Аналогия и моделирование

Аналогия – сходство по какому-то признаку в целом различных объектов. Умозаключение по аналогии – метод научного познания, посредством которого достигается знание об одних предметах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими.

Различают две формы проявления аналогии в познании: ассоциативную и логическую

Моделирование – метод научного познания, заключающийся в замене изучаемого предмета, явления на его модель, специально устроенный аналог и его исследование. Модель должна содержать существенные черты оригинала.

Модель – это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе.

В зависимости от характера используемых моделей различают несколько видов моделирования.

1. Мысленное (идеальное) моделирование.

2. Физическое моделирование характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу.

3. Символическое моделирование связано с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта - оригинала.

Разновидностью символического (знакового) моделирования является математическое моделирование.

4. Физико-математическое моделирование соединяет элементы физического и математического моделирования.

II. Методы, используемые на теоретическом уровне исследования

К ним относят – формализацию, принятие гипотезы, создание теории.

1.Формализация – метод изучения разнообразных объектов посредством элементов формы, отражающих содержание. Исследуемое явление, объект, процесс выражаются математическими терминами, формулами, с которыми затем выполняют действия по определённым правилам. Формализация составляет сущность математического абстрагирования.

Примером формализации являются широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений.

2. Принятие гипотезы

Гипотеза – это научно обоснованное предположение, достоверность которого на определённом этапе развития науки и техники не может быть подтверждена.

Гипотеза в опытных науках опирается на факты и всё предшествующее теоретическое знание. Сочетание опыта с предшествующим знанием позволяет сформулировать гипотезу.

СХЕМА ПОСТРОЕНИЯ ГИПОТЕЗЫ:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ → ЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА→ ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ (ГИПОТЕЗА) → ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ

Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и варифицируемости.

Фальсификация – процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки.

Верификация – процесс установления истинности гипотез в результате их эмпирической проверки.

3. Создание теории

Теория – взаимосвязанная система знаний о некоторой области реальности. Теория вскрывает основные закономерности её развития и направлена на дальнейшее преобразование объективной реальности и человека.

Теория включает:

1. эмпирический базис (фактические данные и результаты их простейшей обработки),

2. исходный теоретический базис – аксиомы, постулаты, фундаментальные законы,

3. логический аппарат - содержит правила вывода следствий из теорем или аксиом.

4. потенциально допустимые следствия.

В науке существует два способа построения новой теории:

Один способ заключается в накоплении такого количества данных, что новая теория становится очевидной и не нуждается в доказательствах.

Другой способ заключается в смелой формулировке нового положения, которое вначале кажется вовсе не связанным с наблюдаемыми данными, но зато потом удаётся показать, что следствия из этого утверждения после соответствующих выкладок позволяют объяснить многие наблюдаемые факты.

III. Методы, используемые на эмпирическом уровне

К ним относятся: наблюдение и эксперимент.

Наблюдение – фундамент эмпирического знания. Именно наблюдение лежит в основе всех научных теорий и научных открытий. Наблюдение - это чувственное (преимущественно визуальное) отражение предметов и явлений окружающего мира.

Научное наблюдение – это целенаправленное восприятие явлений и предметов окружающего мира, осуществляемое с целью их познания.

Научное наблюдение характеризуется:

1. Целенаправленностью – наблюдение должно вестись для решения поставленной задачи.

2. Планомерностью – наблюдение должно вестись строго по плану, составленному, исходя из задачи исследования.

3. Активностью – исследователь должен активно работать, привлекая свои знания и опыт, используя различные технические средства.

По способу проведения наблюдения могут быть непосредственными и опосредованными.

При непосредственных наблюдениях свойства изучаемого объекта воспринимаются органами чувств человека. Чаще всего научное наблюдение бывает опосредованным, т.е. проводится с помощью тех или иных технических средств.

Научное наблюдение освещено научной идеей, связано с теоретическим знанием, которое показывает, что наблюдать и как наблюдать.

Описание бывает качественным и количественным. Количественное описание возникает в результате измерений.

Измерение - операция, при которой получают численное значение измеряемой величины. С введением измерения естествознание превратилось в науку. Различают наблюдения прямые и косвенные.

В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается при непосредственном наблюдении (I тип наблюдения) или выдаётся измерительным прибором (II и III тип наблюдения).

Косвенное измерение осуществляется на основании известной математической зависимости между измеряемой величиной и другими величинами, получаемыми путём прямых измерений.

Эксперимент – более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он отличается от наблюдения вмешательством в исследуемый объект, вмешательство это целенаправленное и строго контролируемое.

Эксперимент – научно-поставленный опыт в точно учитываемых условиях. Эксперимент – опыт, воспроизведение объекта познания.

Основная цель эксперимента – проверка теоретических положений, а также более широкое и глубокое изучение темы научного исследования.

Характерные особенности эксперимента.

1. Эксперимент позволяет изучать объект в «чистом» виде, т.е. позволяет устранять побочные факторы.

2. В ходе эксперимента объект может быть поставлен в некоторые искусственные условия; при этом удаётся обнаружить неожиданные свойства.

3. Экспериментатор может активно влиять на его протекание (например, влиять на параметры реакции).

4. Воспроизводимость эксперимента, т.е. возможность повторять эксперимент (для получения достоверных результатов).

Подготовка и проведение эксперимента требует соблюдения ряда условий:

1. Должна быть чётко сформулирована цель исследования.

2. Должны быть сформулированы исходные теоретические положения.

3. Эксперимент должен быть чётко спланирован, предварительно намечены пути его проведения.

4. Необходимо наличие материальной базы определённого уровня развития.

5. Эксперимент должен проводиться людьми, имеющими достаточно высокую квалификацию.

Классификация экспериментов.

А. Эксперименты бывают естественными и искусственными.

Естественные эксперименты характерны для социальных явлений в обстановке производства или быта (социологические опросы, выявление рейтинга и т.д.).

Искусственные эксперименты применяются во многих отраслях, особенно в естественных и технических науках. Они осуществляются в специальных помещениях.

Искусственные эксперименты могут быть лабораторными и производственными.

Лабораторные опыты проводят с применением специальных или типовых приборов, стендов, оборудования, моделирующих установок и т.д. Эти исследования позволяют наиболее полно изучить влияние одних характеристик при изменении других. Это можно осуществить с требуемой точностью и повторяемостью. В результате можно получить научную информацию с минимальными затратами.

Цель производственного эксперимента изучить процесс в реальных условиях, с учётом воздействия различных случайных факторов производственной среды.

Производственные экспериментальные исследования могут быть заменены опытами на специальных полигонах.

Б. В зависимости от характера решаемых проблем эксперименты подразделяются на исследовательские и проверочные.

Исследовательские эксперименты дают возможность обнаружить у объекта новые, неизвестные свойства.

Проверочные эксперименты служат для проверки, подтверждения тех или иных теоретических построений.

В. Эксперименты можно разделить на качественные и количественные.

Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они лишь позволяют выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление.

Количественные эксперименты направлены на получение количественных зависимостей в изучаемом явлении.

Эксперимент является связующим звеном между теоретическим и эмпирическим уровнями и этапами исследования.