Kaedah penyelidikan teori. Abstraksi dan formalisasi

Kaedah pengetahuan teori– abstraksi, analisis dan sintesis, induksi dan deduksi, idealisasi, analogi, pemformalisasi, pemodelan, kaedah hipotesis dan aksiomatik, kaedah sistem dan pendekatan, dsb.

Abstraksi . Intipati abstraksi terdiri daripada abstraksi mental daripada sifat-sifat yang tidak penting, hubungan dan hubungan dalam objek dan di antara mereka pada masa yang sama menetapkan sisi individu, aspek objek ini mengikut matlamat kognisi dan tugas penyelidikan, reka bentuk dan transformasi. Hasil daripada proses abstraksi akan menjadi abstraksi - konsep bahasa semula jadi dan konsep sains.

Kaedah abstraksi melibatkan dua perkara. Pertama, yang penting dipisahkan daripada yang tidak penting, penting daripada yang tidak penting dalam tugasan kognitif. Kemudian penilaian dibuat pelbagai aspek objek, faktor operasi, keadaan, kehadiran sesuatu yang sama diwujudkan, keahlian dalam kelas fenomena tertentu, objek, dll. Satu sisi abstraksi yang perlu ialah penubuhan kebebasan atau pergantungan yang boleh diabaikan pada faktor tertentu. Seterusnya, objek tertentu yang bersifat ideal atau material yang sedang dikaji digantikan dengan objek lain, kurang kaya dengan sifat, mempunyai bilangan parameter dan ciri yang terhad. Objek yang terhasil bertindak sebagai

model pertama. Perlu diingatkan bahawa operasi pengabstrakan boleh digunakan pada kedua-dua objek sebenar dan abstrak, yang mana mereka sendiri sudah pun hasil daripada pengabstrakan sebelumnya. Pada masa yang sama, kita seolah-olah beralih daripada kekonkretan dan kekayaan sifat-sifat objek asal, memiskinkannya, tetapi jika tidak, kita tidak akan dapat merangkumi kelas objek yang luas dan intipati umum, kesalinghubungan, bentuk, strukturnya. , dsb. Peranan abstraksi yang terhasil ialah , ia membolehkan seseorang menamakan dalam pengetahuan yang nampaknya sebelum ini item yang berbeza dengan satu nama, gantikan kompleks dengan yang mudah, kelaskan varieti mengikut

ciri umum - ini ialah pembahagian mental sesuatu objek atau aspek-aspeknya yang menarik minat kita kepada bahagian yang berasingan untuk tujuan kajian sistematik mereka. Peranan mereka boleh dimainkan oleh bahan individu atau elemen ideal, sifat, hubungan, dll.

Sintesis – gabungan mental unsur-unsur yang dikaji sebelum ini menjadi satu keseluruhan.

Daripada definisi di atas sudah jelas bahawa ini adalah kaedah yang saling mengandaikan dan saling melengkapi. Bergantung pada tahap penyelidikan, kedalaman penembusan ke dalam intipati objek atau aspeknya, analisis dan sintesis digunakan pelbagai jenis atau jenis: langsung, atau empirikal, analisis dan sintesis, yang sesuai untuk tahap satu, masih dangkal mengenali objek kajian dan aspek-aspeknya terutama ketika belajar objek kompleks; berulang, atau teori asas, analisis dan sintesis, yang sesuai untuk memahami detik, sisi, aspek intipati, menguasai kebergantungan sebab dan akibat tertentu; analisis dan sintesis genetik struktur, yang memungkinkan untuk mengenal pasti perkara yang paling penting, pusat, penentu dalam objek kajian, yang membawa kepada perkembangan objek menjadi keseluruhan; mereka meliputi

sambungan genetik dan pengantaraan; keseluruhan rantai mereka membawa kepada kesempurnaan liputan bahagian dan kandungannya atau kepada penglihatan sistemik dan penerangan objek. Induksi dan deduksi– dua kaedah seterusnya adalah, seperti yang sebelumnya, berpasangan dan saling melengkapi.

