Katse

Teadusliku uurimistöö kõige olulisem komponent on eksperiment. Rohkem kui 2/3 kogu teaduse tööjõust kulub katsetele. Katse aluseks on täpselt arvestatud ja kontrollitud tingimustega teaduslikult seatud eksperiment (katsed), mis võimaldavad jälgida selle kulgu, kontrollida ja taasluua iga kord, kui need tingimused korduvad. Sõna eksperiment ise tuleb ladina keelest. eksperimentum- test. Kogemuse all mõistetakse uuritava nähtuse reprodutseerimist katse teatud tingimustes koos võimalusega selle tulemusi salvestada. Kogemus on katse eraldi elementaarne osa.

Eksperiment erineb tavapärasest, tavalisest passiivsest vaatlusest uurija aktiivse mõju poolest uuritavale nähtusele.

Teaduskeeles ja uurimistöös kasutatakse mõistet "eksperiment" tavaliselt tähenduses, mis on ühine paljudele seotud mõistetele: kogemus, sihipärane vaatlus, teadmiste objekti reprodutseerimine, selle olemasolu eritingimuste korraldamine. See kontseptsioon hõlmab katsete teaduslikku seadistust ja uuritava nähtuse jälgimist täpselt arvestatud tingimustes, mis võimaldavad jälgida nähtuste kulgu ja luua seda iga kord, kui need tingimused korduvad.

Põhiline eesmärk eksperiment on uuritavate objektide omaduste tuvastamine ja hüpoteeside paikapidavuse kontrollimine

Eksperimentaaluuringute läbiviimisel on võimalik otsustada kaks peamist ülesannet:

1. Kvantitatiivsete mustrite tuvastamine, mis loovad seose uurimisobjekti kirjeldavate muutujate vahel.

2. Muutujate väärtuste leidmine, mis tagavad objekti optimaalse (teatud kriteeriumi järgi) töörežiimi.

Eristage looduslikku ja mudelkatset. Kui esimene asetatakse otse objektiga, siis teine ​​- selle asetäitja - mudeliga. Praegu on kõige levinumad mudelitüübid matemaatilised ja selliste mudelitega tehtud katseid nimetatakse arvutuslikeks.

Enne iga katset koostatakse selle programm, mis sisaldab:

- katse eesmärk ja eesmärgid; muutuvate tegurite (sisendmuutujate) valik;

- katse ulatuse, katsete arvu põhjendamine;

- muutuvate tegurite järjestuse määramine;

– faktori muutmise sammu valik, intervallide seadmine tulevaste katsepunktide vahel;

– mõõtevahendite põhjendamine;

– katse kirjeldus;

- katse tulemuste töötlemise ja analüüsi meetodite põhjendamine.

Enne katset on vaja valida muutuvad tegurid, s.o. paika panna uuritavat protsessi mõjutavad põhi- ja kõrvalomadused, analüüsida protsessi arvestuslikke (teoreetilisi) skeeme. Tunnuse olulisuse määra kindlaksmääramise põhiprintsiip on selle roll uuritavas protsessis.

Tihtipeale on eksperimenteerija töö nii kaootiline ja korrastamata ning selle efektiivsus nii madal, et saadud tulemused ei suuda õigustada isegi katseteks kulutatud vahendeid. Seetõttu on eksperimendi korraldamise, selle läbiviimise kulude vähendamise ja saadud tulemuste töötlemise küsimused üsna aktuaalsed.

Tõenäosusteooria ja matemaatilise statistika põhjal välja töötatud kaasaegsed katse planeerimise ja selle tulemuste töötlemise meetodid võimaldavad:

– oluliselt (sageli mitu korda) vähendada läbiviimiseks vajalike katsete arvu;

– muuta katsetaja töö eesmärgipärasemaks ja organiseeritumaks,

- tõsta oluliselt nii tema töö produktiivsust kui ka saadud tulemuste usaldusväärsust.

Eksperimentide planeerimise teooria sai alguse inglise teadlase R. Fisheri töödest XX sajandi 30. aastatel, kes kasutas seda agrobioloogiliste probleemide lahendamisel.

Katse planeerimine seisneb katsete arvu ja tingimuste valikus, võimaldades saada vajaliku täpsusega vajalikke teadmisi uuritava objekti kohta. See on eksperimendi sihipärane juhtimine, mida rakendatakse uuritava nähtuse mehhanismi mittetäielike teadmiste tingimustes.

Katse planeerimise eesmärk on leida katsete läbiviimiseks sellised tingimused ja reeglid, mille alusel on võimalik saada kõige väiksema tööjõukuluga usaldusväärset ja usaldusväärset teavet objekti kohta ning esitada see teave kompaktsel ja mugaval kujul koos kvantitatiivse näitajaga. täpsuse hindamine.

Eksperimentide planeerimise teooria üldise suuna saab sõnastada järgmiselt - "vähem katseid - rohkem teavet - kõrgem tulemuste kvaliteet."

Katsed viiakse tavaliselt läbi väikeste seeriatena vastavalt etteantud algoritmile. Pärast iga väikest katseseeriat töödeldakse vaatluste tulemusi ja tehakse rangelt põhjendatud otsus, mida edasi teha. Eksperimendi planeerimise algoritmi valikul arvestatakse loomulikult nii uuringu eesmärki kui ka a priori informatsiooni uuritava nähtuse mehhanismi kohta. See teave on alati puudulik, välja arvatud võib-olla triviaalne juhtum - demonstratsioonikatsed.

Reeglina võib mis tahes uurimisobjekti (mõningate tundmatute ja uuritavate omaduste või omaduste kandjat) kujutada "musta kasti" teatud arvu sisendite ja väljunditega (joonis 2.2.).

Riis. 5.1. Uuritava objekti plokkskeem

Sisendmuutujaid Х i , i = 1, 2,…k (kus k on muutujate arv), mis määravad objekti oleku, nimetatakse tegurid. Faktori fikseeritud väärtust nimetatakse teguri tase. Peamiseks nõudeks teguritele on piisav juhitavus, mis tähendab võimet seada teguri soovitud taset ja stabiliseerida seda kogu katse vältel.

Väljundmuutuja Y g (tavaliselt g = 1) on objekti vastus sisendtoimingutele; ta kannab nime vastuseks ja sõltuvus

Y = f(X 1 , X 2 , …Xi ,…X k) (2,1)

helistas reageerimisfunktsioon või eesmärgid. Tavaliselt on selle sõltuvuse olemusest ainult üldine ettekujutus. Vastusfunktsiooni valiku määrab uuringu eesmärk, milleks võib olla objekti majanduslike (kulu, tootlikkus), tehnoloogiliste (täpsus, kiirus), disaini (mõõtmed, töökindlus) või muude omaduste optimeerimine.

Vastusfunktsiooni geomeetrilist esitust faktoriruumis Х 1 , Х 2 , …, Х k nimetatakse vastuse pind

Vastusfunktsiooni (2.1) tegelik vorm enne katset on enamasti teadmata ja seetõttu kasutatakse vastusepinna matemaatiliseks kirjeldamiseks protsessi statistilist mudelit.

Yr = f(X1, X2, …Xi,…X k). (2.2)

Võrrand (2.2) saadakse katse tulemusena ja seda nimetatakse protsessi lähendavaks funktsiooniks või regressioonimudeliks. Lähenduse all mõistetakse täpsete analüütiliste avaldiste asendamist ligikaudsete avaldistega. Regressioonivõrrandina kasutatakse tavaliselt teatud määral polünoomi. Pealegi kasutatakse arvutustes enim esimest ja teist järku polünoome, kuna arvutuste nõutav täpsus on tavaliselt väga madal (vahemikus 5–15%).

Näiteks kui k = 1, on n-nda astme polünoomil kuju

kui k = 2 ja n = 1, kirjutatakse tavaliselt kui

kus a 0 , a 1 , a 2 ,…a n on tundmatud regressioonikoefitsiendid, mis arvutatakse katse tulemuste põhjal

Lisaks võib lähendava polünoomi terminite piiratud arvu tõttu olla lahknevus reaktsioonifunktsiooni tegelike ja ligikaudsete väärtuste vahel väljaspool katsepunkte. Seoses eelnevaga kerkib probleem sellise polünoomi tüübi ja sellise arvu katsete leidmisega, et teatud kriteerium on täidetud. Tavaliselt võetakse kriteeriumiks katseväärtuste Y j ruutude kõrvalekallete summa nende arvutatud väärtusest Y j р. Lähendava funktsiooni parim lähendus tõelisele on funktsioon, mis vastab selle summa miinimumtingimusele.

Regressioonimudeli (5.2) tundmatute kordajate määramiseks kasutatakse tavaliselt kõige universaalsemat vähimruutude meetod (LSM).

