10. Методи, що застосовуються на емпіричному і теоретичному рівнях досліджень

Абстрагування–уявний відхід від несуттєвих властивостей, зв’язків, відношень предметів з метою зосередитися на найважливіших рисах, що особливо цікавлять дослідникаАбстрагування дає змогу замінити у пізнанні складне простим, але таким простим, яке відбиває основне в цьому складному. Процес абстрагування в системі логічного мислення тісно пов’язаний з іншими методами дослідження і передусім з аналізом і синтезом.

Аналіз–це метод пізнання, при якому явище поділяється на складові.

Синтез–протилежний аналізу метод, що полягає в дослідженні явища в цілому, на основі об'єднання пов'язаних один з одним елементів у єдине ціле. Синтез дозволяє узагальнювати поняття, закони, теорії.

Дедукція–метод дослідження, при якому частинні положення виводяться із загальних. Змістом дедукції як методу пізнання є використання загальних наукових положень при дослідженні конкретних явищ.

Індукція–метод дослідження, при якому за конкретними фактами і явищами встановлюються загальні принципи і закони (Д. І. Менделєєв, використовуючи окремі факти про хімічні елементи, сформулював закон, відомий за назвою "періодичний").

Існує кілька варіантів встановлення наслідкового зв’язку між методами наукової індукції:

-метод єдиної подібності: якщо два чи більше випадків досліджуваного явища мають лише одну загальну обставину, а всі інші обставини різні, то саме ця обставина є причиною явища, яке розглядається;

-метод єдиної розбіжності: якщо випадок, у якому досліджуване явище відбувається, і випадок, у якому воно не відбувається, в усьому подібні і відрізняються тільки однією обставиною, то саме ця обставина є причиною явища, що досліджується;

- об’єднаний метод подібності і розбіжності–комбінація двох перших методів;

-метод супутніх змін: коли поява або зміна одного явища викликає певну зміну іншого явища, то обидва вони перебувають у причинному зв’язку між собою;

-метод решт: якщо складне явище викликане складною причиною, яка являє собою сукупність певних обставин, і відомо, що деякі з нихє причиною частини явища, то решта цього явища викликається обставинами, що залишилися.

Метод моделювання–вивчення явищ за допомогою моделей–один з основних у сучасних дослідженнях. Розрізняють фізичне і математичне моделювання. При фізичному моделюванні фізика явищ в об'єкті і моделі і їхніх математичних залежностях однакові. При математичному моделюванні фізика явищ може бути різною, а математичні залежності однаковими. Математичне моделювання здобуває особливу цінність, коли виникає необхідність вивчити дуже складні процеси.

Під моделлю розуміють штучну систему, що відображає основні властивості досліджуваного об'єкта–оригіналу. Модель–це зображення в зручній формі чисельної інформації про досліджуваний об'єкт. Модель знаходиться у визначеній відповідності з об’єктом, може замінити його при дослідженні і дозволяє одержати інформацію про нього. При побудові моделі властивості і сам об'єкт звичайно спрощують, узагальнюють. Чим ближче модель до оригіналу, тим більш вдало вона описує об'єкт, тим ефективніше теоретичне дослідження і тим ближче отримані результати до прийнятої гіпотези дослідження.

Моделі можуть бути фізичні, математичні, натурні. Фізичні моделі дозволяють наочно представляти процеси, що протікають у природі. За допомогою фізичних моделей можна вивчати вплив окремих параметрів на перебіг фізичних процесів. Математичні моделіпредставляються у вигляді функції, рівняння, системи рівнянь, диференційних або інтегральних рівнянь. Математичні моделі дозволяють кількісно досліджувати явища, що важко піддаються вивченню на фізичних моделях. Натурні моделі являють собою масштабно змінювані об'єкти, що дозволяють найбільше повно досліджувати процеси, що протікають у реальних умовах.

Стандартних вимог до моделей не існує. Єдиною обов’язковою умовою є те, що модель повинна відображувати суттєві сторони досліджуваного явища. Дрібні фактори, зайва деталізація, другорядні явища тільки ускладнюють модель, ускладнюють дослідження, роблять їх громіздкими та нецілеспрямованими. Тому модель повинна бути оптимальною за своєю складністю, бажано наглядною, але головне–достатньо адекватною, тобто описувати закономірності досліджуваного явища із достатньою точністю.

Різноманітні моделі процесів, що вивчаються, досліджують математичними методами, які можуть бути розділені на такі основні групи:

• -аналітичні методи дослідження (елементарна математика, диференціальні й інтегральні рівняння, варіаційне числення та інші розділи вищої математики) За їх допомогою встановлюють математичну залежність між параметрами моделі. Ці методи дозволяють глибоко і усебічно вивчити досліджувані процеси, установити точні кількісні зв'язки між аргументами і функціями, глибоко проаналізувати досліджувані явища; -

• -методи математичного аналізу з використанням експерименту (метод аналізу, теорія подібності, метод розмірностей);

• -ймовірнісно-статистичні методи дослідження (статистика і теорія ймовірностей, дисперсійнийі кореляційний аналізи, метод Монте-Карло й ін.) для вивчення випадкових процесів—дискретних і неперервних.

• -методи системного аналізу (дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія керування, теорія множин і ін.) одержали широке поширення останнім часом, що в значній мірі обумовлено розвитком ЕОМ, що забезпечує швидке рішення й аналіз складних математичних задач. Під системним аналізом розуміють сукупність прийомів і методів для вивчення складних об'єктів—систем, що представляють собою складну сукупність взаємодіючих між собою елементів. Взаємодія елементів системи характеризується прямими і зворотними зв'язками. Сутність системного аналізу полягає в тому, щоб виявити ці зв'язки й установити їхній вплив на системув цілому.