Mereka menduduki kedudukan istimewa dalam sistem kaedah saintifik dan termasuk penerapan peraturan logik formal semata-mata inferens dan inferens - deduktif dan induktif. Mari kita mulakan dengan menerangkan maksud induksi. Induksi difahami sebagai inferens dari khusus kepada umum, apabila, berdasarkan pengetahuan tentang beberapa objek, kesimpulan dibuat tentang sifat keseluruhan kelas secara keseluruhan. Dalam kes ini adalah mungkin untuk menyerlahkan jenis berikut induksi. Induksi penuh

, apabila kesimpulan dibuat tentang sifat objek tertentu berdasarkan penghitungan semua objek daripada kelas ini . Ini adalah pengetahuan yang boleh dipercayai sepenuhnya. Setiap sains berusaha untuk mendapatkannya dan menggunakannya sebagai bukti kebolehpercayaan kesimpulannya, tidak dapat disangkal. Induksi tidak lengkap

Dari segi sejarah, yang pertama ialah apa yang dipanggil induksi enumeratif (atau popular). Ia digunakan apabila beberapa jenis keteraturan atau kebolehulangan diperhatikan dalam pengalaman, yang mana penghakiman dirumuskan. Jika tidak ada contoh yang menyangkal, maka kesimpulan umum dibuat dalam bentuk inferens. Induksi jenis ini dianggap lengkap. Induksi lengkap sebaliknya dipanggil saintifik, kerana ia bukan sahaja memberikan hasil yang formal, tetapi juga bukti ketak rawak ketetapan yang ditemui. Induksi sedemikian juga memungkinkan untuk menangkap hubungan sebab-akibat. Contoh induksi penuh: logam yang diuji berturut-turut - satu, satu lagi, ketiga, dsb. - mempunyai kekonduksian elektrik, dari mana ia mengikuti bahawa semua logam adalah konduktif elektrik, dsb. Contoh aruhan tidak lengkap: setiap nombor genap boleh dibahagikan dengan dua, dan walaupun terdapat bilangan yang tidak terhingga besar daripada kesemuanya, kami masih menyimpulkan bahawa semua nombor genap adalah multiplicity

dua nombor , dsb. Inferens deduktif ialah inferens di mana kesimpulan tentang sifat sesuatu objek dan tentang dirinya dibuat berdasarkan pengetahuan tentang sifat umum dan ciri keseluruhan set. Peranan deduksi dalam pengetahuan dan pengetahuan saintifik moden telah meningkat secara mendadak. Ini disebabkan oleh fakta bahawa sains moden dan amalan kejuruteraan berhadapan dengan objek yang tidak boleh diakses oleh biasa persepsi deria (dunia mikro, Alam Semesta, masa lalu umat manusia, masa depannya, sangat sistem yang kompleks pelbagai jenis, dsb.), jadi semakin kerap kita perlu beralih kepada pemikiran dan bukannya kepada pemerhatian dan eksperimen. Potongan adalah amat penting untuk pemformalkan dan aksiomatisasi pengetahuan, pembinaan hipotesis dalam matematik, fizik teori, teori pengurusan dan membuat keputusan, ekonomi, sains komputer, ekologi, dsb. Matematik klasik

- biasanya sains deduktif. Deduksi berbeza dengan kaedah lain kerana jika pengetahuan awal adalah benar, ia memberikan pengetahuan inferens yang benar. Walau bagaimanapun, kuasa potongan tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Sebelum menerapkannya, adalah perlu untuk mendapatkan pengetahuan awal yang benar, premis umum, dan oleh itu . makna istimewa tetap bergantung kepada kaedah untuk mendapatkan pengetahuan seperti yang dibincangkan di atas. Idealisasi Untuk tujuan pengetahuan saintifik, pembinaan, reka bentuk dan transformasi, apa yang dipanggil "objek ideal" digunakan secara meluas. Mereka tidak wujud dalam realiti, ia pada asasnya tidak dilaksanakan dalam amalan, tetapi tanpa mereka ia adalah mustahil pengetahuan teori, caj secara umum, gas ideal, benar-benar badan hitam dan lain-lain lagi. Sains tidak dapat dibayangkan tanpa mereka. Pembinaan mental objek sedemikian dipanggil idealisasi.

Untuk idealisasi berjaya, abstraksi diperlukan. aktiviti subjek, dan juga yang lain operasi mental: induksi, sintesis, dsb. Pada masa yang sama, kami menetapkan tugas-tugas berikut untuk diri sendiri: kehilangan mental objek sebenar beberapa sifat; Kami secara mental memberikan objek ini dengan sifat muktamad tertentu yang tidak nyata; kita namakan objek yang terhasil. Untuk menyelesaikan tugasan ini, abstraksi pelbagai peringkat digunakan. Sebagai contoh, mengabstraksikan daripada ketebalan objek sebenar, satah diperoleh; menafikan satah satu dimensi, mereka mendapat garisan; menafikan garis hanya dimensinya, mereka mendapat mata, dsb. Dan bagaimana untuk pergi ke hadkan harta?