Kasutades LSM-i, leitakse väärtused a 0 , a 1 , a 2 , …, a n tingimusest, mille kohaselt minimeeritakse katsevastuse väärtuste Y j ruutude hälvete summa Y j p väärtustest, kasutades regressioonimudelit. st minimeerides summat:

Ruudude summa minimeerimine toimub tavapärasel viisil, kasutades diferentsiaalarvutust, võrdsustades 0-ga esimesed osatuletised a 0 , a 1 , a 2 ,…., a n suhtes. Tulemuseks on suletud algebraliste võrrandite süsteem tundmatutega a 0 , a 1 , a 2 ,…. ,a n .

Vähimruutude meetodi kasutamisel on statistiliste hinnangute saamise vajalik tingimus ebavõrdsuse N > d täitumine, s.o. katsete arv N peab olema suurem kui tundmatute koefitsientide arv d.

Vaadeldava statistilise (regressiooni) mudeli põhijooneks on see, et selline mudel ei suuda täpselt kirjeldada objekti käitumist üheski konkreetses katses. Teadlane ei saa ennustada Y täpset väärtust igas katses, kuid ta saab sobiva statistilise mudeli abil näidata, millise keskpunkti ümber Y väärtused rühmitatakse tegurite X ij antud väärtuste kombinatsiooni korral. .

Induktsioon ja mahaarvamine

Induktsioon - see on omamoodi üldistus, mis seisneb üleminekus üksikute faktide tundmiselt ja vähem üldistelt teadmistelt üldisematele teadmistele. Konkreetsete faktide ja nähtuste uurimise induktiivse meetodi abil kehtestatakse üldpõhimõtted ja seadused.

Induktsiooniprotsess algab tavaliselt vaatlus- ja katseandmete võrdlemise ja analüüsiga. Kui see andmekogum laieneb, võib vara või seose regulaarne esinemine tekkida. Katsetes erandite puudumisel täheldatud mitmekordne kordamine sisendab kindlustunnet nähtuse universaalsuse suhtes ja viib induktiivse üldistuseni – eeldusele, et nii läheb kõigil sarnastel juhtudel. Induktsiooni põhjal tehtud järeldus on järeldus kõigi antud klassi kuuluvate objektide üldiste omaduste kohta, mis põhineb üsna laia üksikute faktide hulga vaatlusel. Nii näiteks D.I. Mendelejev, kasutades erafakte keemiliste elementide kohta, sõnastas perioodilise seaduse.

Tavaliselt peetakse induktiivseid üldistusi empiirilisteks tõdedeks või empiirilisteks seadusteks.

Mahaarvamine- see on mõtlemise operatsioon, mis seisneb selles, et uued teadmised saadakse üldisemat laadi teadmiste põhjal, mis on varem saadud vaatluste, katsete, praktilise tegevuse üldistamise teel ehk induktsiooni abil. Deduktiivse meetodi rakendamisel tuletatakse konkreetsed sätted üldistest seadustest, aksioomidest jne. Deduktiivne järeldus koostatakse järgmise skeemi järgi; kõigil "A" klassi objektidel on omadus "B"; punkt "a" kuulub klassi "A"; seega "a" on omadus "B". Üldiselt lähtub deduktsioon kui tunnetusmeetod juba teadaolevatest seadustest ja põhimõtetest. Seetõttu ei võimalda deduktsioonimeetod saada uusi tähenduslikke teadmisi. Deduktsioon on vaid algteadmistel põhineva sätete süsteemi loogilise juurutamise meetod, meetod üldtunnustatud eelduste konkreetse sisu tuvastamiseks. Nii saadakse näiteks mehaanika üldiste seaduste alusel auto liikumisvõrrandid.

Deduktiivse uurimismeetodi puuduseks on piirangud, mis tulenevad üldistest mustritest, mille alusel konkreetset juhtumit uuritakse. Nii et näiteks auto liikumise igakülgseks uurimiseks ei piisa ainult mehaanikaseaduste tundmisest, on vaja rakendada muid süsteemi analüüsist tulenevaid põhimõtteid: "juht – auto – väliskeskkond ".

Induktsioon ja deduktsioon on omavahel tihedalt seotud ja täiendavad üksteist. Näiteks teeb teadlane teadusliku uurimistöö hüpoteesi põhjendades kindlaks selle vastavuse loodusteaduste üldistele seadustele (deduktsioon). Samal ajal sõnastatakse hüpotees konkreetsete faktide põhjal (induktsioon).

Analüüs ja süntees

Analüüs(kreeka keelest analüüs – dekompositsioon): meetod, mille abil uurija eraldab uuritava objekti mõtteliselt erinevateks komponentideks (nii osadeks kui ka elementideks), pöörates erilist tähelepanu nendevahelistele seostele. Analüüs on iga teadusliku uurimistöö lahutamatu osa, mis on tavaliselt selle esimene etapp, mil uurija liigub uuritava objekti jagamatu kirjelduse juurest selle struktuuri, koostise, aga ka omaduste ja tunnuste tuvastamiseni.

Süntees(kreekakeelsest sünteesist – seos): seda meetodit kasutades ühendab uurija mõtteliselt uuritava objekti erinevad komponendid (nii osad kui elemendid) ühtseks süsteemiks. Sünteesis ei toimu mitte ainult ühinemine, vaid objekti analüütiliselt eristatavate ja uuritud tunnuste üldistus. Sünteesi tulemusena saadud sätted sisalduvad objekti teoorias, mis rikastades ja täpsustatuna määrab uue teadusliku otsingu teed.

Teadusuuringutes kasutatakse võrdselt analüüsi- ja sünteesimeetodeid. Niisiis, tuues esile üksikud elemendid (allsüsteemid ja mehhanismid) mootori toimimise uurimisel, kasutatakse analüüsimeetodit, mootorit kui elementidest koosnevat süsteemi uurides kasutatakse sünteesimeetodit. Sünteesimeetod võimaldab üldistada seaduste, teooriate mõisteid. Analüüsi ja sünteesi operatsioonid on üksteisega lahutamatult seotud; igaüks neist viiakse läbi abiga ja teise kaudu.

Analoogia

Analoogia- tunnetusmeetod, mille puhul toimub ühe objekti käsitlemise käigus saadud teadmiste ülekandmine teisele, vähem uuritud ja praegu uuritavale objektile. Analoogiameetod põhineb objektide sarnasusel paljudes märkides, mis võimaldab teil saada uuritava teema kohta üsna usaldusväärseid teadmisi. Analoogiameetodi kasutamine teaduslikes teadmistes nõuab teatavat ettevaatust. Siin on äärmiselt oluline selgelt määratleda tingimused, mille korral see toimib kõige tõhusamalt. Nendel juhtudel, kui on võimalik välja töötada selgelt sõnastatud reeglite süsteem teadmiste ülekandmiseks mudelist prototüübile, muutuvad analoogiameetodil saadud tulemused ja järeldused aga tõenduslikuks.

Abstraktsioon ja formaliseerimine

Abstraktsioon - See on teadusliku uurimistöö meetod, mis põhineb asjaolul, et teatud objekti uurides juhitakse see kõrvale selle külgedest ja omadustest, mis antud olukorras ei ole olulised. See võimaldab lihtsustada uuritava nähtuse pilti ja käsitleda seda "puhtal" kujul. Abstraktsioon on seotud nähtuste ja nende aspektide suhtelise sõltumatuse ideega, mis võimaldab eraldada olulised aspektid mitteolulistest. Sel juhul asendatakse algne uurimisobjekt reeglina selle ülesande tingimustest lähtuvalt teise – samaväärsega. Näiteks mehhanismi toimimise uurimisel analüüsitakse arvutusskeemi, mis kuvab mehhanismi peamised, olulised omadused.

On olemas järgmist tüüpi abstraktsioone:

- identifitseerimine (mõistete moodustamine nende omadustega seotud objektide liitmisel eriklassi). See tähendab, et teatud objektide komplekti, mis on mõnes mõttes sarnased, sarnasuse alusel konstrueeritakse abstraktne objekt. Näiteks üldistamise tulemusena - elektrooniliste, magnetiliste, elektriliste, relee-, hüdrauliliste, pneumaatiliste seadmete omadus sisendsignaale võimendada, tekkis selline üldistatud abstraktsioon (abstraktne objekt) kui võimendi. Ta on erineva kvaliteediga objektide omaduste esindaja, mis on teatud mõttes võrdsustatud.

- isolatsioon (objektidega lahutamatult seotud omaduste valik). Isoleeriv abstraktsioon viiakse läbi uuritava nähtuse eraldamiseks ja selgeks fikseerimiseks. Näiteks on liikuva vedeliku elemendi piirile mõjuva tegeliku kogujõu abstraktsioon. Nende jõudude arv, nagu ka vedela elemendi omaduste arv, on lõpmatu. Sellest sordist saab aga välja tuua rõhu- ja hõõrdejõude, kui eraldada mõtteliselt voolu piiril pinnaelement, mille kaudu väline keskkond teatud jõuga voolule mõjub (sel juhul ei huvita teadlast, mis põhjustel on sellise jõu esinemine). Olles mõtteliselt jaotanud jõu kaheks komponendiks, saab survejõudu määratleda välismõju normaalse komponendina ja hõõrdejõudu tangentsiaalsena.

