Статья

Методы теоретических и эмпирических исследований.

 Методика исследования -

Это способ достижения цели. Диалектический материализм учит, что метод объединяет субъективные и объективные моменты познания. Метод объективен, так как в разрабатываемой теории отражается действительность и её взаимосвязи. Таким образом, метод является программой построения и практического применения теории. Одновременно метод субъективен, так как является орудием мышления исследователя и в качестве такового включает в себя его субъективные особенности.
С философской точки зрения, методы можно разделить на: всеобщий (материалистическая диалектика), действующий во всех областях науки и на всех этапах исследования; общенаучные (т.е. для всех наук); частичные (т.е. для определённых наук); специальные или специфические (для данной науки).
Такое разделение методов всегда условно, так как по мере развития познания один научный метод может переходить из одной категории в другую.
К общенаучным методам относятся: наблюдение, сравнение, счёт, измерение, эксперимент, обобщение, абстрагирование, формализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, моделирование, идеализация, ранжирование, а также аксиоматический, гипотетический, исторический и системные методы.

Наблюдение - это способ познания объективного мира, основанный на непосредственном восприятии предметов и явлений при помощи органов чувств без вмешательства в процесс со стороны исследователя.
 Сравнение - это установление различия между объектами материального мира или нахождения в них общего, осуществляемое как при помощи органов чувств, так и при помощи специальных устройств.
 Счёт - это нахождение числа, определяющего количественное соотношение однотипных объектов или их параметров, характеризующих те или иные свойства.
 Измерение - это физический процесс определения численного значения некоторой величины путём сравнения её с эталоном.
 Эксперимент - одна из сфер человеческой практики, в которой подвергается проверке истинность выдвигаемых гипотез или выявляются закономерности объективного мира. В процессе эксперимента исследователь вмешивается в изучаемый процесс с целью познания, при этом одни условия опыта изолируется, другие исключаются, третьи усиливаются или ослабляются. Экспериментальное изучение объекта или явления имеет определённые преимущества по сравнению с наблюдением, так как позволяет изучать явления в «чистом виде» при помощи устранения побочных факторов; при необходимости испытания могут повторяется и организовываться так, чтобы исследовать отдельные свойства объекта, а не их совокупность.
 Обобщение - определение общего понятия, в котором находит отражение главное, основное, характеризующее объекты данного класса. Это средство для образования новых научных понятий, формулирования законов и теорий.
 Абстрагирование — это мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение нескольких сторон, интересующих исследователя. Оно, как правило, осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются несущественные свойства, связи и т.д. На втором - исследуемый объект заменяют другим, более простым, представляющим собой упрощённую модель, сохраняющую главное в сложном.
 Анализ - метод познания при помощи расчленения или разложения предметов исследования (объектов, свойств и т.д.) на составные части. В связи с этим анализ составляет основу аналитического метода исследований.
 Синтез - соединение отдельных сторон предмета в единое целое. Анализ и синтез взаимосвязаны, они представляют собой единство противоположностей. Различают следующие виды анализа и синтеза: прямой или эмпирический метод; возвратный или элементарно - теоретический метод; структурно - генетический метод.
 Важными понятиями в теории познания являются: индукция - умозаключение от факторов к некоторой гипотезе и дедукция - умозаключение, в котором вывод о некотором элементе множества делается на основании знании общих свойств всего множества. Таким образом, дедукция и индукция - взаимообратные методы познания, широко использующие частные методы формальной логики. Это методы единственного сходства (предполагается, что единственное сходное обстоятельство является причиной рассматриваемого явления); единственного различия (предполагается, что единственное различие обстоятельств является причиной явления); 
сопутствующих изменений (изменение одного явления приводит к изменению другого, так как оба эти явления находятся в причинной связи); остатков (если известно, что некоторые из совокупности определённых обстоятельств являются причиной части явлений, то остаток этого явления вызывается остальными обстоятельствами).