Marilah kita, sebagai contoh, menyusun badan-badan yang kita kenali secara berturut-turut sesuai dengan peningkatan kekerasannya. Kemudian, dalam had, kita mendapat badan yang benar-benar tegar. Contohnya boleh diteruskan dengan mudah. Objek ideal seperti ketakmampatan dibina secara teori apabila sifat kebolehmampatan diterima sama dengan sifar. Kita mendapat badan yang benar-benar hitam jika kita mengaitkannya dengan penyerapan tenaga yang masuk sepenuhnya.

Ambil perhatian bahawa abstraksi daripada mana-mana sifat semestinya merupakan atribusi kepadanya . harta yang bertentangan

, dan yang pertama dibuang, jika tidak, kita tidak akan mendapat objek yang ideal. Analogi Ini adalah salah satu kaedah kognisi apabila, daripada persamaan beberapa ciri dan aspek dua atau lebih objek, kesimpulan dibuat tentang persamaan ciri dan sifat lain objek ini.

Mari kita bina satu analogi. Adalah diketahui bahawa Matahari adalah bintang biasa di Galaxy kita, yang mengandungi kira-kira 100 bilion bintang sedemikian. Tokoh-tokoh ini mempunyai banyak persamaan: jisim besar, . suhu tinggi , kilauan tertentu, spektrum sinaran, dsb. Mereka mempunyai satelit - planet. Dengan analogi dengan sistem Suria kita, saintis menyimpulkan bahawa selain kita, terdapat juga dunia yang didiami di galaksi, bahawa kita tidak bersendirian di Alam Semesta. Analogi tidak memberikan kepastian mutlak untuk kesimpulan: ia sentiasa mempunyai unsur tekaan, andaian, dan hanya pengalaman dan amalan boleh membuat keputusan muktamad tentang analogi ini atau itu.. Yang pertama adalah sebagai kaedah untuk menyelesaikan masalah khas dalam matematik dan logik. Sebagai contoh, bukti ketekalan teori matematik, kebebasan aksiom, dll. Soalan jenis ini diselesaikan dengan menggunakan simbol khas, yang memungkinkan untuk beroperasi bukan dengan pernyataan teori dalam bentuk substantifnya, tetapi dengan satu set daripada simbol dan formula pelbagai jenis. Kedua - masuk dalam erti kata yang luas– formalisasi difahami sebagai kaedah mengkaji pelbagai masalah dengan memaparkan kandungan, struktur, hubungan dan fungsinya menggunakan pelbagai bahasa buatan: ahli matematik, logik formal dan ilmu-ilmu lain.

Apakah peranan formalisasi dalam sains? Pertama sekali, pemformalan memastikan gambaran keseluruhan masalah tertentu dan pendekatan umum kepada mereka. Selanjutnya, terima kasih kepada simbolisme, yang dengannya pemformalkan tidak dapat dielakkan dikaitkan, polisemi (polisemi) dan kekaburan istilah dihapuskan bahasa biasa

, akibatnya penaakulan menjadi jelas dan ketat, dan kesimpulannya terbukti. Dan akhirnya, pemformalan memastikan penyederhanaan objek yang sedang dikaji, menggantikan kajian mereka dengan kajian model: sejenis pemodelan timbul berdasarkan simbolisme dan formalisme. Ini membantu untuk lebih berjaya menyelesaikan pelbagai tugasan kognitif, reka bentuk, kejuruteraan dan lain-lain. Daripada perkara di atas adalah jelas bahawa pemformalkan dikaitkan dengan pemodelan; ia juga dikaitkan dengan abstraksi, idealisasi dan kaedah lain. . Permodelan Pemodelan, sebagai kaedah yang berkuasa dan berkesan, digunakan secara empirik dalam bentuk model dan pada peringkat teori dalam bentuk binaan simbolik. Pemodelan analog dibezakan apabila model asal dan model digambarkan sebagai sama persamaan matematik

Satu lagi langkah ke hadapan ialah pembangunan perwakilan model maklumat pada komputer: pemodelan komputer. Model yang dibina dalam kes ini adalah berdasarkan perwakilan diskret maklumat tentang objek.