- idealiseerimine vastab eesmärgile asendada tegelik olukord idealiseeritud skeemiga, et lihtsustada uuritavat olukorda ning tõhusamalt kasutada uurimismeetodeid ja -vahendeid. Idealiseerimisprotsess on kontseptsioonide vaimne konstrueerimine olematute ja teostamatute objektide kohta, millel on prototüübid reaalses maailmas. Näiteks ideaalne gaas, absoluutselt jäik keha, materiaalne punkt jne. Idealiseerimise tulemusena jäetakse reaalsed objektid ilma mõnest nende loomupärasest omadusest ja neile antakse hüpoteetilised omadused.

Kaasaegne uurija seab sageli algusest peale ülesandeks uuritavat nähtust lihtsustada ja konstrueerida selle abstraktne idealiseeritud mudel. Idealiseerimine toimib siin teooria konstrueerimise lähtepunktina. Idealiseerimise viljakuse kriteeriumiks on paljudel juhtudel rahuldav kokkusobivus uurimuse teoreetiliste ja empiiriliste tulemuste vahel.

Formaliseerimine- meetod teatud teadmiste valdkondade uurimiseks tehiskeeli kasutades formaliseeritud süsteemides. Sellised on näiteks keemia, matemaatika ja loogika formaliseeritud keeled. Formaliseeritud keeled võimaldavad teadmisi lühidalt ja selgelt salvestada, vältides loomuliku keele terminite mitmetähenduslikkust. Formaliseerimist, mis põhineb abstraktsioonil ja idealiseerimisel, võib käsitleda kui omamoodi modelleerimist (märgi modelleerimine).

Sarnane teave.

Teadusliku uurimistöö teoreetiline tase on teadmiste ratsionaalne (loogiline) etapp. Teoreetilisel tasandil toimub mõtlemise abil üleminek uurimisobjekti sensoorselt konkreetselt ideelt loogilis-konkreetsele ideele. Loogiliselt konkreetne on teadlase mõtlemises teoreetiliselt reprodutseeritud konkreetne idee objektist kogu selle sisu rikkuses. Teoreetilisel tasandil kasutatakse järgmisi tunnetusmeetodeid: abstraktsioon, idealiseerimine, mõtteeksperiment, induktsioon, deduktsioon, analüüs, süntees, analoogia, modelleerimine.

Abstraktsioon- see on vaimne tähelepanu kõrvalejuhtimine uuritava objekti või nähtuse mõnelt vähem olulistelt omadustelt, aspektidelt, tunnustelt koos ühe või mitme olulise aspekti, omaduse, tunnuse samaaegse valiku, moodustamisega. Abstraktsiooni protsessis saadud tulemust nimetatakse abstraktsiooniks.

Idealiseerimine- see on eriline abstraktsioon, teatud muutuste vaimne sisseviimine uuritavas objektis vastavalt uurimistöö eesmärkidele. Toome idealiseerimise näiteid.

Materiaalne punkt- keha, millel puuduvad mõõtmed. See on abstraktne objekt, mille suurus on tähelepanuta jäetud ja on mugav liikumise kirjeldamiseks.

Täiesti must korpus- on varustatud looduses mitte eksisteeriva omadusega absorbeerida absoluutselt kogu sellele langev kiirgusenergia, mis ei peegelda midagi ega läbi ennast. Musta keha emissioonispekter on ideaalne juhtum, kuna seda ei mõjuta emitteri aine olemus ega selle pinna olek.

mõtteeksperiment on teoreetiliste teadmiste meetod, mis hõlmab ideaalse objektiga opereerimist. See on vaimne positsioonide, olukordade valik, mis võimaldab tuvastada uuritava objekti olulisi tunnuseid. Selles meenutab see tõelist eksperimenti. Lisaks eelneb see tegelikule eksperimendile planeerimismenetluse näol.

Formaliseerimine- see on teoreetiliste teadmiste meetod, mis seisneb spetsiaalse sümboolika kasutamises, mis võimaldab teil reaalsete objektide uurimisest, neid kirjeldavate teoreetiliste sätete sisust abstraktsiooni võtta ja selle asemel opereerida teatud sümbolite komplektiga , märgid.

Mis tahes formaalse süsteemi loomiseks on vaja:

1. tähestiku, st teatud tähemärkide komplekti seadmine;

2. reeglite kehtestamine, mille järgi saab selle tähestiku algusmärkidest saada "sõnu", "valemeid";

3. reeglite kehtestamine, mille järgi saab liikuda ühelt sõnast, antud süsteemi valemilt teistele sõnadele ja valemitele.

Selle tulemusena luuakse formaalne märgisüsteem teatud tehiskeele kujul. Selle süsteemi oluliseks eeliseks on võimalus teostada selle raames objekti uurimist puhtformaalselt (märkidega opereerides) sellele objektile otseselt viitamata.

Formaaliseerimise eeliseks on ka teadusinfo jäädvustamise lühiduse ja selguse tagamine, mis avab suurepärased võimalused sellega opereerimiseks.

Induktsioon- (ladina keelest induktsioon - juhendamine, motiveerimine) on formaalsel loogilisel järeldusel põhinev tunnetusmeetod, mis viib privaatsete eelduste põhjal üldise järelduseni. Teisisõnu, see on meie mõtlemise liikumine konkreetselt, üksikisikult üldisele. Leides sarnaseid tunnuseid, omadusi paljudelt teatud klassi objektidelt, järeldab uurija, et need tunnused, omadused on omased kõikidele selle klassi objektidele.

Klassikalise induktiivse tunnetusmeetodi populariseerija oli Francis Bacon. Kuid ta tõlgendas induktsiooni liiga laialt, pidas seda kõige olulisemaks meetodiks teaduses uute tõdede avastamisel, peamiseks loodusteadusliku teadmise vahendiks. Tegelikult on ülaltoodud teadusliku induktsiooni meetodid mõeldud peamiselt empiiriliste seoste leidmiseks objektide ja nähtuste eksperimentaalselt vaadeldavate omaduste vahel. Nad süstematiseerivad lihtsamaid formaalseid loogilisi tehnikaid, mida loodusteadlased kasutasid spontaanselt mis tahes empiirilises uuringus.

Mahaarvamine- (lat. deduktsioon - tuletus) on privaatsete järelduste saamine, mis põhineb mõningate üldsätete tundmisel. Teisisõnu, see on meie mõtlemise liikumine üldisest konkreetsesse.

Ent hoolimata teaduse ja filosoofia ajaloos toimunud katsetest eraldada induktsioon deduktsioonist, neile vastanduda, kasutatakse reaalses teadusliku teadmise protsessis mõlemat nimetatud meetodit kognitiivse protsessi vastavas etapis. Veelgi enam, induktiivse meetodi kasutamise protsessis "peidetakse" sageli ka mahaarvamist. Üldistades fakte vastavalt mõnele ideele, tuletame kaudselt nendest ideedest saadavad üldistused ja me ei ole sellest alati teadlikud. Näib, et meie mõte liigub otse faktidelt üldistustele ehk et siin on puhas induktsioon. Tegelikult, vastavalt mõnele ideele, neist kaudselt juhindudes faktide üldistamise protsessis, liigub meie mõte ideedest kaudselt nende üldistusteni ja järelikult toimub ka siin deduktsioon ... Võime öelda, et kõigil juhtudel, kui üldistame mõne filosoofilise väite kohaselt, ei ole meie järeldused mitte ainult induktsioon, vaid ka varjatud deduktsioon.

Analüüs ja süntees. Under analüüs mõistma objekti jagunemist koostisosadeks, et neid eraldi uurida. Sellisteks osadeks võivad olla objekti mõned materiaalsed elemendid või selle omadused, tunnused, seosed jne. Analüüs on objekti tunnetamise vajalik ja oluline etapp. Kuid see on alles tunnetusprotsessi esimene etapp. Objekti ühtse terviku mõistmiseks ei saa piirduda ainult selle koostisosade uurimisega. Tunnetusprotsessis on vaja paljastada nendevahelised objektiivselt eksisteerivad seosed, vaadelda neid koos, ühtsena. Seda tunnetusprotsessi teist etappi - liikuda objekti üksikute komponentide uurimiselt selle kui ühtse ühendatud terviku uurimisele - on võimalik läbi viia ainult siis, kui analüüsimeetodit täiendab teine ​​meetod - süntees. . ajal süntees analüüsi tulemusena lahatud uuritava objekti komponendid liidetakse kokku. Selle põhjal toimub objekti edasine uurimine, kuid juba ühtse tervikuna. Samas ei tähenda süntees lahtiühendatud elementide lihtsat mehaanilist ühendamist ühtseks süsteemiks. See paljastab iga elemendi koha ja rolli terviku süsteemis, paneb paika nende omavahelised seosed ja sõltuvused.

