Методы научного исследования

Научное исследование

Наукапредставляет собой определенную человеческую деятельность, которая выделена в процессе разделения труда и направлена на получение знаний, то есть наука – это производство знаний.

Научное исследование – это процесс получения новых научных знаний, один из видов познавательной деятельности. Научное исследование может носить прикладной характер, направленный на достижение конкретных частных целей, а может иметь фундаментальный характер, означающий производство новых знаний независимо от прямых перспектив применения.

Научное исследование включает процессы изучения, эксперимента, концептуализации и проверки теории. Любое научное исследование проводится для преодоления проблемных ситуаций в науке, когда существующее научное знание оказывается недостаточным для решения новых задач.

Проблема (греч. πρόβληµα) в науке — это противоречивая ситуация, требующая своего разрешения. Проблема возникает в случае, если старое знание обнаружило свою несостоятельность (например, в результате открытия новых фактов, которые не укладываются в рамки прежних теоретических представлений), а новое знание еще не приняло развитой формы. Указать на значимость проблемы и необходимость ее решения – значит, обосновать актуальность предстоящего исследования. Именно поэтому подавляющее большинство научных работ начинаются с обоснования актуальности темы исследования. Отталкиваясь от доказательства актуальности выбранной темы, исследователь переходит к формулировке целей предпринимаемого исследования, и указывает конкретные задачи, которые предстоит решить для их достижения.

Цель - это конечный результат, к 8 которому стремится исследователь. Решение задач оформляет всю дальнейшую стратегию научного исследования. Для более четкой постановки целей и задач формулируются объект и предмет исследования.

Объект исследования – это вещь, процесс или явление, порождающее проблемную ситуацию и избранное для изучения. Объект является носителем проблемы, на которую направлена исследовательская деятельность. Предмет исследования - это конкретная область объекта, внутри которой ведётся научный поиск. Необходимым условием проведения научного исследования является предварительный анализ информации, имеющейся, литературы, условий и методов решения задач данного класса. Благодаря предварительному ознакомлению с материалами ранее проведенных исследований выясняется, в какой мере вопросы темы изучены и каковы полученные результаты. Особое внимание уделяется вопросам, на которые нет ответов либо они недостаточны.

Важнейший момент исследования – построение гипотезы (греч. ύπόθεσις – предположение), то есть научного предположения, истинное значение которого пока неопределенно. Построение гипотезы – один из наиболее трудных этапов исследования. Гипотеза представляет собой возможный, предполагаемый ответ на вопрос, поставленный исследователем. Далее следует теоретический анализ гипотезы и накопление материала для проверки ее обоснованности. С этой целью проводятся наблюдения и эксперименты. После анализа и обобщения полученных фактов может быть выяснено, что существует необходимость в дополнительном сборе материалов. Тогда проводится дополнительная серия наблюдений или экспериментов. Таким образом происходит проверка исходной гипотезы, и, если она подтверждается, исследователь приходит к окончательной формулировке новых фактов или законов, получению объяснений или научным предсказаниям. Затем происходит внедрение полученных результатов в производство (в случае прикладных научных исследований).

Выделяют два уровня познания: эмпирический и теоретический. Отметим, что под познанием будем понимать специфический вид деятельности человека, направленный на постижение окружающего мира и самого себя в этом мире. Эмпирический(греч. έµπειρία – опыт) уровень научного познания связан с непосредственным исследованием чувственно воспринимаемых объектов, когда осуществляется процесс накопления информации об исследуемых явлениях с помощью наблюдений, выполнения разнообразных измерений, проведения экспериментов. Особая роль эмпирического уровня познания заключается в фиксации непосредственного взаимодействия человека с изучаемыми природными или социальными объектами. Полученные фактические данные систематизируются в виде таблиц, схем, графиков и проч.

