей исполнения вариантов совершенствуемого объекта, объединенных с одним из различных признаков, случайно выбранных или названных предметов.

Интегральный метод «Метра» разработан французским исследователем И. Бувеном и объединяет процедуры «мозгового штурма», синетики, свободных ассоциаций и морфологических матриц. На первом этапе просматривают первоначальную формулировку задачи, переводя ее на понятийную основу. Затем в новой постановке применяют метод «мозгового штурма». После этого осуществляют экс-

курс в мир аналогий посредством фантастических модельных представлений.

Метод маленьких человечков является вспомогательным и служит для наглядного представления процессов, которые должны происходить в идеализированной системе для получения идеального конечного результата. Все процессы, происходящие в системе, представляются в виде набора рисунков, каждый из которых отображает выполнение одной технологической операции. Такое художественно-графи-

ческое представление облегчает переход к конкретной конструктивной схеме.

Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) разработана на-

шим ученым, писателем-фантастом Г. Альтшулером и его учениками. Эта теория включает большое количество инструментальных средств, каждое из которых в отдельности или в совокупности с

1 О правилах формулирования вопросов; о типах и видах вопросов см.: Минаева и др. 2007 : 104-113.

319

другими решает задачи модернизации и усовершенствования объектов, а также их дизайна. Эти средства включают: законы развития технических систем, приемы устранения технических противоречий, банки данных физико-техни- ческих, химических, геометрических, биологических, психологических и других эффектов, вещественно-полевые ресурсы, стандарты и алгоритмы решения изобретательских задач. В общем случае ТРИЗ предполагает следующий алгоритм работы:

анализ исходной ситуации;

анализ задачи;

анализ модели задачи;

разрешение физического противоречия;

анализ возможности устранения физического противоречия;

развитие полученного решения;

анализ хода решения.

Метод морфологического ящика (морфологический анализ) слу-

жит для выявления новых вариантов решения технической системы путем комбинирования разновидностей исполнения ее подсистем, частей и элементов. Метод реализуется путем построения двумерной морфологической матрицы (таблицы) или ящика (многомерный про-

странственный элемент), строки и столбцы которых заполняются альтернативными вариантами исполнения составляющих системы. Затем последовательно выбираются варианты подсистемы и рассматриваются в сочетании с вариантом исполнения других составных частей системы. Из полученного массива решений выбирается лучшее, соответствующее требованиям технического задания.

При проведении теоретических исследований наряду с вышеизложенными методами используются и другие. Немалую роль при построении любых исследований играют, например, логические методы и правила, носящие нормативный характер. К числу таких правил относятся правила вывода, образования сложных понятий из простых, установления истинности сложных высказываний и т. д. Специальными методами теоретических исследований могут служить также принципы формирования аксиоматических теорий, критерии непротиворечивости, полноты и независимости систем и другие.

9.3.Проблема методов метатеоретического уровня научного познания

1.В существующей учебной литературе методы этого уровня познания и знания либо не рассматриваются вовсе, поскольку сам этот уровень познания не выделяется, либо освещаются очень скупо, что в общем-то мало согласуется с данными философии науки и конкретными науками.

К примеру, в своем учебном пособии В.А. Тихонов и В.А. Ворона, осветив эмпирические и теоретические методы исследования, пишут: «К методам метатеоретического уровня относят диалектический метод и метод системного анализы. С помощью этих методов исследуются сами теории и разрабатываются пути их построения, изучается система положений и понятий данной теории, устанавливаются границы её применения, способы введения новых по-

320