Analüüsi ja sünteesi kasutatakse edukalt ka inimese vaimse tegevuse sfääris, see tähendab teoreetilistes teadmistes. Kuid siin, nagu ka tunnetuse empiirilisel tasandil, ei ole analüüs ja süntees kaks teineteisest eraldatud operatsiooni. Sisuliselt on need ühe analüütilis-sünteetilise tunnetusmeetodi kaks poolt.

Analoogia ja modelleerimine. Under analoogia sarnasus, mõistetakse üldiselt erinevate objektide mõningate omaduste, tunnuste või suhete sarnasust. Objektide sarnasuste (või erinevuste) tuvastamine toimub võrdlemise tulemusena. Seega on analoogia meetodi aluseks võrdlus.

Analoogiameetodit kasutatakse erinevates teadusvaldkondades: matemaatikas, füüsikas, keemias, küberneetikas, humanitaarteadustes jne. Analoogilisi järeldusi on erinevat tüüpi. Ühine on aga see, et kõigil juhtudel uuritakse otse ühte objekti ja tehakse järeldus teise objekti kohta. Seetõttu võib analoogia põhjal järeldamist kõige üldisemas tähenduses defineerida kui teabe ülekandmist ühelt objektilt teisele. Sel juhul nimetatakse esimest objekti, mida tegelikult uuritakse, mudeliks ja teist objekti, millele kantakse üle esimese objekti (mudeli) uurimise tulemusena saadud teave, nimetatakse originaaliks ( mõnikord prototüüp, näidis vms). Seega toimib mudel alati analoogiana, st mudel ja selle abil kuvatav objekt (originaal) on teatud sarnasuses (sarnasuses).

Teadusliku meetodi piirid.

Teadusliku meetodi piirangud on peamiselt seotud subjektiivse elemendi olemasoluga tunnetuses ja tulenevad järgmistest põhjustest.

Inimkogemus, mis on ümbritseva maailma tunnetamise allikas ja vahend, on piiratud. Inimese meeled võimaldavad tal ümbritsevas maailmas vaid piiratud orienteerumist. Inimese võimalused ümbritseva maailma kogemuslikuks teadmiseks on piiratud. Inimese vaimsed võimed on suured, kuid samas ka piiratud.

Domineeriv paradigma, religioon, filosoofia, sotsiaalsed tingimused ja muud kultuuri elemendid mõjutavad paratamatult teadlaste maailmapilti ja sellest tulenevalt ka teadustulemust.

Kristlik maailmavaade lähtub sellest, et teadmiste täius ilmutab Looja ja inimesele antakse võimalus seda omada, kuid inimloomuse kahjustatud seisund piirab tema teadmisvõimet. Sellegipoolest on inimene võimeline tundma Jumalat, see tähendab, et ta suudab tunda ennast ja ümbritsevat maailma, näha Looja tunnuste avaldumist endas ja ümbritsevas maailmas. Ei tohi unustada, et teaduslik meetod on vaid teadmiste instrument ja olenevalt sellest, kelle käes see on, võib see olla kasulik või kahjulik.

Idealiseerimine on abstraktsiooni eriliik, mis on uuritavas objektis teatud muutuste mentaalne sisseviimine vastavalt uurimise eesmärkidele. Selliste muudatuste tulemusena võidakse näiteks objektide mõned omadused, aspektid, atribuudid vaatlusest välja jätta. Seda tüüpi idealiseerimise näide on mehaanikas laialt levinud idealiseerimine – materiaalne punkt ja see võib tähendada mis tahes keha aatomist planeedini.

Teine idealiseerimise liik on anda objektile mõned omadused, mis ei ole tegelikkuses realiseeritavad. Sellise idealiseerimise näiteks on täiesti must keha. Sellisel kehal on looduses mitte eksisteeriv omadus absorbeerida absoluutselt kogu sellele langev kiirgusenergia, mis ei peegelda midagi ega lase midagi endast läbi.

Täiesti musta keha kiirgusspekter on ideaalne juhtum, sest seda ei mõjuta ei emitteraine iseloom ega selle pinna olek. Ideaalse radiaatori – täiesti musta keha – kiirgava kiirgushulga arvutamise probleemi võttis käsile Max Planck, kes töötas selle kallal 4 aastat. 1900. aastal õnnestus tal leida lahendus valemi näol, mis kirjeldas õigesti kiiratava absoluutselt musta keha energia spektraalset jaotust. Seega aitas idealiseeritud objektiga töötamine panna aluse kvantteooriale, mis tähistas radikaalset revolutsiooni teaduses.

Idealiseerimise kasutamise otstarbekuse määravad järgmised asjaolud:

Esiteks on idealiseerimine otstarbekas siis, kui uuritavad reaalsed objektid on olemasolevate teoreetilise, eelkõige matemaatilise analüüsi vahendite jaoks piisavalt keerulised ning idealiseeritud juhtumi suhtes on neid vahendeid rakendades võimalik konstrueerida ja arendada teooriat. mis on teatud tingimustel ja eesmärkidel tõhus nende reaalobjektide omaduste ja käitumise kirjeldamisel;

teiseks, idealiseerimist on soovitatav kasutada neil juhtudel, kui on vaja välistada uuritava objekti teatud omadused, seosed, ilma milleta see ei saa eksisteerida, kuid mis varjavad selles toimuvate protsesside olemust. Keeruline objekt esitatakse justkui "puhastatud" kujul, mis hõlbustab selle uurimist. Näiteks on Sadi Carnot' ideaalne aurumasin;

kolmandaks on idealiseerimise kasutamine otstarbekas siis, kui uuritava objekti vaatlusest välja jäetud omadused, küljed ja seosed ei mõjuta selle uurimuse raames selle olemust. Seega, kui paljudel juhtudel on võimalik ja otstarbekas käsitleda aatomeid materiaalse punkti kujul, siis aatomi struktuuri uurimisel on selline idealiseerimine lubamatu.

Kui on erinevaid teoreetilisi käsitlusi, siis on võimalikud erinevad idealiseerimise variandid. Näitena võime tuua kolm erinevat "ideaalse gaasi" mõistet, mis on tekkinud erinevate teoreetiliste ja füüsikaliste kontseptsioonide mõjul: Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein, Fermi-Dirac. Kõik kolm sel viisil saadud idealiseerimisvarianti osutusid aga erineva iseloomuga gaasiolekute uurimisel viljakaks. Nii sai Maxwell-Boltzmanni ideaalgaasist alus tavaliste molekulaarsete haruldaste gaaside uurimiseks piisavalt kõrgetel temperatuuridel; footongaasi uurimiseks kasutati Bose-Einsteini ideaalgaasi ja Fermi-Diraci ideaalgaas aitas lahendada mitmeid elektrongaasiprobleeme.

Idealiseerimine, erinevalt puhtast abstraktsioonist, võimaldab sensuaalset visualiseerimist. Tavaline abstraktsiooniprotsess viib vaimsete abstraktsioonide tekkeni, millel puudub igasugune nähtavus. See idealiseerimise tunnus on väga oluline sellise spetsiifilise teoreetiliste teadmiste meetodi nagu mõtteeksperiment rakendamiseks.

Mõtteeksperiment on teatud sätete, olukordade vaimne valik, mis võimaldab tuvastada uuritava objekti mõningaid olulisi tunnuseid. Vaimne eksperiment hõlmab idealiseeritud objektiga opereerimist, mis seisneb teatud positsioonide, olukordade vaimses valikus, mis võimaldavad tuvastada uuritava objekti mõningaid olulisi tunnuseid. See näitab teatud sarnasust mõttekatse ja reaalse katse vahel. Veelgi enam, iga tõelise katse, enne kui see praktikas läbi viiakse, "mängib" uurija kõigepealt läbi mõtlemise, planeerimise protsessis.

Samas etendab mõtteeksperiment ka teaduses iseseisvat rolli. Samal ajal, säilitades sarnasuse tegeliku katsega, erineb see samal ajal sellest oluliselt. See erinevus on järgmine:

Tõeline eksperiment on meetod, mis on seotud ümbritseva maailma praktiliste "tööriistadega". Mentaalses eksperimendis opereerib uurija mitte materiaalsete objektidega, vaid nende idealiseeritud kujunditega ning operatsioon ise toimub tema meeles, s.t. puht spekulatiivne, ilma igasuguse logistilise toetuseta.

Reaalses eksperimendis tuleb arvestada uuritava objekti käitumise tegelike füüsiliste ja muude piirangutega. Sellega seoses on mõtteeksperimendil selge eelis reaalse katse ees. Mõtteeksperimendis saab ebasoovitavate tegurite toimest eemalduda, viies selle läbi idealiseeritud, "puhtal" kujul.

Teaduslikes teadmistes võib esineda juhtumeid, kui teatud nähtuste, olukordade uurimisel osutub reaalsete katsete tegemine üldse võimatuks. Seda teadmistelünka saab täita vaid mõtteeksperimendiga.

Mõtteeksperimendi rolli ilmekaks näiteks on hõõrdumise nähtuse avastamise ajalugu. Aastatuhande jooksul domineeris Aristotelese kontseptsioon, mis väitis, et liikuv keha peatub, kui seda suruv jõud peatub. Tõestuseks oli vankri või palli liikumine, mis peatus iseenesest, kui löök ei kordunud.

