Научные методы теоретического исследования

Формализация– отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математика, химия) и обес- печение возможности исследования реальных объектов и их свойств через формальное исследование соответствующих знаков [2].

Формализация базируется на различии естественных и искус- ственных языков. Естественные языки характеризуются многозначно- стью, многогранностью, гибкостью, неточностью, образностью и др. Искусственные (формализованные) языки предназначены для более точного и строгого выражения знания, чем естественный язык, с це- лью исключения неоднозначного понимания (язык математики, логи- ки, химии и др.).

Язык формул искусственного языка является инструментом по- знания. Он играет такую же роль в теоретическом познании, как мик- роскоп и телескоп в эмпирическом познании.

Значение формализации в научном познании:

• возможность анализировать, уточнять, определять и разъяс- нятьпонятия;

• особая роль при анализе доказательств. Представление доказа- тельства в виде последовательности формул, получаемых из исходных с помощью точно указанных правил преобразования, придает ему не- обходимую строгость иточность;

• является основой для процессов алгоритмизации и програм- мирования вычислительных устройств, а тем самым и компьютериза- ции различных форм знания.

Главное в процессе формализации состоит в том, что над фор- мулами искусственных языков можно производить операции, полу- чать из них новые формулы и соотношения.

Аксиоматический метод– способ построения научной теории, при котором некоторые утверждения (аксиомы) принимаются без до-

казательств и затем используются для получения остальных знаний по определенным логическим правилам. Общеизвестной, например, яв- ляется аксиома о параллельных линиях (они не пересекаются), на ос- новании которой в геометрии выведен ряд теорем.

Являетсяодним из способов дедуктивного построения научных теорий, при котором:

• формулируется система основных терминов науки(например, в геометрии Эвклида – это понятия точки, прямой, угла, плоскости и др.);

• из этих терминов образуется некоторое множество аксиом (по- стулатов)-положений, не требующих доказательств. Они являются ис- ходными, из которых выводят другие утверждения данной теории по определенным правилам (например, в геометрии Эвклида: через две точки можно провести только одну прямую или целое большечасти);

• формулируется система правил вывода, позволяющая преобра- зовывать исходные положения и переходить от одних положений к другим, а также вводить новые термины (понятия) втеорию;

• осуществляется преобразование постулатов по правилам, да- ющим возможность из ограниченного числа аксиом получать множе- ство доказуемых положений – теорем.

Для вывода теорем из аксиом (одних формул из других) форму- лируются специальные правила вывода. Доказательство в аксиомати- ческом методе – это некоторая последовательность формул, каждая из которых либо есть аксиома, либо получена из предыдущих формул по какому-либо правилу вывода.

Аксиоматический метод – один из методов построения научного знания, который имеет ограниченное применение, так как требует вы- сокого уровня развития аксиоматизируемой содержательной теории.

Гипотетико-дедуктивный метод –создание системы дедук- тивно связанных между собой гипотез, из которых выводятся ут-

верждения об эмпирических фактах. Метод основан на выведении (де- дукции) заключений из гипотез и других посылок, истинное значение которых неизвестно. Поэтому заключения носят вероятностный харак- тер.

Общая структура гипотетико-дедуктивного метода (или метода гипотез):

• Ознакомление с фактическим материалом, попытка теорети- ческого объяснения с помощью существующих теорий и законов. Ес- ли нет,то:

• Выдвижение гипотез о причинах и закономерностяхданных явлений с помощью различных логическихприемов.

• Оценка серьезности гипотез и отбор из их множества наибо- леевероятной.

При этом гипотеза проверяется на:а) логическую не- противоречивость; б) совместимость с фундаментальными те- оретическими принципами данной науки (например, с законом сохра- нения и превращения энергии).

Однако следует иметь в виду, что в периоды научных револю- ций рушатся именно фундаментальные принципы и возникают "сума- сшедшие идеи", не выводимые из этих принципов.

• Выведениеизгипотезы (обычно дедуктивным путем)след- ствий с уточнением содержания даннойгипотезы.

• Экспериментальная проверка выведенных из гипотезы след- ствий.Тутгипотезаилиполучаетэкспериментальноеподтверждение, или опровергается. Однако подтверждение не гарантирует ее истин- ности в целом (илиложности).

Разновидностью гипотетико-дедуктивного метода можносчитать математическую гипотезу, где в качестве гипотез выступают некото- рые уравнения, представляющие модификацию ранее известных и проверенных соотношений. Изменяя эти соотношения, составляют

новое уравнение, выражающее гипотезу, которая относится к неис- следованным явлениям.

На ранних этапах развития науки этот метод особенно широко использовался Галилеем и Ньютоном.