 Одним из методов научного познания является аналогия, посредством которой достигается знание о предметах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими. Степень вероятности (достоверности) умозаключений по аналогии зависит от количества сходных признаков у сравниваемых явлений (чем их больше, тем большую вероятность имеет заключение и оно повышается, когда связь выводного признака с каким - либо другим признаком известна более или менее точно). Аналогия тесно связана с моделированием или модельным экспериментов. Если обычный эксперимент непосредственно взаимодействует с объектом исследования, то в моделировании такого взаимодействия нет, так как эксперимент производится не с самим объектом, а с его заменителем. Примером может служить аналоговая вычислительная машина (АВМ), действие которой основано на аналогии дифференциальных уравнений, описывающих как свойства исследуемого объекта, так и электронной модели.
 Гипотетический метод познания предполагает разработку научной гипотезы на основе изучения физической, химической и т.п. сущности исследуемого явления с помощью описанных выше способов познания и затем формулирование гипотезы, составление расчётной схемы алгоритма (модели), её изучение, анализ, разработка теоретических положений.
 При гипотетическом методе познания исследователь нередко прибегает к идеализации — это мысленное конструирование объектов, которые практически неосуществимы. В результате идеализации реальные объекты лишаются некоторых присущих им свойств и наделяются гипотетическими свойствами.
 При анализе явлений и процессов в сложных системах возникает потребность рассматривать большое количество факторов (признаков), среди некоторых важно уметь выделять главное при помощи метода ранжирования и исключения второстепенных факторов, не влияющих существенно на исследуемое явление. Следовательно, этот метод допускает усиление основных и ослабление второстепенных факторов, т.е. размещение факторов по определённым правилам в ряд убывающей последовательности по силе фактора.
 Разнообразные методы научного познания условно подразделяются на ряд уровней: эмпирический, экспериментально - теоретический, теоретический и метатеоретический уровни.
 -Методы эмпирического уровня: наблюдение, сравнение, счёт, измерение, анкетный опрос, собеседование, тесты, метод проб и ошибок и т.д. Методы этой группы конкретно связаны с изучаемыми явлениями и используются на этапе формирования научной гипотезы.
 -Методы экспериментально - теоретического уровня: эксперимент, анализ и синтез, индукция и дедукция, моделирование, гипотетический, исторический и логические методы. Эти методы помогают исследователю обнаружить те или иные достоверные факты, объективные проявления в протекании исследуемых процессов.  
 С помощью этих методов производится накопление фактов, их перекрёстная проверка. Следует при этом подчеркнуть, что факты имеют научно - познавательную ценность только в тех случаях, когда они систематизированы, когда между ними вскрыты неслучайные зависимости, определены причины следствия. Таким образом, задача выявления истины требует не только сбора фактов, но и правильной их теоретической обработки. Первоначальная систематизация фактов и их анализ проводится уже в процессе наблюдений, бесед, экспериментов, ибо эти методы включают в себя не только акты чувственного восприятия предметов и явлений, но и их отбор, классификацию, осмысливание воспринятого материала, его фиксирование.
 -Методы теоретического уровня: абстрагирование, идеализация, формализация, анализ и синтез, индукция и дедукция, аксиоматика, обобщение и т.д. На теоретическом уровне производится логическое исследование собранных факторов, выработка понятий, суждений, делаются умозаключения. В процессе этой работы соотносятся ранние научные представления с возникающими новыми. На теоретическом уровне научное мышление освобождается от эмпирической описательности, создаёт теоретические обобщения. Таким образом, новое теоретическое содержание знаний надстраивается над эмпирическими знаниями.
 На теоретическом уровне познания широко используется логические методы сходства, различия, сопутствующих изменений, разрабатываются новые системы знаний, решаются задачи дальнейшего согласования теоретически разработанных систем с накопленным новым экспериментальным материалом.