Galileol õnnestus vaimse eksperimendi abil etapiviisilise idealiseerimise teel esitada ideaalne pind ja avastada liikumismehaanika seadus. "Inertsiseadust," kirjutasid A. Einstein ja L. Infeld, "ei saa tuletada otse eksperimendist, seda saab tuletada spekulatiivselt – vaatlusega seotud mõtlemise abil." Seda eksperimenti ei saa kunagi tegelikkuses teha, kuigi see viib tegelike protsesside sügava mõistmiseni.

Mõtteeksperiment võib olla suure heuristilise väärtusega, aidates tõlgendada puhtmatemaatilisel viisil saadud uusi teadmisi. Seda kinnitavad paljud näited teaduse ajaloost. Üks neist on W. Heisenbergi mõtteeksperiment, mille eesmärk on selgitada määramatuse seost. Selles mõtteeksperimendis leiti määramatuse seos abstraktsiooni abil, jagades elektroni tervikliku struktuuri kaheks vastandiks: laineks ja korpuskliks. Seega tähendas mentaalse eksperimendi tulemuse kokkulangevus matemaatiliselt saavutatud tulemusega elektroni kui tervikliku materiaalse moodustise objektiivselt eksisteeriva ebakõla tõestust ja võimaldas mõista selle olemust.

Idealiseerimismeetodil, mis on paljudel juhtudel väga viljakas, on samal ajal teatud piirangud. Teaduslike teadmiste areng sunnib meid mõnikord loobuma olemasolevatest idealisatsioonidest. Näiteks loobus Einstein sellistest idealisatsioonidest nagu "absoluutne ruum" ja "absoluutne aeg". Lisaks piirdub igasugune idealiseerimine teatud nähtuste valdkonnaga ja aitab lahendada ainult teatud probleeme.

Idealiseerimine ise, kuigi see võib olla viljakas ja viia isegi teadusliku avastuseni, ei ole selle avastuse tegemiseks veel piisav. Siin on otsustav roll teoreetilistel põhimõtetel, millest uurija lähtub. Seega viis Sadi Carnot edukalt läbi viidud aurumasina idealiseerimine ta soojuse mehaanilise ekvivalendi avastamiseni, mida ta ei suutnud avastada, kuna ta uskus kalorite olemasolusse.

Idealiseerimise kui teadusliku teadmise meetodi peamine positiivne väärtus seisneb selles, et selle põhjal saadud teoreetilised konstruktsioonid võimaldavad seejärel tõhusalt uurida reaalseid objekte ja nähtusi. Idealiseerimise abil saavutatud lihtsustused hõlbustavad teooria loomist, mis paljastab materiaalse maailma nähtuste uuritud ala seaduspärasusi. Kui teooria tervikuna kirjeldab õigesti reaalseid nähtusi, siis on õigustatud ka selle aluseks olevad idealisatsioonid.

Formaliseerimine. Teaduse keel.

Formaliseerimist mõistetakse teaduslike teadmiste erilise lähenemisena, mis seisneb spetsiaalsete sümbolite kasutamises, mis võimaldavad reaalsete objektide uurimisest, neid kirjeldavate teoreetiliste sätete sisust abstraheerida ning selle asemel opereerida teatud kogumiga. sümbolid (märgid). Formaliseerimise näide on matemaatiline kirjeldus.

Mis tahes formaalse süsteemi loomiseks on vaja:

1) tähestiku seadmine, s.o. teatud tähemärkide komplekt;

2) reeglite kehtestamine, mille järgi saab selle tähestiku algusmärkidest saada "sõnu", "valemeid";

3) reeglite kehtestamine, mille järgi saab liikuda ühelt sõnalt, antud süsteemi valemilt teistele sõnadele ja valemitele (nn järeldusreeglid).

Formaliseerimise eeliseks on teadusliku teabe salvestuse lühiduse ja selguse tagamine, mis avab suurepärased võimalused selle opereerimiseks. Vaevalt on võimalik edukalt kasutada näiteks Maxwelli teoreetilisi järeldusi, kui neid poleks kompaktselt väljendatud matemaatiliste võrrandite kujul, vaid kirjeldatud tavalist loomulikku keelt kasutades.

Muidugi ei ole formaliseeritud keel nii rikkalik ja paindlik kui loomulik keel, kuid ta pole polüsemantiline (polüseemia), vaid sellel on üheselt mõistetav semantika. Seega on formaliseeritud keelel monoseemne omadus. Formaliseerimise kui teoreetiliste teadmiste meetodi kasvav kasutamine ei ole seotud ainult matemaatika arenguga. Keemial on ka oma sümboolika koos selle toimimise reeglitega. See on üks formaliseeritud tehiskeele variante.

Kaasaegse teaduse keel erineb oluliselt loomulikust inimkeelest. See sisaldab palju eritermineid, väljendeid, selles kasutatakse laialdaselt formaliseerimisvahendeid, mille hulgas on kesksel kohal matemaatiline formaliseerimine. Teaduse vajadustest lähtuvalt luuakse teatud probleemide lahendamiseks mitmesuguseid tehiskeeli. Kogu loodud ja loodavate kunstlike formaliseeritud keelte komplekt on kaasatud teaduskeelde, moodustades võimsa teadusliku teadmise vahendi.

Siiski tuleb meeles pidada, et ühtse formaliseeritud teaduskeele loomine ei ole võimalik. Samal ajal ei saa formaliseeritud keeled olla tänapäevase teaduse keele ainus vorm, sest maksimaalse adekvaatsuse soov nõuab keele mitteformaliseeritud vormide kasutamist. Kuid niivõrd, kuivõrd adekvaatsus on mõeldamatu ilma täpsuseta, on kõigi ja eriti loodusteaduste keelte formaliseerimise suundumus objektiivne ja progressiivne.

Teoreetilistel meetoditel-operatsioonidel on lai kasutusvaldkond nii teaduslikus uurimistöös kui ka praktikas.

Teoreetilised meetodid - tehteid defineeritakse (käsitletakse) peamiste mentaalsete operatsioonide järgi, milleks on: analüüs ja süntees, võrdlemine, abstraktsioon ja konkretiseerimine, üldistamine, formaliseerimine, induktsioon ja deduktsioon, idealiseerimine, analoogia, modelleerimine, mõtteeksperiment.

Analüüs- see on uuritava terviku lagunemine osadeks, nähtuse, protsessi või nähtuste suhete, protsesside üksikute tunnuste ja omaduste jaotamine. Analüüsiprotseduurid on iga teadusliku uurimistöö lahutamatu osa ja moodustavad tavaliselt selle esimese faasi, mil uurija liigub uuritava objekti jagamatu kirjelduse juurest selle struktuuri, koostise, omaduste ja tunnuste tuvastamiseni.

Ühte ja sama nähtust, protsessi saab analüüsida mitmes aspektis. Nähtuse põhjalik analüüs võimaldab seda sügavamalt käsitleda.

Süntees - erinevate elementide, subjekti külgede ühendamine ühtseks tervikuks (süsteemiks). Süntees ei ole lihtne liitmine, vaid semantiline seos. Kui nähtused lihtsalt ühendada, ei teki nende vahele mingit seoste süsteemi, tekib vaid üksikute faktide kaootiline kuhjumine. Süntees vastandub analüüsile, millega see on lahutamatult seotud. Süntees kui kognitiivne operatsioon esineb teoreetilise uurimistöö erinevates funktsioonides. Igasugune mõistete kujunemise protsess põhineb analüüsi- ja sünteesiprotsesside ühtsusel. Konkreetse uuringu käigus saadud empiirilised andmed sünteesitakse nende teoreetilise üldistamise käigus. Teoreetilises teaduslikus teadmises toimib süntees sama ainevaldkonnaga seotud teooriate seose funktsioonina, aga ka konkureerivate teooriate kombineerimise funktsioonina (näiteks korpuskulaarsete ja lainekujutiste süntees füüsikas).

Süntees mängib olulist rolli ka empiirilises uurimistöös.

Analüüs ja süntees on omavahel tihedalt seotud. Kui uurijal on arenenum analüüsivõime, võib tekkida oht, et ta ei leia nähtuses tervikuna kohta detailidele. Sünteesi suhteline ülekaal toob kaasa pealiskaudsuse, selle, et tähele ei jää uurimuse jaoks olulised detailid, millel võib olla suur tähtsus nähtuse kui terviku mõistmisel.

Võrdlus on kognitiivne operatsioon, mis on objektide sarnasuse või erinevuse kohta tehtud hinnangute aluseks. Võrdluse abil selgitatakse välja objektide kvantitatiivsed ja kvalitatiivsed omadused, viiakse läbi nende klassifitseerimine, järjestamine ja hindamine. Võrdlus on ühe asja võrdlemine teisega. Sel juhul on oluline roll alustel ehk võrdlusmärkidel, mis määravad ära võimalikud objektidevahelised seosed.

