Тема 4. Научное исследование: типология и основные этапы

Целью науки является постижение науки, способом постижения являются истины – научное исследование.

Различают теоретическое и эмпирическое исследования.

По характеру исследование может быть: фундаментальным, прикладным, монодисциплинарным, междисциплинарным, аналитическим, комплексным.

Фундаментальное исследование направлено на познание реальности, но оно не стремится получить практический эффект от знаний.

Прикладное исследование, наоборот, проводится для получения знаний, чтобы решить конкретную задачу.

Монодисциплинарные и междисциплинарные исследования проводятся в рамках определенной науки, с участием специалистов.

Комплексные исследования проводятся с участием методов и методик. В этой группе исследований выделяется основной признак – выявление одного, главного аспекта реальности.

Любое исследование включает ряд этапов. Начинается оно с постановки задачи. Следующим этапом является формулировка гипотез. Для ее проверки строится план научного исследования. Проведение исследований по сложившемуся плану не есть следующий этап. После сравнения всех полученных экспериментов проводятся анализ, математическая обработка и обобщение.

Исследования по цели их проведения делятся на: поисковые, критические, воспроизводящие.

Цель поисковых исследований – решение проблемы, которую никто до этого не ставил.

Критические исследования проводятся для того, чтобы опровергнуть существующую теорию, модель, гипотезу.

Воспроизводящее исследование служит для повторения предшествующего эксперимента, чтобы убедиться в его достоверности.

Научный результат не зависит от времени. Важно отметить, что научный результат не должен зависеть от личности исследователя, его планов, намерений, целей.

Известный методолог М. Бунге ввел различие между науками, где результат исследования не зависит от метода и где результат операции с объектом образует инвариант: факт есть функция от свойств объекта и операции с ним. Он полагал, что в реальности невозможно создать исследование, которое соответствовало бы идеальному. Личные черты исследователя накладывают определенный отпечаток на эксперимент. Но в любом случае научный метод должен стремиться быть максимально приближенным к идеальному.

Для уменьшения влияния отклонений идеального исследования от реального используют особые методы. Соответствие реального исследования идеальному называют внутренней валидностью, а соответствие реального исследования объективной реальности называют внешней валидностью. Отношение идеального исследования к реальности называют теоретической валидностью.

Фундаментальные научные исследования – экспериментальные или теоретические исследования, направленные на получение новых знаний без какой-либо конкретной цели, связанной с использованием этих знаний. Их результаты – гипотезы, теории, методы и т. д. Завершенные фундаментальные НИР могут заканчиваться рекомендациями о постановке прикладных исследований для выявления возможностей практического использования полученных научных результатов, научными публикациями и т.п.

Прикладные научные исследования – исследования, направленные на получение новых знаний с целью практического их использования для разработки технических нововведений. (Конечным результатом прикладных исследований являются рекомендации по созданию технических нововведений).

Экспериментальные разработки – деятельность, которая основана на знаниях, приобретенных в результате проведения научных исследований или на основе практического опыта, и направлена на сохранение жизни и здоровья человека, создание новых материалов, продуктов, процессов, устройств, услуг, систем или методов и их дальнейшее совершенствование.

Федеральный закон Российской Федерации «О науке и государственной научно-технической политике» (от 23 августа 1996 а. №127-ФЗ)

К разработкам относятся также разработки определенных конструкций инженерных объектов или технических систем (конструкторские работы); разработки идей или вариантов новых объектов, в т. ч. нетехнических, на уровне чертежей или других систем знаковых средств (проектные работы); разработки технологических процессов, т.е. способов объединения физических, химических, технологических и других процессов с трудовыми в целостную систему, производящую определенный результат (технологические работы).

(Инструкция Госкомстата России, утв. 10.09.93 №177.

Что такое фундаментальное исследование. Это очень важный вопрос, ибо определение фундаментальности допускает различные трактовки. В бытовом представлении понятие "фундаментальный" нередко ассоциируется с понятиями "главный, основной, важный, существенный" – и это смещение понятий ставит автора заявки в ложное положение. "На Камчатке участились случаи заболевания туберкулезом . Это фундаментальная проблема здравоохранения. Мы планируем исследовать районы распространения заболевания" – такая формулировка в заявке практически гарантирует отклонение проекта, ибо становится очевидным, что речь идет не об исследовании, а об обследовании, о сборе описательной информации, о работе, не основанной на определенной гипотезе. Разумеется, такая работа очень важна для здравоохранения, более того, она совершенно необходима как этап, позволяющий в дальнейшем сформулировать научную проблему и предложить пути ее решения, но этот этап РФФИ поддержать не может по определению, ибо фундаментальная задача в нем отсутствует. Особенно тяжело читать заявки медицинских работников: "Наши вакцины спасают сотни тысяч людей. В ходе работы мы планируем усовершенствовать схему вакцинации, повысив ее эффективность..." Спору нет, задача благороднейшая, проводить такую работу совершенно необходимо, но РФФИ не может иметь отношения к работе, не открывающей новых закономерностей.