 -К методам метатеоретического уровня относят диалектический метод и метод системного анализа. С помощью этих методов исследуется сами теории и разрабатываются пути их построения, изучается система положений и понятий данной теории, устанавливаются границы её применения, способы введения новых понятий, обосновываются пути синтезирования нескольких теорий. Центральной задачей данного уровня исследований является познание условий формализации научных теорий и выработка формализованных языков, именуемых метаязыками.
 При изучение сложных, взаимосвязанных друг с другом проблем используется системный анализ, получивший широкое применение в различных сферах научной деятельности человека, и в частности в логике, математике, общей теории систем, в результате чего сформировались такие науки, как металогика и математика. Металогика исследует системы положений и понятий формальной логики, разрабатывает вопросы теории доказательств, определимости понятий, истины в формализованных языках.
 Системный анализ используется для исследования таких сложных систем, как экономика отдельной отрасли, промышленного предприятия, объединения, при планировании и организации технологии комплексных строительных процессов, выполняемых несколькими строительными организациями, и др.
 Системный анализ складывается из основных четырёх этапов: 
  первый заключается в постановке задачи - определяют объект, цели и задачи исследования, а также критерии для изучения и управления объектом. Неправильная или неполная постановка целей может свести на нет результаты всего последующего анализа. 
  Во время второго этапа очерчиваются границы изучаемой системы и определяются её структура: объекты и процессы, имеющие отношение к поставленной цели, разбиваются на собственную изучаемую систему и внешнюю среду. При исследовании замкнутых систем влиянием внешней среды на их поведение пренебрегают. Затем выделяют отдельные составные части системы - её элементы, устанавливают взаимодействие между ними и внешней средой. Именно так строится, например, такая фундаментальная наука, как термодинамика.
  Третий важнейший этап системного анализа заключается в составление математической модели исследуемой системы. Вначале производят параметризацию системы, описает выделенные элементы системы и их взаимодействие. В зависимости от особенностей процессов используют тот или иной математический аппарат для анализа системы в целом.
 Следует при этом отметить, что аналитические методы используются для описания лишь небольших систем вследствие их громоздкости или невозможности составления и решения сложной системы управлений. Для описания больших систем, их характеристик не только качественных, но и количественных используются дискретные параметры (баллы), применяющие целые значения. Например, твёрдость материалов оценивают баллами по шкале Мооса, энергию сейсмических волн при землетрясениях - баллами по И. Рихтеру и др. Методы операций с дискретными параметрами излагается в теории множеств и прежде всего в таких её разделах, как в алгебре множеств и в алгебре высказываний (математической логике), составляющих основу математического обеспечения современных ЭВМ.
 Если исследуются сложные системы, именуемые как обобщённые динамические системы, характеризуемые большим количеством параметров различной природы, то в целях упрощения математического описания их расчленяют на подсистемы, выделяют типовые подсистемы, производят стандартизацию связей для различных уровней иерархии однотипных систем. Примерами такого подхода к изучению сложных систем, например управления являются типовые возмущения, типовые звенья системы с определёнными статическими и динамическими свойствами. В результате третьего этапа системного анализа формируются законченные математические модели системы, описанные на формальном, например алгоритмическом, языке.
  Важным этапом системного анализа является четвёртый. Это анализ полученной математической модели, определение её экспериментальных условий с целью оптимизации и формулировании выводов.
Оптимизация заключается в нахождение оптимума рассматриваемой функции и соответственно нахождение оптимальных условий поведения данной системы или протекания данного процесса. Оценку оптимизации производят по критериям, принимающих в таких случаях экспериментальные значения. На практике выбрать надлежащий критерий достаточно сложно, так как в задачах оптимизации может выявляться необходимость во многих критериях, которые иногда оказываются взаимно противоречивыми. Поэтому наиболее часто выбирают какой - либо один основной критерий, а для других устанавливают пороговые предельно допустимые значения. На основании выбора составляется зависимость критерия оптимизации от параметров модели исследуемого объекта (процесса). Такой результат исследования чрезвычайно важен для практических целей, даёт определённую последующую опытно - конструкторскую проработку задачи.