Peluang terbuka untuk mensimulasikan dalam masa nyata dan membina realiti maya. – Kaedah aksiomatik ia merupakan kaedah penyusunan pengetahuan sedia ada ke dalam sistem deduktif. Ia digunakan secara meluas dalam matematik dan disiplin matematik. Dengan menggunakan kaedah ini, beberapa idea mudah, yang telah terbukti atau jelas sebelum ini, diperkenalkan ke dalam asas teori dalam bentuk titik permulaan

. Dalam matematik mereka dipanggil aksiom, dalam fizik teori dan kimia - "permulaan" atau prinsip. Semua pengetahuan lain - semua teorem, semua undang-undang dan akibatnya - diperoleh daripadanya mengikut peraturan logik tertentu, iaitu secara deduktif. Penubuhan kaedah aksiomatik dalam sains dikaitkan dengan penampilan "Prinsip" Euclid yang terkenal. Keperluan asas untuk kaedah ini

adalah seperti berikut: ketekalan aksiom, iaitu dalam sistem aksiom atau prinsip tidak sepatutnya ada pernyataan tertentu dan penolakannya secara serentak;

kesempurnaan, iaitu, tidak sepatutnya ada aksiom tanpa akibat, dan bilangannya harus memberi kita semua akibat atau penafian mereka; kemerdekaan, apabila mana-mana aksiom tidak boleh disimpulkan daripada orang lain. Tiada apa-apa untuk ditambahkan pada sistem ini. Kelebihan kaedah aksiomatik ialah aksiomatisasi memerlukan definisi yang tepat tentang konsep yang digunakan dan ketelitian penaakulan. Ia mengatur pengetahuan, mengecualikan unsur-unsur yang tidak perlu daripadanya, menghapuskan kekaburan dan percanggahan, dan membolehkan kita melihat semula pengetahuan yang dicapai sebelum ini dalam rangka sistem teori tertentu. Benar, aplikasi kaedah ini adalah terhad, dan dalam kerangka matematik ia juga mempunyai sempadan tertentu. Dalam menjelaskan isu ini, peranan cemerlang telah dimainkan oleh teorem yang dibuktikan oleh Kurt Gödel tentang ketidaklengkapan asas sistem pengetahuan formal yang dibangunkan.
Abstraksi adalah gangguan mental dari semua sifat, hubungan dan hubungan objek yang dikaji, yang kelihatan tidak penting untuk teori tertentu.
Hasil daripada proses abstraksi dipanggil abstraksi. Contoh abstraksi ialah konsep seperti titik, garis, set, dll.
Idealisasi ialah operasi menyerlahkan secara mental mana-mana satu sifat atau hubungan yang penting untuk teori tertentu (tidak semestinya sifat ini benar-benar wujud), dan membina objek secara mental yang dikurniakan sifat ini.
Melalui idealisasi, konsep seperti "jasad hitam mutlak", "gas ideal", "atom" terbentuk dalam fizik klasik dll. Objek ideal yang diperoleh dengan cara ini sebenarnya tidak wujud, kerana secara semula jadi tidak boleh ada objek dan fenomena yang hanya mempunyai satu sifat atau kualiti. Ini adalah perbezaan utama antara objek ideal dan objek abstrak.
Formalisasi ialah penggunaan simbol khas dan bukannya objek sebenar.
