Специфіка емпіричної гіпотези полягає в тому, що вона є імовірнісним знанням; має описовий характер, тобто містить припущення про те, як поводиться об'єкт, але не пояснює чому; узагальнює результати безпосереднього спостереження і висуває припущення про характер емпіричних залежностей; формулюється засобами мови, що містять терміни спостереження. Приклади таких гіпотез: "Чим сильніше тертя, тим більша кількість тепла виділяється", "Метали розширюються при нагріванні".
Емпіричний закон - це найбільш розвинута форма емпіричного знання, що фіксує кількісні й інші залежності, отримані дослідним шляхом при зіставленні фактів спостереження й експерименту.
У цьому його відмінність як форми знання від теоретичного закону, що формулюється у результаті теоретичних міркувань. Дослідження останніх десятиліть показали, що теорію не можна одержати в результаті індуктивного узагальнення і систематизації фактів, вона не виникає як логічний наслідок, механізми її створення і побудови мають іншу природу, припускають перехід на якісно інший рівень пізнання, що вимагає творчості дослідника.
До теоретичного рівня пізнання відносять ті форми відображення, у яких у логічно зв'язаній формі відображаються загальні закони, необхідні й істотні зв'язки об'єктивного світу, а також одержувані за допомогою логічних засобів висновки, що постають з теоретичних міркувань. Теоретичний рівень формують різні етапи, ступені опосередкованого пізнання дійсності.
Методи і форми пізнання теоретичного рівня поділяються на дві групи (табл. 1.3.). Перша група - методи і форми пізнання, за допомогою яких створюється ідеалізований об'єкт, у якому сутнісні відносини з'являються у "чистому" вигляді. Друга група - методи побудови, обґрунтування і перевірки гіпотези, що здобуває статус теорії.
Таблиця 1.3
Методи побудови і дослідження теоретичного об'єкта Форми знання
Абстрагування Поняття
Ідеалізація Ідеї, принципи
Формалізація Ідеальні моделі
Уявний експеримент Закони
Моделювання Аксіоми, постулати
Абстрагування - це уявне відокремлення від несуттєвих властивостей, зв'язків, відносин предметів, що цікавлять дослідника. Воно здійснюється у два етапи. На першому - визначаються істотні властивості, зв'язки тощо. На другому - досліджуваний об'єкт заміняють іншим, більш простим, тобто спрощеною моделлю, яка зберігає головні зв'язки.
Абстракція дає можливість досліджувати ідеальний об'єкт, що став представником класу об'єктів, переносити отримані дані на весь клас.
Очевидно, що залежно від мети, предмета, а також вихідної концепції дослідження створюються різні абстракції того самого об'єкта, а, отже, ми маємо справу з різними способами ідеалізації реальних об'єктів.
У методології науки існує метод ідеалізації, заснований на абстрагуванні, але такий, що припускає уявне конструювання об'єктів.
Ідеалізація - це уявне конструювання об'єктів, які практично не можуть бути створені в дійсності (наприклад, ідеальний газ, абсолютно терло тіло). У результаті ідеалізації реальні об'єкти позбавляються деяких властивостей і наділяються гіпотетичними.
З такими ж об'єктами має справу й уявний експеримент - специфічний теоретичний метод, що конструює ідеалізовані, нездійсненні і ситуації і стани та досліджує процеси у "чистому вигляді". Особливість цього методу в тому, що він дозволяє вченому зробити наочними ідеалізований об'єкт і процес, поняття теорії наповнити чуттєвим змістом. В уявному експерименті, наприклад, може брати участь візок, що рухається без опору навколишнього середовища; ракета, що летять зі швидкістю світла; ліфт, що падає у вакуум.
У тих випадках, коли досліджуваний об'єкт не доступний для прямого втручання дослідника, застосовують метод моделювання. Сутність моделювання як методу пізнання полягає у заміні об'єкта дослідження моделлю. Як модель можуть бути використані об'єкти природного і штучного поводження. Моделювання припускає проектування дослідницької діяльності на інший об'єкт, що виступає в ролі замінника досліджуваного об'єкта. Об'єкт-замінник називається моделлю, а об'єкт дослідження - оригіналом (прототипом).