Võrdlusel on mõtet ainult klassi moodustavate homogeensete objektide kogumi puhul. Konkreetse klassi objektide võrdlemine toimub selle kaalutluse jaoks oluliste põhimõtete kohaselt. Samal ajal ei pruugi objektid, mis on ühe tunnuse poolest võrreldavad, olla teiste tunnuste poolest võrreldavad. Mida täpsemalt on tunnuseid hinnatud, seda põhjalikumalt on võimalik nähtusi võrrelda. Analüüs on alati võrdlemise lahutamatu osa, kuna iga nähtuste võrdlemiseks on vaja eraldada vastavad võrdlusmärgid. Kuna võrdlemine on teatud seoste loomine nähtuste vahel, siis loomulikult kasutatakse võrdlemise käigus ka sünteesi.

abstraktsioon- üks peamisi vaimseid operatsioone, mis võimaldab teil vaimselt isoleerida ja muuta iseseisvaks vaatlusobjektiks objekti teatud aspektid, omadused või seisundid selle puhtaimal kujul. Abstraktsioon on üldistamise ja mõistete kujunemise protsesside aluseks.

Abstraktsioon seisneb objekti selliste omaduste isoleerimises, mis iseenesest ja sellest sõltumatult ei eksisteeri. Selline eraldatus on võimalik ainult mentaalses plaanis – abstraktsioonis. Seega ei eksisteeri keha geomeetrilist kujundit tegelikult iseenesest ja seda ei saa kehast eraldada. Kuid tänu abstraktsioonile eristatakse seda vaimselt, fikseeritakse näiteks joonise abil ja arvestatakse iseseisvalt selle eriliste omadustega.

Abstraktsiooni üks põhifunktsioone on tuua esile teatud objektide kogumi ühised omadused ja fikseerida need omadused näiteks mõistete kaudu.

Spetsifikatsioon- abstraktsioonile vastandlik protsess, st tervikliku, omavahel seotud, mitmepoolse ja keeruka leidmine. Uurija moodustab algul mitmesuguseid abstraktsioone, seejärel taastoodab nende põhjal läbi konkretiseerimise selle terviklikkuse (mentaalne konkreetne), kuid kvalitatiivselt erineval betooni tunnetustasandil. Seetõttu eristab dialektika tunnetusprotsessis koordinaatides "abstraktsioon – konkretiseerimine" kaht tõusuprotsessi: tõusu konkreetsest abstraktsesse ja seejärel abstraktsest uude konkreetsesse tõusu protsessi (G. Hegel). Teoreetilise mõtlemise dialektika seisneb abstraktsiooni ühtsuses, erinevate abstraktsioonide loomises ja konkretiseerimises, liikumises konkreetse poole ja selle taastootmises.

Üldistus- üks peamisi kognitiivseid vaimseid operatsioone, mis seisneb objektide ja nende suhete suhteliselt stabiilsete, muutumatute omaduste valimises ja fikseerimises. Üldistus võimaldab kuvada objektide omadusi ja seoseid, olenemata nende vaatluse konkreetsetest ja juhuslikest tingimustest. Võrreldes teatud rühma objekte teatud vaatepunktist, leiab inimene, eristab ja tähistab sõnaga nende identsed, ühised omadused, mis võivad saada selle rühma, objektide klassi mõiste sisuks. Üldomaduste eraldamine privaatsetest ja nende tähistamine sõnaga võimaldab katta kogu objektide mitmekesisust lühendatud, kokkuvõtlikul kujul, taandada need teatud klassidesse ja seejärel abstraktsioonide kaudu opereerida mõistetega ilma üksikutele objektidele otseselt viitamata. . Üks ja sama reaalobjekt võib kuuluda nii kitsa- kui ka laiadesse klassidesse, mille jaoks on ühistunnuste skaalad üles ehitatud vastavalt perekonna-liikide suhete põhimõttele. Üldistamise funktsioon seisneb objektide mitmekesisuse järjestamises, nende klassifitseerimises.

Formaliseerimine- mõtlemise tulemuste kuvamine täpsete terminite või väidetega. See on justkui "teise järgu" vaimne operatsioon. Formaliseerimine vastandub intuitiivsele mõtlemisele. Matemaatikas ja formaalses loogikas mõistetakse formaliseerimise all tähenduslike teadmiste näitamist märgivormis või formaliseeritud keeles. Formaliseerimine ehk mõistete abstraheerimine nende sisust tagab teadmiste süstematiseerimise, milles selle üksikud elemendid omavahel kooskõlastuvad. Formaliseerimine mängib olulist rolli teaduslike teadmiste arendamisel, kuna intuitiivsed mõisted, kuigi need tunduvad igapäevateadvuse seisukohalt selgemad, on teadusele vähe kasulikud: teaduslikes teadmistes on sageli võimatu mitte ainult lahendada, vaid isegi sõnastada ja püstitada probleeme kuni nendega seotud mõistete struktuuri selgumiseni. Tõeline teadus on võimalik ainult abstraktse mõtlemise, uurija järjekindla arutluskäigu, loogilises keelevormis kontseptsioonide, hinnangute ja järelduste kaudu kulgemise alusel.

Teaduslike hinnangute kohaselt luuakse seosed objektide, nähtuste või nende spetsiifiliste tunnuste vahel. Teaduslikes järeldustes lähtub üks otsus teisest, juba olemasolevate järelduste põhjal tehakse uus. Järeldusi on kahte peamist tüüpi: induktiivne (induktsioon) ja deduktiivne (deduktsioon).

Induktsioon- see on järeldus konkreetsetest objektidest, nähtustest üldise järelduseni, üksikutest faktidest üldistusteni.

Mahaarvamine- see on järeldus üldisest konkreetsest, üldistest hinnangutest konkreetsete järeldusteni.

Idealiseerimine- ideede vaimne konstrueerimine objektide kohta, mida tegelikkuses ei eksisteeri või mis ei ole teostatavad, kuid mille jaoks on reaalses maailmas prototüübid. Idealiseerimisprotsessi iseloomustab abstraktsioon reaalsuse objektidele omastest omadustest ja suhetest ning selliste tunnuste sissetoomine kujunenud mõistete sisusse, mis põhimõtteliselt ei saa kuuluda nende tegelike prototüüpide hulka. Idealiseerimise tulemusena tekkivate mõistete näideteks võivad olla matemaatilised mõisted "punkt", "joon"; füüsikas - "materiaalne punkt", "absoluutselt must keha", "ideaalne gaas" jne.

Idealiseerimise tulemusena tekkinud kontseptsioone peetakse idealiseeritud (või ideaalseteks) objektideks. Olles idealiseerimise abil kujundanud objektide kohta selliseid kontseptsioone, saab nendega edaspidi arutleda nagu päriselt olemasolevate objektidega ja koostada reaalsete protsesside abstraktseid skeeme, mis aitavad neid sügavamalt mõista. Selles mõttes on idealiseerimine modelleerimisega tihedalt seotud.

Analoogia, modelleerimine. Analoogia- vaimne operatsioon, mille käigus ühe objekti (mudeli) kaalumisel saadud teadmised kantakse üle teisele, vähem uuritud või uurimiseks vähem juurdepääsetavale, vähem visuaalsele objektile, mida nimetatakse prototüübiks, originaaliks. See avab võimaluse edastada teavet analoogia alusel mudelilt prototüübile. See on ühe teoreetilise tasandi erimeetodi – modelleerimise (mudelite ehitamine ja uurimine) olemus. Analoogia ja modelleerimise erinevus seisneb selles, et kui analoogia on üks mentaalsetest operatsioonidest, siis modelleerimist saab erinevatel juhtudel käsitleda nii mõtteoperatsioonina kui ka iseseisva meetodina - meetod-tegevusena.

Mudel on kognitiivsetel eesmärkidel valitud või teisendatud abiobjekt, mis annab põhiobjekti kohta uut teavet. Modelleerimisvormid on mitmekesised ja sõltuvad kasutatavatest mudelitest ja nende ulatusest. Mudelite olemuse järgi eristatakse subjekti ja märgi (teabe) modelleerimist.

Objekti modelleerimine viiakse läbi mudelil, mis reprodutseerib modelleeriva objekti - originaali - teatud geomeetrilisi, füüsilisi, dünaamilisi või funktsionaalseid omadusi; konkreetsel juhul - analoogmodelleerimine, kui originaali ja mudeli käitumist kirjeldatakse ühiste matemaatiliste seostega, näiteks ühiste diferentsiaalvõrranditega. Märkide modelleerimisel toimivad mudelitena diagrammid, joonised, valemid jne. Sellise modelleerimise kõige olulisem liik on matemaatiline modelleerimine.

Simulatsiooni kasutatakse alati koos teiste uurimismeetoditega, see on eriti tihedalt seotud katsega. Mis tahes nähtuse uurimine selle mudelil on eksperimendi eriliik - mudelkatse, mis erineb tavalisest eksperimendist selle poolest, et tunnetusprotsessi kaasatakse "vahelüli" - mudel, mis on nii vahend kui ka objekt. eksperimentaalsest uuringust, mis asendab originaali.