Contoh yang menarik perhatian pemformalan adalah penggunaan meluas perlambangan matematik Dan kaedah matematik dalam sains semula jadi. Formalisasi memungkinkan untuk meneroka objek tanpa rayuan langsung kepadanya dan merekodkan keputusan yang diperolehi dalam bentuk yang ringkas dan jelas.
Induksi
Induksi ialah kaedah pengetahuan saintifik, iaitu perumusan kesimpulan logik dengan meringkaskan data pemerhatian dan eksperimen, mendapatkan kesimpulan umum berdasarkan premis tertentu, bergerak dari khusus kepada umum.
Perbezaan dibuat antara induksi lengkap dan tidak lengkap. Induksi lengkap membina kesimpulan umum berdasarkan kajian semua objek atau fenomena kelas tertentu. Hasil daripada induksi lengkap, kesimpulan yang terhasil mempunyai ciri kesimpulan yang boleh dipercayai. Tetapi di dunia di sekeliling kita tidak terdapat banyak objek yang serupa dari kelas yang sama, bilangannya sangat terhad sehingga seorang penyelidik boleh mengkaji setiap daripada mereka.
Oleh itu, lebih kerap, saintis menggunakan induksi yang tidak lengkap, yang membina kesimpulan umum berdasarkan pemerhatian bilangan fakta yang terhad, jika di antara mereka tidak ada yang bercanggah dengan inferens induktif. Sebagai contoh, jika seorang saintis memerhati fakta yang sama pada seratus atau lebih kejadian, dia boleh membuat kesimpulan bahawa kesan ini akan muncul dalam keadaan lain yang serupa. Sememangnya, kebenaran yang diperoleh dengan cara ini adalah tidak lengkap;
Potongan
Induksi tidak boleh wujud secara berasingan daripada potongan.
Deduksi ialah kaedah pengetahuan saintifik, iaitu memperolehi kesimpulan tertentu berdasarkan pengetahuan am, kesimpulan daripada umum kepada khusus.
Penaakulan deduktif dibina mengikut skema berikut: semua objek kelas A mempunyai sifat B, objek a tergolong dalam kelas A; oleh itu, a mempunyai harta B. Contohnya: “Semua orang adalah fana”; "Ivan adalah seorang lelaki"; oleh itu, "Ivan adalah fana."
Potongan sebagai kaedah kognisi adalah berdasarkan undang-undang dan prinsip yang telah diketahui. Oleh itu, kaedah potongan tidak membenarkan kita memperoleh ilmu baru yang bermakna. Deduksi hanyalah satu cara pembangunan logik sistem proposisi berdasarkan pengetahuan awal, cara mengenal pasti kandungan khusus premis yang diterima umum. Oleh itu, ia tidak boleh wujud secara berasingan daripada induksi. Kedua-dua induksi dan deduksi adalah amat diperlukan dalam proses pengetahuan saintifik.
Hipotesis
Sebarang penyelesaian masalah saintifik melibatkan mengemukakan pelbagai tekaan, andaian, dan selalunya hipotesis yang lebih kurang berasas, dengan bantuan penyelidik cuba menjelaskan fakta yang tidak sesuai dengan teori lama.
Hipotesis ialah sebarang andaian, tekaan atau ramalan yang dikemukakan untuk menghapuskan situasi ketidakpastian dalam penyelidikan saintifik.
Oleh itu, hipotesis tidak boleh dipercayai, tetapi pengetahuan berkemungkinan, yang kebenaran atau kepalsuannya masih belum dapat dipastikan.

