5. Научные методы теоретического исследования

Теоретический уровень познания

Отдельные наблюдения и эксперименты отвечают на строго конкретные вопросы. Затем из отдельных «кирпичиков» информации складывается целое здание - теория. Однако при построении теории, как правило, используются уже другие, более высокие уровни познания, так называемые методы теоретического познания: формализация, абстрагирование, индукция и дедукция, анализ и синтез, моделирование.

Одна из важных задач естественнонаучного познания - обобщение всего известного об окружающем мире. Эксперимент и наблюдение дают огромное многообразие данных, порой не согласованных между собой и даже противоречивых. Главная задача теоретического мышления - привести полученные данные в стройную систему и создать из них научную картину мира, лишенную логического противоречия.

Важной формой теоретического мышления является гипотеза - предположение, исходящее из ряда фактов и допускающее существование объекта, его свойств, определенных отношений. Гипотеза - это вид умозаключения, пытающегося проникнуть в сущность еще недостаточно изученной области действительности. Гипотеза требует проверки и доказательства, после чего она приобретает характер теории - системы обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности. Например, утверждение об атомном строении материи было долгое время гипотезой. Подтвержденная опытом, эта гипотеза превратилась в достоверное знание, теорию атомного строения материи.

Эмпирическое познание имеет дело с фактами и их описанием. При теоретическом анализе эмпирического материала логической обработке подвергается вся совокупность эмпирических данных, полученных различными путями и зафиксированных в различных источниках информации. В процессе теоретического мышления познание идет от фактов и их описания к интерпретации, объяснению их. Первым и необходимым условием объяснения фактов является их понимание, т. е. осмысление фактов в системе понятий данной науки. Понять явление - значит выяснить те особенности, благодаря которым оно играет определенную роль в составе целого, раскрыть способ его возникновения. Эмпирическое познание констатирует, как проистекает событие, теоретическое познание отвечает на вопрос, почему оно проистекает именно таким образом.

Эмпирическое познание ограничивается описанием, фиксацией результатов наблюдения и эксперимента с помощью соответствующих данной науке средств записи информации, таблиц, схем, графиков, количественных показателей и т. п. Описание фиксирует и организует факты, дает их качественную и количественную характеристику, вводит факты в систему выработанных в данной науке понятий, категорий, подготавливает фактический материал для объяснения.

Теоретическое познание - это, прежде всего, объяснение причин явлений. Раскрытие причины явления предполагает выяснение внутренних противоречий вещей, предсказание вероятного и необходимого наступления событий и тенденций их развития. Например, предсказание Д.К. Максвеллом электромагнитных волн, Д.И. Менделеевым - новых химических элементов. Из релятивистской теории движения электрона, предложенной П. Дираком, вытекало предвиденье существования нового объекта - позитрона. Конечно, речь идет не о единичном объекте, а о множестве одноименных объектов с вполне определенными свойствами.

Тот или иной закон может быть предсказан на основании существующей теории. Однако есть и другой, в определенном смысле противоположный, путь предвиденья закона - выведение его из эмпирических данных. Так рождается эмпирический закон. Теоретически предсказанный закон подтверждается эмпирически, а эмпирический закон, как правило, обосновывается теоретически. Существуют интуитивные предвидения, для которых основания не представляются явно. Такие предвиденья характерны для исследователей - крупных специалистов в своей области, и для них существенную роль играет подсознательная деятельность мозга.

В естественнонаучном исследовании природы важен не только хороший метод, но и мастерство его применения.

Сравнение есть установление сходства и различия объектов. Анализ представляет собой мысленное или реальное разложение объекта на составляющие его части. Когда путем анализа частности достаточно изучены, наступает стадия познания - синтез - объединение в единое целое расчлененных анализом элементов. Анализ фиксирует в основном то специфическое, что отличает части друг от друга. Синтез вскрывает то общее, что связывает части в единое целое. Анализ и синтез - основные приемы мышления. При количественном сопоставлении исследуемых свойств, параметров объектов или явлений говорят о методе научного познания - сравнение, позволяющий установить сходство и различие изучаемых объектов. Аналогия - метод познания, при котором происходит перенос знания, полученного при рассмотрении какого-либо объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым по каким-то существенным свойствам. Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, причем сходство устанавливается в результате сравнения предметов между собой. Таким образом, в основе метода аналогии лежит метод сравнения. Метод аналогии тесно связан с методом моделирования, который представляет собой изучение каких-либо объектов с помощью моделей с дальнейшим переносом полученных данных на оригинал. В основе этого метода лежит существенное сходство объекта-оригинала и его модели.

Абстрагирование - мысленное выделение какого-либо предмета, в отвлечении от его связей с другими предметами, какого-либо свойства предмета в отвлечении от других его свойств, какого-либо отношения предметов в отвлечении от самих предметов. Под абстрактным понимается одностороннее, неполное отражение объекта в сознании. Конкретное - результат научного исследования, отражение объективной действительности в системе понятий и категорий, теоретически осмысленное единство многообразного в объекте исследования. Методом теоретического познания объекта как целого является восхождение от абстрактного к конкретному.

Метод естественно научного исследования - индукцию, можно определить как процесс выведения общего положения из наблюдения ряда частных единичных фактов. Дедукция - это процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Началом (посылками) дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений, а концом - следствия из посылок, теорем. Дедукция - основное средство доказательства.

Характерная черта научного мышления - доказательность. Истинность или ложность того или иного утверждения, как правило, не обладает прозрачной очевидностью. Во всяком доказательстве имеются: тезис- положение, истинность или ложность которого выясняется посредством доказательства. Доказательство, посредством которого выясняется ложность - опровержением. Все положения, на которые опирается доказательство и из которых необходимо следует истинность доказываемого тезиса - есть основание или аргументами. Основания состоят из положений о достоверных фактах, определений, аксиом и ранее доказанных положений. Аксиомы -положения, не доказываемые в данной науке и играющие в ней роль допускаемых оснований доказываемых истин. Связь оснований и выводов из них, имеющая результатом необходимое признание истинности доказываемого тезиса, называется способом доказательства.

Рассмотренные методы позволили создать совершенную методологию научного исследования и решить основную задачу естественнонаучного познания - правильно отражать объективную действительность в сознании человека, т.е. отражать ее такой, какая она существует сама по себе, независимо от человеческого сознания.

Таким образом, теория выполняет две важнейшие функции: объяснения и предсказания, научного предвидения. Теория - одна из наиболее устойчивых форм научного знания. Такая стабильность обеспечивается и ее системностью, и в большей или меньшей степени ее общим характером. Чем более общим является знание, тем оно устойчивее. Переход к новому принципу - по существу, переход к новой теории. Все теоретическое знание выражается не в одной теории, а в совокупности множества теорий. Изменения в наиболее общих теориях приводят к качественным изменениям всей системы теоретического знания, в результате чего происходит научная революция. Известные научные революции связаны с именами Н. Коперника, И. Ньютона, А. Эйнштейна.