Для всіх наукових моделей характерно те, що вони виступають замінником об'єкта дослідження. Моделі знаходяться у такій подібності, яка дозволяє одержати нове знання про даний об'єкт. Теоретично можливі будь-які види моделей. Традиційним є поділ моделей на матеріальні й ідеальні. Такий поділ доповнюється розподілом їх на предметно-подібні (речовинні, с субстанціональні тощо) і символічні (математичні, знакові тощо). Моделі можна поділити на об'єктні (подібність встановлюється між об'єктом-моделлю й об'єктом-прототипом) і діяльнісні (подібність встановлюється між видами діяльності).
Універсальність методу моделювання означає його використання у не їх галузях на різних етапах наукового дослідження.
Уявні моделі поділяються на образні (іконічні) і знакові (символічні). Прикладом образної моделі є планетарна модель атома, а знакової - і структурні формули класичної хімії. Виділяють також змішані моделі, що і сполучать елементи зображувальності і знаковості.
Уявні моделі виконують одночасно функції спрощення, ідеалізації, відображення і заміщення реально існуючих складних об'єктів. У процесі утвердження, доповнення, деталізації уявні моделі стають основою наукової теорії (моделі атомів, газів тощо), вони застосовуються і в суспільний дисциплінах (модель простого товарного господарства).
Найважливішим засобом побудови і дослідження ідеалізованого теоретичного об'єкта є формалізація. Формалізація - відображення об'єкт;і або явища у знаковій формі будь-якої штучної мови (математики, хімії); забезпечення можливості дослідження реальних об'єктів та їхнім властивостей через дослідження відповідних знаків.
Уведення символіки забезпечує повноту огляду певної галузі проблем, стислість і чіткість фіксації знання, дозволяє уникнути багатозначності термінів.
Створення алгоритмічних формалізованих описів має не тільки власне пізнавальну цінність, але й є умовою для використання на теоретичному рівні наукового пізнання математичного моделювання.
Математична модель - знакова структура з абстрактними об'єктами, математичними величинами, поняттями, відносинами, що дозволяють різні інтерпретації. Математична модель може застосовуватися в різних науках. Значення математичної моделі при розробці теорії визначається тим, що вона, відображаючи певні властивості та відносини оригіналу, замінює його у певному відношенні, подає більш глибоку і повну інформацію про оригінал, Математична модель, як правило, має вигляд рівняння або системи рівнянь різного типу разом з необхідними для її вирішення початковими і граничними умовами, значеннями коефіцієнтів рівнянь та інших параметрів. Побудова ідеального об'єкта і наступне його дослідження завершують перехід від емпіричного рівня до теоретичного.
Таблиця 1.4
Методи побудови й обґрунтування теоретичного знання Форми знання
Аксіоматичний метод
Гіпотетико-дедуктивний метод
Історичний метод
Науковий доказ
Гіпотеза Теорія
Аксіоматичний метод - спосіб побудови теорії, в основу якої покладені її положення-аксіоми або постулати, з яких всі інші положення теорії виводяться шляхом міркувань, доказів. Правила, за якими повинні здійснюватися ці міркування, розглядаються в логіці - у вченні про дедукцію. Усі поняття подаються на основі визначень, що роз'ясняють їх зміст через раніше уведені або відомі поняття.
В аксіоматичному методі твердження (аксіоми) без доказів використовуються для одержання інших знань за певними логічними правилами. Загальновідомою, наприклад, є аксіома про паралельні лінії в геометрії.
Аксіоматичні системи побудовані для всіх основних розділів сучасної математики і логіки. Якщо аксіоматичний метод застосовується до емпіричного - природничо-наукового і суспільно-наукового знання, то як вихідні положення використовуються гіпотези, тобто твердження, згідно з якими у ході розвитку теорії може бути доведена їх істинність або хибність.
При застосуванні до емпіричного знання аксіоматичний метод виступає як гіпотетико-дедуктивний метод. Даний метод знаходить широке застосування в біології, психології, лінгвістиці.