На теоретическом уровне научного познания происходит раскрытие связей, закономерностей, присущих изучаемым явлениям. Результат теоретического познания – гипотезы, теории, законы, которые формируются в процессе теоретического осмысления научных фактов, статистических данных, получаемых на эмпирическом уровне. Само понятие «теория» (греч. θεωρία – рассмотрение, исследование) означает интеллектуальное отражение реальности. Теория представляет собой концептуальную систему знаний, адекватно и целостно отражающую объективно существующие отношения и связи между явлениями объективной реальности. Способом проверки теорий является эксперимент. Однако, часто теорию невозможно проверить путем проведения эксперимента (например, теорию о происхождении жизни на Земле). В ряде случаев эксперимент не проверяет теорию, а только уточняет или расширяет ее положения. Структуру теории образуют понятия, суждения, умозаключения, законы и другие элементы.

Понятие– это мысль, выделяющая и обобщающая предметы или явления некоторого класса по определённым общим и в совокупности специфическим для них признакам. Переход от восприятий, представлений к отражению в форме понятий характеризует переход от эмпирической ступени познания к теоретическому мышлению.

Методы научного исследования

Метод (греч. µέθοδος – способ, путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Метод предоставляет систему принципов, требований и правил, руководствуясь которыми исследователь может достичь намеченной цели. Владение методом подразумевает знание того, каким образом и в какой последовательности совершать те или иные действия для решения тех или иных задач. При этом, в методе всегда отражено знание о предмете исследования. Применение методов может быть стихийным, а может быть сознательным. Только осознанное применение методов, связанное с пониманием их возможностей, границ, делает научную деятельность, при прочих равных условиях, более эффективной.

Анализ – это операция мысленного расчленения целого (вещи, свойства, процесса) на составные части с целью их отдельного изучения. В каждой отрасли науки анализ приобретает свою конкретизацию. Так, существуют конкретные методы математического, химического, социального анализа. Аналитический метод получил свое развитие и в некоторых философских школах. В науке Нового времени значение аналитического метода было абсолютизирован. Ученые, изучая природу, дробили ее на части и не замечали значения целого, что было результатом господствующего метафизического метода мышления. Безусловно, анализ занимает важное место в процессе познания, однако, следует понимать, что он является лишь его этапом. Например, сколь бы глубоко ни были изучены свойства химических элементов, по этим сведениям нельзя судить о разнообразных веществах, состоящих из их различного сочетания. При изучении объекта как единого целого нельзя ограничиваться изучением только его составных частей. Поэтому метод анализа дополняется другим методом – синтезом, который 33 является прямо противоположной анализу операцией. Можно сказать, что по своему существу анализ и синтез представляют собой две стороны единого аналитико-синтетического метода познания. В процессе синтеза происходит соединение в единое целое составных частей изучаемого объекта, расчлененных в результате анализа. Благодаря этому возможно дальнейшее изучение объекта уже как единого целого. При этом синтез не означает простого механического соединения, он раскрывает место и роль каждого элемента, устанавливает их взаимосвязь. Таким образом, он позволяет понять подлинное диалектическое единство изучаемого объекта.

Абстрагирование(лат. abstractio отвлечение) является процессом мысленного выделения, вычленения интересующих исследователя признаков, свойств, отношений изучаемого объекта и одновременного отвлечения от других свойств, признаков, отношений, которые в данном исследовании представляются несущественными. Главной проблемой абстрагирования является выявление того, какие из рассматриваемых признаков, свойств, отношений являются существенными, а какие несущественными, второстепенными. Этот вопрос решается в зависимости по-разному исходя из конкретных задач исследования. Абстрагирование позволяет глубже понять объект исследования и в определенной степени лежит в основе развития любой науки. Отвлечение от единичного, случайного, несущественного и одновременное выделение общего, необходимого позволяет приходить к образованию понятий, без которых невозможно функционирование никакой науки. Действительно, дать определение – значит отбросить несущественное для определения сущности. Результат абстрагирования – это различного рода абстрактные понятия и категории (развитие, противоречие и др.) и их системы (математика, логика и др.). Конечно, переход от чувственно- конкретного к абстрактному связан с некоторым упрощением действительности, однако, благодаря этому процессу, исследователь получает возможность понять сущность изучаемого объекта. Формирование научных абстракций не есть конечная цель познания, так как представляет собой лишь средство познания конкретного. Абстрагирование выступает как начальный шаг научного познания, далее должен следовать процесс восхождения от абстрактного к конкретному. 34 Отметим, что с абстрагированием тесно связано обобщение – установление общих свойств и признаков предмета.