Modelleerimise eriliik on mõtteeksperiment. Sellises eksperimendis loob uurija mentaalselt ideaalseid objekte, korreleerib need omavahel teatud dünaamilise mudeli raames, imiteerides mentaalselt liikumist ja neid olukordi, mis võiksid toimuda reaalses eksperimendis. Samas aitavad ideaalsed mudelid ja objektid tuvastada “puhtal kujul” kõige olulisemad, olemuslikud seosed ja suhted, võimalikke olukordi mentaalselt läbi mängida, ebavajalikke valikuid välja rookida.

Modelleerimine toimib ka uue konstrueerimise viisina, mida praktikas varem polnud. Teadlane, olles uurinud reaalsete protsesside iseloomulikke jooni ja nende tendentse, otsib juhtidee alusel neist uusi kombinatsioone, teeb nende mõttelise ümberkujundamise ehk modelleerib uuritava süsteemi vajalikku seisundit (nagu iga inimene ja isegi loom, ehitab ta oma tegevust, tegevust algselt kujunenud "vajaliku tuleviku mudeli" alusel – N. A. Bernshteini järgi). Samal ajal luuakse mudeleid-hüpoteese, mis paljastavad uuritava komponentide vahelise suhtluse mehhanismid, mida seejärel praktikas testitakse. Selles arusaamas on modelleerimine viimasel ajal laialt levinud sotsiaal- ja humanitaarteadustes – majanduses, pedagoogikas jne, kui erinevad autorid pakuvad erinevaid firmade, tööstusharude, haridussüsteemide jne mudeleid.

Koos loogilise mõtlemise operatsioonidega võivad teoreetilised meetodid-operatsioonid hõlmata (võimalik, et tinglikult) kujutlusvõimet kui mõtteprotsessi uute ideede ja kujundite loomiseks koos oma spetsiifiliste fantaasiavormidega (ebausutavate, paradoksaalsete kujundite ja kontseptsioonide loomine) ja unenägudega (nagu soovitud piltide loomine).

Teoreetilised meetodid (meetodid - kognitiivsed tegevused). Üldfilosoofiline, üldteaduslik tunnetusmeetod on dialektika – mõtestatud loova mõtlemise tõeline loogika, mis peegeldab tegelikkuse enda objektiivset dialektikat. Dialektika kui teadusliku teadmise meetodi aluseks on tõus abstraktsest konkreetseni (G. Hegel) - üldistelt ja sisuvaestelt vormidelt lahkama ja rikkalikuma sisuni, objektist aru saada võimaldava mõistesüsteemini. selle olulistes omadustes. Dialektikas omandavad kõik probleemid ajaloolise iseloomu, objekti arengu uurimine on strateegiline tunnetusplatvorm. Lõpuks on dialektika orienteeritud tunnetuses vastuolude avalikustamisele ja lahendamise meetoditele.

Dialektika seadused: kvantitatiivsete muutuste üleminek kvalitatiivseteks, vastandite ühtsus ja võitlus jne; paarisdialektiliste kategooriate analüüs: ajalooline ja loogiline, nähtus ja olemus, üldine (universaalne) ja ainsus jne on iga hästi struktureeritud teadusliku uurimistöö lahutamatud komponendid.

Praktikaga kontrollitud teaduslikud teooriad: mis tahes selline teooria toimib sisuliselt meetodina uute teooriate koostamisel selles või isegi teistes teaduslike teadmiste valdkondades, samuti meetodi funktsioonina, mis määrab meetodi sisu ja järjestuse. teadlase eksperimentaalne tegevus. Seetõttu on erinevus teadusliku teooria kui teadusliku teadmise vormi ja antud juhul tunnetusmeetodi vahel funktsionaalne: kujunedes varasema uurimistöö teoreetilise tulemusena, toimib meetod järgneva uurimistöö lähtepunktina ja tingimusena.

Tõestus - meetod - teoreetiline (loogiline) tegevus, mille käigus muude mõtete abil põhjendatakse mõtte tõesust. Iga tõestus koosneb kolmest osast: tees, argumendid (argumendid) ja demonstratsioon. Tõendite läbiviimise meetodi järgi on otsesed ja kaudsed, vastavalt järelduse vormile - induktiivne ja deduktiivne. Tõendite esitamise reeglid:

1. Tees ja argumendid peavad olema selged ja täpsed.

2. Tees peab jääma identseks kogu tõestuse vältel.

3. Lõputöö ei tohi sisaldada loogilist vastuolu.

4. Lõputöö toetuseks toodud argumendid peavad ise olema tõesed, mitte kahelda, ei tohi olla vastuolus ja olema käesoleva väitekirja piisavaks aluseks.

5. Tõend peab olema täielik.

Teaduslike teadmiste meetodite kogumikus on oluline koht teadmussüsteemide analüüsimeetodil. Igal teaduslike teadmiste süsteemil on kajastatava ainevaldkonna suhtes teatav sõltumatus. Lisaks väljendatakse sellistes süsteemides teadmisi keeles, mille omadused mõjutavad teadmussüsteemide suhet uuritavate objektidega – näiteks kui mõni piisavalt arenenud psühholoogiline, sotsioloogiline, pedagoogiline kontseptsioon tõlgitakse näiteks inglise, saksa, prantsuse keelde. - Kas Inglismaal, Saksamaal ja Prantsusmaal tajutakse ja mõistetakse seda ühemõtteliselt? Edasi eeldab keele kasutamine mõistete kandjana sellistes süsteemides üht või teist loogilist süstematiseerimist ja keeleüksuste loogiliselt organiseeritud kasutamist teadmiste väljendamiseks. Ja lõpuks, ükski teadmiste süsteem ei ammenda uuritava objekti kogu sisu. Selles saab kirjelduse ja selgituse alati vaid teatud, ajalooliselt konkreetne osa sellisest sisust.

Empiirilistes ja teoreetilistes uurimisülesannetes on oluline roll teaduslike teadmiste süsteemide analüüsimeetodil: esialgse teooria valikul hüpotees valitud probleemi lahendamiseks; empiiriliste ja teoreetiliste teadmiste eristamisel teadusprobleemi poolempiirilised ja teoreetilised lahendused; teatud matemaatiliste vahendite kasutamise samaväärsuse või prioriteedi põhjendamisel sama ainevaldkonnaga seotud erinevates teooriates; varem sõnastatud teooriate, mõistete, põhimõtete jms levitamise võimaluste uurimisel. uutele ainevaldkondadele; teadmistesüsteemide praktilise rakendamise uute võimaluste põhjendamine; teadmussüsteemide lihtsustamisel ja selgitamisel koolituseks, populariseerimiseks; harmoneeruda teiste teadmussüsteemidega jne.

- deduktiivne meetod (sünonüüm - aksiomaatiline meetod) - teadusliku teooria konstrueerimise meetod, mille puhul see põhineb mõnel aksioomi algsättel (sünonüüm - postulaadid), millest tulenevad kõik muud selle teooria (teoreemi) sätted. puhtloogiline tõestusviis. Aksiomaatilisel meetodil põhineva teooria konstrueerimist nimetatakse tavaliselt deduktiivseks. Kõik deduktiivse teooria mõisted, välja arvatud fikseeritud arv algseid (sellised algmõisted geomeetrias on näiteks: punkt, sirge, tasapind) tuuakse sisse definitsioonide abil, mis väljendavad neid eelnevalt kasutusele võetud või tuletatud mõistete kaudu. Deduktiivse teooria klassikaline näide on Eukleidese geomeetria. Teooriaid ehitatakse deduktiivsel meetodil matemaatikas, matemaatilises loogikas, teoreetilises füüsikas;

- teine ​​meetod pole kirjanduses nime saanud, kuid see on kindlasti olemas, kuna kõigis teistes teadustes, välja arvatud ülalnimetatu, ehitatakse teooriad meetodi järgi, mida me nimetame induktiiv-deduktiivseks: esiteks empiiriline alus. akumuleeritakse, mille põhjal ehitatakse üles teoreetilised üldistused (induktsioon), mida saab ehitada mitmele tasandile - näiteks empiirilised seadused ja teoreetilised seadused - ning seejärel saab neid saadud üldistusi laiendada kõikidele selle teooriaga hõlmatud objektidele ja nähtustele. (mahaarvamine). Induktiiv-deduktiivset meetodit kasutatakse enamiku loodus-, ühiskonna- ja inimeseteaduste teooriate konstrueerimiseks: füüsika, keemia, bioloogia, geoloogia, geograafia, psühholoogia, pedagoogika jne.

Muud teoreetilised uurimismeetodid (meetodite tähenduses - kognitiivsed tegevused): vastuolude tuvastamine ja lahendamine, probleemi püstitamine, hüpoteeside püstitamine jne. kuni teadusliku uurimistöö planeerimiseni käsitleme alljärgnevalt uurimistegevuse ajastruktuuri spetsiifikat - teadusliku uurimistöö faaside, etappide ja etappide ülesehitust.