Пояснення причин і закономірностей емпірично досліджуваних явищ подається спочатку в імовірнісній, можливій формі, тобто у вигляді однієї або декількох конкуруючих гіпотез. Умови перевірки гіпотези передбачають її дедуктивне розгортання: з положень гіпотези за правилами дедуктивного висновку одержують наслідки, що перевіряються під час експерименті. Необхідність таких операцій пояснюється тим, що висловлюються судження про сутнісні відносини, що безпосередньо не доступні спостереженню і вимагають уяви.
Гіпотетичний метод пізнання припускає розробку наукової гіпотези на основі вивчення фізичної, хімічної сутності досліджуваного явища за допомогою різних способів пізнання; формулювання гіпотези, складання розрахункової схеми-алгоритму (моделі), її вивчення, аналізу, розробки теоретичних положень.
У соціально-економічних, гуманітарних, природних і технічних науках використовують історичний метод пізнання, що враховує виникнення дослідження, формування і розвиток об'єктів у хронологічній послідовності, у результаті чого дослідник одержує додаткові знання про досліджуваний об'єкт (явище) у процесі його розвитку.
Історичний метод вимагає уявного відтворення конкретного Історичного процесу розвитку. Його специфіка обумовлюється особливостями історичного процесу: послідовністю подій у часі та виявом історичної необхідності через кількість випадкових подій.
Слід зазначити, науки, що будують теорію на основі історичної і логічної діалектики, не спроможні вводити математичні моделі, користуватися гіпотетико-дедуктивним методом, не повинні оцінюватися як недосконалі, ненаукові. Можна лише говорити про специфіку пізнавальних засобів і методів цих наук.
Доказовість - основна вимога наукового знання. У широкому розумінні доказ - це процедура встановлення істинності будь-якого судження за допомогою логічних міркувань або за допомогою чуттєвого сприйняття деяких фізичних предметів і явищ. У вузькому розумінні доказ передбачає встановлення об'єктивної істини за допомогою методологічних засобів.
Докази (в широкому розумінні) використовуються в гуманітарних неуках, застосовуючи емпіричні докази, що ґрунтуються на даних спостережень та експериментів.
Докази (у вузькому розумінні слова) використовуються в логіці, математиці, теоретичній фізиці. Такі докази - ланцюжки правильних висновків - ведуть від істинних суджень (вихідних для даного доказу суджень) до підсумкових тез, що доводяться . Істинність суджень при цьому не обґрунтовується в доказі, а встановлюється заздалегідь.
У сучасному науковому пізнанні особливого значення набувають загальнонаукові підходи. Вони визначають спрямованість наукового дослідження, фіксують його, не детермінуючи специфіку конкретних дослідницьких засобів. Такими підходами є системний, структурний, функціональний, імовірнісний, інформаційний та інші. Зафіксований даними підходами аспект дослідження зрозумілий із їхньої назви і тісно пов'язаний з відповідною загальнонауковою категорією (система, структура, функція, імовірність, інформація), дає уявлення про те, яка саме форма дійсності насамперед цікавить дослідника. У понятті "підхід" акцентується увага на основному напрямку дослідження на об'єкт вивчення.
Найважливіша риса названих підходів - можливість застосування до дослідження будь-яких явищ і сфер дійсності. Це обумовлено загальнонауковим характером категорій, покладених в основу даних підходів.
Кожен з них не повинен абсолютизуватися. Підходи базуються на якійсь одній категорії, що відображає лише одну (хоча й істотну) сторону об'єкта пізнання. Загальнонаукові підходи - ефективні й адекватні шляхи дослідження реальності за умови їхнього застосування разом з іншими підходами і традиційними засобами.
Структурний підхід орієнтує на вивчення внутрішньої будови системи, виявлення закономірностей процесу упорядкування елементів у системі, аналіз характеру і специфіки зв'язків між елементами. Структурний підхід у науковому дослідженні застосовується там, де характер завдань вимагає розподілу предмета вивчення на окремі складові, але при цьому порушується його цілісність.