Идеализация (греч. ιδέα – образ, идея) считается разновидностью абстрагирования, хотя, с учетом ее значимости и специфики, целесообразно рассмотрение идеализации как относительно самостоятельного метода. В процессе идеализации осуществляется предельное отвлечение от реальных признаков, свойств, отношений объекта с одновременным введением в содержание объекта признаков, свойств, отношений, отсутствующих в действительности. В результате создается так называемый идеальный объект (материальная точка, абсолютно черное тело, идеальный газ и др.), которым оперирует теоретическое мышление в целях познания реального объекта. Идеальные объекты неосуществимы в действительности, но они всегда являются отражением существующих в реальности предметов и явлений, служат средством их анализа и построения теоретических представлений. В отличие от процесса абстрагирования, создающего мысленные абстракции, не обладающие никакой наглядностью, идеализация допускает элемент чувственной наглядности, что оказывается очень важным для реализации метода мысленного эксперимента.

Мысленный (идеализированный) эксперимент заключается в мысленном рассмотрении различных положений, ситуаций, позволяющих обнаружить определенные признаки и свойства исследуемого объекта. В этом заключается сходство мысленного эксперимента с реальным. Кроме того, мысленный эксперимент всегда выступает в роли предварительного идеального плана реального эксперимента. Но, в отличие от реального эксперимента, в мысленном эксперименте исследователь оперирует не материальными объектами, а идеализированными объектами, причем само оперирование происходит лишь в сознании исследователя. Мысленный эксперимент оказывается незаменимым в тех случаях, когда при исследовании определенных явлений, ситуаций, проведение реальных экспериментов оказывается невозможным. В целом, получаемые на основе мысленного эксперимента теоретические построения позволяют эффективно исследовать реальные объекты и явления. В качестве примера можно привести мысленные эксперименты Галилео Галилея, приведшие к открытию закона инерции. Ведь закон инерции (об этом писал А. Эйнштейн) нельзя вывести из реального эксперимента, его можно получить лишь умозрительно. Интересен мысленный эксперимент Джеймса Кларка Максвелла, вызвавшего сенсацию в научном мире в 70-х годах XIX столетия. Максвелл предположил, что имеется сосуд, разделенный на две части А и В перегородкой с небольшим отверстием. Некоторое существо – «демон», которое может видеть отдельные молекулы, открывает и закрывает отверстие так, чтобы дать возможность только более быстрым молекулам перейти из В в А. Таким образом, демон повысит температуру в В и понизит в А. Этот мысленный эксперимент поставил под сомнение второе начало термодинамики. Только в XX веке ученые сумели спроектировать машину-демона, показав, что такая машина требует питания внешней энергией, причем, затраты энергии на ее работу окажутся больше, чем выход энергии в результате ее деятельности. Решение мысленного эксперимента Максвелла способствовал приращению научных знаний. В процессе познания применяется и такой прием, как аналогия – вероятное умозаключение о сходстве объектов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках. Действительно, новое может быть осмыслено, понято только через образы и понятия ранее известного. Например, первые самолеты были созданы по аналогии с птицами и воздушными змеями.

На аналогии, общности признаков различных объектов основывается метод моделирования, при котором объект исследования замещается другим объектом, находящимся в отношении подобия к исходному объекту. В этом случае первый объект называется оригиналом, а второй – моделью. Знания, полученные при изучении модели, по аналогии переносятся на оригинал. Применение метода моделирования удобно в случаях, если изучение оригинала невозможно или затруднительно, связанно с экономическими расходами или риском. В зависимости от средств построения модели различают и различные виды моделирования.

Широкое распространение сегодня получает компьютерное моделирование, использующее специально создаваемые в исследовательских целях программы. Компьютерное моделирование включает в себя и основывается на использовании математического и логического моделирования.