Teadusliku teadmise erimeetodite hulka kuuluvad abstraktsiooni- ja idealiseerimisprotseduurid, mille käigus kujunevad välja teaduslikud mõisted.

abstraktsioon- vaimne abstraktsioon kõigist uuritava objekti omadustest, seostest ja suhetest, mis tunduvad selle teooria jaoks ebaolulised.

Abstraktsiooniprotsessi tulemust nimetatakse abstraktsioon. Abstraktsioonide näideteks on sellised mõisted nagu punkt, joon, hulk jne.

Idealiseerimine- see on mis tahes ühe antud teooria jaoks olulise omaduse või seose mentaalne valik (pole vaja, et see omadus tegelikkuses eksisteeriks) ja selle omadusega varustatud objekti mentaalne konstrueerimine.

Just idealiseerimise kaudu tekivad sellised mõisted nagu "absoluutselt must keha", "ideaalne gaas", "aatom" klassikalises füüsikas jne. Sel viisil saadud ideaalseid objekte tegelikult ei eksisteeri, kuna looduses ei saa olla objekte ja nähtusi, millel on ainult üks omadus või omadus. See on peamine erinevus ideaalobjektide ja abstraktsete objektide vahel.

Formaliseerimine- erisümbolite kasutamine reaalsete objektide asemel.

Markantne näide formaliseerimisest on matemaatiliste sümbolite ja matemaatiliste meetodite laialdane kasutamine loodusteadustes. Formaliseerimine võimaldab uurida objekti ilma sellele otseselt viitamata ning saadud tulemused kokkuvõtlikult ja selgelt kirja panna.

Sümbolite kasutamine annab täieliku ülevaate teatud probleemidest, teadmiste fikseerimise lühiduse ja selguse ning väldib terminite ebaselgust. Formaliseerimise tunnetuslik väärtus seisneb selles, et see on vahend teooria loogilise struktuuri süstematiseerimiseks ja selgitamiseks. Üks formaliseerimise väärtuslikumaid eeliseid on selle heuristilised võimalused, eelkõige võimalus avastada ja tõestada uuritavate objektide senitundmatuid omadusi. Formaliseeritud teooriaid on kahte tüüpi: täielikult formaliseeritud ja osaliselt formaliseeritud teooriad. Täielikult formaliseeritud teooriad on üles ehitatud aksiomaatiliselt deduktiivses vormis, milles on selgesõnaliselt märgitud formaliseerimiskeel ja kasutatakse selgeid loogilisi vahendeid. Osaliselt formaliseeritud teooriates ei ole antud teadusdistsipliini arendamiseks kasutatav keel ja loogilised vahendid selgesõnaliselt fikseeritud. Teaduse praeguses arengujärgus domineerivad osaliselt formaliseeritud teooriad. Formaliseerimismeetodil on suured heuristilised võimalused. Vormistamisprotsess on loominguline. Alustades teaduslike faktide teatud üldistustasemest, muudab formaliseerimine neid, paljastab neis selliseid jooni, mis ei olnud fikseeritud sisu-intuitiivsel tasandil. Idealiseerimine, abstraktsioon - objekti või kogu objekti üksikute omaduste asendamine sümboli või märgiga, vaimne tähelepanu kõrvalejuhtimine millestki, et esile tõsta midagi muud. Ideaalsed objektid teaduses peegeldavad objektide stabiilseid seoseid ja omadusi: massi, kiirust, jõudu jne. Kuid ideaalobjektidel ei pruugi objektiivses maailmas olla tõelisi prototüüpe, s.t. teadusliku teadmise arenedes saab osa abstraktsioone moodustada teistest ilma praktikat kasutamata. Seetõttu eristatakse empiirilisi ja ideaalseid teoreetilisi objekte. Idealiseerimine on teooria konstrueerimise vajalik eeltingimus, kuna idealiseeritud, abstraktsete kujundite süsteem määrab selle teooria spetsiifika.

Modelleerimine. Mudel - uuritava objekti kõige olulisemate aspektide vaimne või materiaalne asendus. Mudel on inimese poolt spetsiaalselt loodud objekt või süsteem, seade, mis teatud mõttes jäljendab, reprodutseerib teadusliku uurimise objektiks olevaid reaalseid objekte või süsteeme. Modelleerimine põhineb omaduste ja suhete analoogial originaali ja mudeli vahel. Olles uurinud mudelit kirjeldavate suuruste vahel eksisteerivaid seoseid, kantakse need seejärel üle originaalile ja tehakse seega usutav järeldus viimase käitumise kohta. Modelleerimine kui teaduslike teadmiste meetod põhineb inimese võimel abstraktselt võtta erinevate objektide, nähtuste uuritud tunnuseid või omadusi ja luua nende vahel teatud seoseid. Kuigi teadlased on seda meetodit pikka aega kasutanud, alles alates XIX sajandi keskpaigast. simulatsioon on muutumas püsivaks, teadlaste ja inseneride heakskiitu. Seoses elektroonika ja küberneetika arenguga on modelleerimine muutumas ülitõhusaks uurimismeetodiks. Tänu modelleerimise kasutamisele reaalsusmustrid, mida originaalis sai uurida ainult vaatluse teel, muutuvad need eksperimentaalseks uurimiseks kättesaadavaks. Looduse või ühiskonnaelu ainulaadsetele protsessidele vastavate nähtuste mudelis on korduva kordumise võimalus. Kui vaadelda teaduse ja tehnika ajalugu teatud mudelite rakendamise seisukohalt, siis võib väita, et teaduse ja tehnika arengu alguses kasutati materiaalseid, visuaalseid mudeleid. Seejärel kaotasid nad järk-järgult üksteise järel originaali eripärad, nende vastavus originaalile omandas üha abstraktsema iseloomu. Praegu muutub üha olulisemaks loogilistel alustel põhinevate mudelite otsimine. Mudelite klassifitseerimiseks on palju võimalusi. Meie arvates on kõige veenvam järgmine variant: a) looduslikud mudelid (looduslikul kujul looduses eksisteerivad). Seni ei suuda ükski inimese loodud struktuur lahendatavate ülesannete keerukuse poolest looduslike struktuuridega võistelda. On olemas bioonikateadus, mille eesmärgiks on ainulaadsete loodusmudelite uurimine, et omandatud teadmisi tehisseadmete loomisel edasi kasutada. Teadaolevalt võtsid näiteks allveelaeva kujumudeli loojad analoogina delfiini keha kuju, esimese lennuki projekteerimisel kasutati lindude tiibade siruulatusega mudelit jne. ; b) materiaaltehnilised mudelid (vähendatud või suurendatud kujul, mis reprodutseerivad täielikult originaali). Samas eristavad eksperdid a) uuritava objekti ruumiliste omaduste reprodutseerimiseks loodud mudeleid (majade, hoonestusalade jms mudelid); b) mudelid, mis reprodutseerivad uuritavate objektide dünaamikat, regulaarseid seoseid, koguseid, parameetreid (lennukite, laevade, plaatanide jms mudelid). Lõpuks on olemas ka kolmas mudelitüüp – c) märgimudelid, sealhulgas matemaatilised. Märgipõhine modelleerimine võimaldab uuritavat teemat lihtsustada, tuua välja need struktuursed seosed selles, mis uurijale kõige rohkem huvi pakuvad. Kaotades visualiseerimises reaaltehnilistele mudelitele, võidavad märgimudelid tänu sügavamale tungimisele objektiivse reaalsuse uuritava fragmendi struktuuri. Seega on märgisüsteemide abil võimalik mõista selliste keeruliste nähtuste olemust nagu aatomituuma struktuur, elementaarosakesed, Universum. Seetõttu on märgimudelite kasutamine eriti oluline nendes teaduse ja tehnika valdkondades, kus need tegelevad äärmiselt üldiste seoste, suhete, struktuuride uurimisega. Eriti avardusid märkide modelleerimise võimalused seoses arvutite tulekuga. Keeruliste märgimatemaatikamudelite koostamiseks on võimalusi, mis võimaldavad valida uuritavate keerukate reaalprotsesside väärtuste jaoks kõige optimaalsemad väärtused ja teha nendega pikaajalisi katseid. Uurimistöö käigus tekib sageli vajadus koostada uuritavatest protsessidest erinevaid mudeleid, mis ulatuvad materjalist kontseptuaalsete ja matemaatiliste mudeliteni. Üldiselt "mitte ainult visuaalsete, vaid ka kontseptuaalsete matemaatiliste mudelite konstrueerimine saadab teadusliku uurimistöö protsessi algusest lõpuni, võimaldades katta uuritavate protsesside põhijooned ühtses visuaalses ja abstraktses süsteemis. pilte” (70, lk 96). Ajalooline ja loogiline meetod: esimene reprodutseerib objekti arengut, võttes arvesse kõiki sellele mõjutavaid tegureid, teine ​​reprodutseerib ainult üldist, arenguprotsessis subjektis peamist.