Функціональний підхід орієнтує на виявлення особливостей функціонування систем. У межах даного підходу система розглядається з позиції зовнішнього аспекту. Функціональний підхід відходить від змісту, структури системи, зосереджуючись на виявленні функціональних залежностей між вхідними і вихідними параметрами системи.
Функціональний підхід є загальнонауковим, бо може бути застосований у будь-якій галузі знань. Але галузь адекватного його використання складають об'єкти, для яких зв'язки і відносини з навколишнім середовищем є істотними, визначальними -- зміни, стійкість і збереження об'єктів. Функціональний підхід - необхідна умова дослідження феномена керування і пов'язаних з ним інформаційних процесів. Керування й інформація є типовими функціональними властивостями систем.
Сьогодні системний підхід широко використовується. Зупинимося на його специфіці докладніше.
Масштабність, різноманіття зв'язків і відносин, природних, технічних, спеціальних процесів вимагають не окремого їх вивчення, а як єдиного цілого, із залученням багатьох галузей знань. Такий підхід у пізнавальному процесі покликаний забезпечити системні дослідження, характерними рисами яких є:
системність дослідження - спирається на наукові дисципліни, при яких використовуються знання у різних галузях, необхідних для цілісного пізнання об'єктів. Вони носять міждисциплінарний характер. Зв'язки і відносини між складними об'єктами підпорядковуються різним законам і не можуть бути з'ясовані за допомогою будь-якої однієї науки;
завершеність системного дослідження - формування цілісної, інтегративної моделі досліджуваного об'єкта, у якого окремі компоненти аналізуються не задля їхнього пізнання, а з метою з'ясування ролі цих компонентів у творенні цілісного об'єкта, збереженні його стійкості та стабільності;
виокремлення самостійних об'єктів з навколишнього середовища.
Пізнання має подвійну спрямованість. З одного боку, дослідженню підлягають внутрішні зв'язки і залежності, що характеризують даний об'єкт як автономне ціле. З іншого боку, будь-який цілісний об'єкт, що взаємодіє із зовнішнім світом, залежить від інших систем. Дослідження навколишнього середовища впливають на цілісність системи, її збереження або руйнування. Глибокий аналіз внутрішніх і зовнішніх зв'язків об'єкта дозволяє створити про нього цілісну наукову картину;
логічність системного дослідження. При аналітичному дослідженні здійснюється розподіл предмета, а потім вивчається кожна його складова. Кожен з елементів пізнається до безкінечності від однієї сутності до іншої. Логіка системного дослідження інша: розподіл об'єкта й аналіз його компонентів здійснюється до певної межі. Критерієм є такий ступінь пізнання структурних компонентів, який необхідний для наукового пояснення й опису об'єкта як певної цілісності;
досягнення мети за законами цілісності. Застосовувані методологічні принципи, категоріально-понятійний апарат, дослідницькі процедури, методи І прийоми повинні бути підібрані так, щоб вони забезпечували створення інтегративної моделі.
Отже, системні дослідження - це особливий вид пізнавальної діяльності, що вивчає об'єкт як цілісність, має власні пізнавальні засоби міждисциплінарного характеру.
Системний підхід є методологією системного дослідження, при якому зосереджується увагу на одержанні універсального знання про системні об'єкти, їхню якісну визначеність, закономірності існування, механізми взаємодії, що формують цілісність компонентів, характер і змістовні зв'язки та відносин.
Основні положення системного підходу визначаються в загальній теорії систем, що вивчає закономірності, принципи і методи функціонування та розвитку цілісних об'єктів реального світу. Теорія систем містить у собі системологію і системні дослідження.
Системологія - специфічний напрямок загальної теорії систем, що досліджує конкретні процеси і явища як системи, обґрунтовує наявність деяких системотвірних ознак у конкретних об'єктів, класифікує й описує їх.
Теорія систем розвивається у декількох напрямках:
- теорія твердих систем, що мають міцні зв'язки І відносини. До таких систем відносяться системи неживої природи;
- теорія м'яких систем, що мають власну структуру, реагують на зовнішні впливи, але зберігають внутрішню сутність і здатність до функціонування і розвитку;
- теорія самоорганізації. Вивченням систем, що самоорганізуються і самовідтворюються займається перспективна галузь наукового знання - синергетика.