Единого определения фундаментального исследования не существует, но можно утверждать, что таковым является исследование, ставящее своей задачей разработку или проверку гипотезы (теории), имеющей общий характер и применимой к определенному классу явлений, процессов или объектов. Такая теория по существу является ответом на вопрос, заданный исследователем Природе: как, почему, с помощью какого механизма и энергетики реализуется данный процесс или явление? С этой точки зрения не может рассматриваться как фундаментальное исследование, содержащее только описательную информацию, даже если при описании использована компьютерная обработка, а само описание названо модным словом "мониторинг"; не является фундаментальным исследованием и работа, успешно расширяющая область применения уже известной методики.

Одним из важнейших признаков фундаментальности является именно гипотеза, положенная в основу исследования. Как говорит грантодержатель РФФИ геолог проф. А.М. Городницкий (цитируется по его книге "След в океане"), "лучше работать под заведомо ложную гипотезу, чем вообще под никакую", ибо только наличие гипотезы структурирует исследование и придает ему четкую направленность на выяснение закономерности.

ЮНЕСКО относит к чисто фундаментальным исследования, направленные на открытие законов природы, установление отношений между явлениями и объектами реальной действительности.

Основная функция фундаментальных исследований – познавательная; непосредственная цель – сделать выводы о природных законах, имеющих общий характер и закономерное постоянство. Основные признаки фундаментальности вскрытых явлений:

а) концептуальная универсальность,

б) пространственно-временная общность.

Все это не означает, что главная черта фундаментальности – практическая бесполезность, наоборот, именно решение фундаментальной проблемы неизбежно открывает множество новых эффективных путей решения практических задач. Тысячелетиями человечество экспериментально искало пути профилактики инфекционных заболеваний, иногда интуитивно находя правильные решения (прививка "коровьей оспы"), но только "бесполезное", внешне не связанное с практикой исследование структуры и механизма клеточного и гуморального иммунитета с одной стороны и изучение молекулярной структуры вирусов и механизма их взаимодействия с клеткой – с другой привели к созданию современной индустрии вакцин, позволившей искоренить черную оспу, свести к минимуму заболеваемость полиомиелитом, резко снизить распространение многих других заболеваний вирусной этиологии. Казалось бы, кому кроме производителей табака, этих вампиров, наживающихся на страшной наркомании, интересен вирус табачной мозаики, уничтожающий урожай на плантациях этого зелья? А ведь именно этот объект усилиями российского ученого Д.И.Ивановского породил современную вирусологию, и именно на нем выполнены эпохальные работы американцев Дж. Уотсона и Ф.Крика по расшифровке принципов построения двойной спирали нуклеиновых кислот.

Виды НИР и их основные этапы. Научные исследования можно разделить на фундаментальные, поисковые и прикладные (таблица 1)

Таблица 1. Виды научно-исследовательских работ

Виды исследований	Результаты исследований
Фундаментальные НИР	Расширение теоретических знаний. Получение новых научных данных о процессах, явлениях, закономерностях, существующих в исследуемой области; научные основы, методы и принципы исследований
Поисковые НИР	Увеличение объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Разработка прогнозов развития науки и техники; открытие путей применения новых явлений и закономерностей
Прикладные НИР	Разрешение конкретных научных проблем для создания новых изделий. Получение рекомендаций, инструкций, расчетно-технических материалов, методик. Определение возможности проведения ОКР по тематике НИР

Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило, не включаются. Однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут трансформироваться в проекты НИОКР.

Прикладные НИР являются одной из стадий жизненного цикла изделия. Их задача – дать ответ на вопрос: возможно ли создание нового вида продукции и с какими характеристиками? Порядок проведения НИР регламентируется ГОСТ 15.101-80. Конкретный состав этапов и характер выполняемых в их рамках работ определяются спецификой НИР.

Рекомендуются следующие этапы НИР:

1) разработка технического задания (ТЗ) на НИР;

2) выбор направлений исследования;

3) теоретические и экспериментальные исследования;

4) обобщение и оценка результатов исследований.

Примерный перечень работ на этапах НИР приведен в таблице.2.

Таблица 2. Этапы НИР и состав работ на них

Этапы НИР	Состав работ
Разработка ТЗ на НИР	научное прогнозирование Анализ результатов фундаментальных и поисковых исследований Изучение патентной документации Учет требований заказчиков
Выбор направления исследования	сбор и изучение научно-технической информации Составление аналитического обзора Проведение патентных исследований Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения задач Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов Оценка ориентировочной экономической эффективности новой продукции Разработка общей методики проведения исследований Составление промежуточного отчета
Теоретические и экспериментальные исследования	Разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений
	Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений параметров, необходимых для проведения расчетов
	Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования
	Проведение экспериментов, обработка полученных данных
	Сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями
	Корректировка теоретических моделей объекта Проведение при необходимости дополнительных экспериментов
	Проведение технико-экономических исследований Составление промежуточного отчета
Обобщение и оценка результатов исследований	Обобщение результатов предыдущих этапов работ Оценка полноты решения задач Разработка рекомендаций по дальнейшим исследованиям Составление итогового отчета Приемка ниР комиссией