Алгоритмічний підхід тісно пов'язаний з кібернетикою і конструктивним напрямком у математиці. Широко використовується під час опису процесів функціонування системи керування інформаційними процесами, складними системами тощо. Особливо важливу роль цей підхід має в науках про поведінку, психіку і навчання, що мають справу з інтелектом. Алгоритмічний підхід є система команд, відповідно до яких дослідник підходить до вивчення процесу переробки інформації людиною, а також як засіб, мова, застосовувана у межах різних прийомів дослідження (спостереження, експеримент, моделювання).
При описі процесів переробки інформації людиною доводиться говорити про алгоритм лише у формі алгоритмічного розпорядження. Для алгоритмів, застосовуваних у математичній логіці, характерне відокремлення від людського фактора і формалізація прийомів міркування. Застосування алгоритмічного підходу доцільно у тих випадках, коли існує можливість представити досліджуване явище у вигляді процесу, що підпорядковано чітким правилам.
Імовірнісний підхід ґрунтується на понятті імовірності та орієнтує дослідника на вивчення процесів як деяких статистичних ансамблів. Застосування імовірнісного підходу до дослідження процесів націлено на виявлення статистичних закономірностей. Накладання великої кількості випадкових обставин, що породжують статистичні закономірності, у багатьох випадках веде до результатів, що практично не залежать віл випадку.
Інформаційний підхід - виділення і дослідження інформаційного аспекту різних явищ дійсності. Наукою усвідомлюється факт, що без вивчення феномена інформації пізнання світу не може бути повним. У межах інформаційного підходу живі системи вивчаються як пристрої для переробки інформації. Головне завдання дослідження полягає у визначенні потоків
Інформації, їхніх обсягів, способів кодування, алгоритмів переробки. Даний підхід не бере до уваги внутрішню будову систем, якщо вони однаковим чином переробляють інформацію і є еквівалентними в інформаційному розумінні.
Сьогодні важко уявити високорозвинену особистість без культури мислення. Велике значення для цього має формування розумових операцій Індивіда, що передбачають аналіз, синтез, узагальнення, класифікацію, виявлення закономірностей. Розумові операції найбільш ефективно формуються в пізнавальній діяльності, що здійснюється з максимальною рефлексією, тобто людина усвідомлює, що вона робить, з якою метою, який результат може отримати. Така пізнавальна діяльність можлива, якщо людина має методологічні знання, зокрема, знання про методи наукових досліджень.
Однією з цілей застосування методологічного знання в пізнавальній діяльності є розвиток розумових здібностей фахівців до аналізу й узагальнення, доказу і спростування, проведення дискусій і обґрунтування знань, постановки і пошуку вирішення завдань, формулювання та перевірки гіпотез.
Без знання методів наукового дослідження неможливо уявити кваліфікованого фахівця у будь-якій галузі. На сучасному етапі науково-технічної революції характерне виконання комплексних міждисциплінарних досліджень. Принципово новий підхід вимагає розробки нових методів і способів дослідження не тільки у комплексному, але і будь-якому науковому дослідженні. Об'єкт і метод дослідження органічно пов'язані між собою. Комплексне дослідження має зовсім інший вигляд у тому випадку, коли воно пов'язане з пошуком нових форм і методів. У комплексному дослідженні розробка проблеми і методів її вирішення здійснюється разом з реалізацією програми дослідження. Сукупність методів у комплексному дослідженні є одночасно знаряддям і результатом дослідницької діяльності.
У комплексному дослідженні важливе значення має взаєморозуміння вчених - представників різних наукових дисциплін і галузей знання, без чого неможлива реалізація міждисциплінарної програми.
Володіння сучасними методами наукового пізнання дозволить фахівцю в кожній конкретній ситуації обрати найбільш суттєві методи й успішно вирішити поставлені дослідницькі завдання.
Лівінський О.М., Курок О.І., Гридякін В.О., Зінченко В.П.
Методологія і методи наукових досліджень
Навчальний посібник