Kaedah khas pengetahuan saintifik termasuk prosedur abstraksi dan idealisasi, di mana konsep saintifik terbentuk.

Abstraksi- gangguan mental dari semua sifat, sambungan dan hubungan objek yang dikaji, yang kelihatan tidak penting untuk teori ini.

Hasil daripada proses abstraksi dipanggil abstraksi. Contoh abstraksi ialah konsep seperti titik, garis, set, dll.

Melalui idealisasi konsep seperti "jasad hitam mutlak", "gas ideal", "atom" dalam fizik klasik, dll. terbentuk. Objek ideal yang diperoleh dengan cara ini sebenarnya tidak wujud, kerana secara semula jadi tidak boleh ada objek dan fenomena yang hanya mempunyai satu sifat atau kualiti. Ini adalah perbezaan utama antara objek ideal dan objek abstrak.

Contoh pemformalan yang menarik ialah penggunaan simbol matematik dan kaedah matematik secara meluas dalam sains semula jadi. Formalisasi membolehkan untuk memeriksa objek tanpa menanganinya secara langsung dan merekodkan keputusan yang diperoleh dalam bentuk yang ringkas dan jelas.

Penggunaan simbolisme memastikan gambaran keseluruhan yang lengkap tentang kawasan masalah tertentu, ringkasan dan kejelasan rakaman pengetahuan, dan mengelakkan kekaburan istilah. Nilai kognitif formalisasi ialah ia merupakan satu cara untuk mensistematisasi dan menjelaskan struktur logik sesuatu teori. Salah satu kelebihan pemformalan yang paling berharga ialah keupayaan heuristiknya, khususnya keupayaan untuk mengesan dan membuktikan sifat objek yang tidak diketahui sebelum ini. Terdapat dua jenis teori formal: teori formal sepenuhnya dan teori formal separa. Teori yang diformalkan sepenuhnya dibina dalam bentuk deduktif aksioma dengan petunjuk yang jelas tentang bahasa pemformalkan dan penggunaan cara logik yang jelas. Dalam teori separa formal, bahasa dan cara logik, digunakan untuk pembangunan ini disiplin saintifik, tidak direkodkan secara eksplisit. hidup peringkat moden perkembangan sains, ia didominasi oleh teori-teori separa formal. Kaedah pemformalan mengandungi kemungkinan heuristik yang hebat. Proses formalisasi adalah watak kreatif. Bermula dari tahap tertentu generalisasi fakta saintifik, pemformalan mengubahnya, mendedahkan di dalamnya ciri-ciri sedemikian yang tidak direkodkan pada tahap intuitif kandungan. Idealisasi, abstraksi - penggantian sifat individu objek atau keseluruhan objek dengan simbol atau tanda, gangguan mental daripada sesuatu untuk menyerlahkan sesuatu yang lain. Objek ideal dalam sains mencerminkan sambungan yang stabil dan sifat objek: jisim, kelajuan, daya, dll. Tetapi objek yang ideal mungkin tidak mempunyai prototaip sebenar dalam dunia objektif, iaitu semasa ia berkembang pengetahuan saintifik Beberapa abstraksi boleh dibentuk daripada yang lain tanpa perlu berlatih. Oleh itu, perbezaan dibuat antara empirikal dan ideal objek teori. Idealisasi adalah prasyarat yang diperlukan untuk membina teori, kerana sistem imej abstrak yang ideal menentukan spesifik teori tertentu.

Permodelan. Model - penggantian mental atau material yang paling banyak aspek penting objek yang dikaji. Model ialah objek atau sistem buatan manusia yang dicipta khas, peranti yang dalam aspek tertentu meniru, menghasilkan semula objek atau sistem kehidupan sebenar yang merupakan objek penyelidikan saintifik. Pemodelan bergantung pada analogi sifat dan hubungan antara yang asal dan model. Setelah mengkaji hubungan yang wujud antara kuantiti yang menerangkan model, ia kemudiannya dipindahkan kepada yang asal dan dengan itu membuat kesimpulan yang munasabah tentang tingkah laku yang terakhir. Pemodelan sebagai kaedah pengetahuan saintifik adalah berdasarkan keupayaan seseorang untuk mengabstraksi tanda-tanda atau sifat yang dikaji pelbagai barangan, fenomena dan mewujudkan hubungan tertentu antara mereka. Walaupun saintis telah lama menggunakan kaedah ini, hanya dengan pertengahan 19hb V. pemodelan semakin mendapat pengiktirafan yang kuat di kalangan saintis dan jurutera. Sehubungan dengan perkembangan elektronik dan sibernetik, pemodelan menjadi sangat hebat kaedah yang berkesan penyelidikan. Terima kasih kepada penggunaan pemodelan corak realiti, yang pada asalnya hanya boleh dikaji melalui pemerhatian, mereka boleh diakses oleh penyelidikan eksperimen. Satu peluang muncul pengulangan dalam model fenomena yang sepadan dengan proses unik alam atau kehidupan awam. Jika kita mempertimbangkan sejarah sains dan teknologi dari sudut penggunaan model tertentu, maka kita boleh menyatakan bahawa pada peringkat awal perkembangan sains dan teknologi, bahan, model visual digunakan. Selepas itu, mereka secara beransur-ansur kehilangan, satu demi satu, ciri konkrit asal, dan surat-menyurat mereka dengan asal memperoleh watak yang semakin abstrak. Pada masa ini, pencarian model berdasarkan asas logik menjadi semakin penting. Terdapat banyak pilihan untuk mengklasifikasikan model. Pada pendapat kami, yang paling meyakinkan ialah pilihan seterusnya: a) model semula jadi (wujud dalam alam semula jadi di bentuk semula jadi). Setakat ini, tiada satu pun struktur yang dicipta oleh manusia dapat bersaing dengan struktur semula jadi dari segi kerumitan masalah yang mereka selesaikan. Terdapat sains bionik, tujuannya adalah untuk mengkaji model semula jadi yang unik dengan tujuan untuk menggunakan lagi pengetahuan yang diperoleh untuk mencipta peranti buatan. Sebagai contoh, diketahui bahawa pencipta model bentuk kapal selam mengambil bentuk badan ikan lumba-lumba sebagai analog semasa membina yang pertama. kapal terbang model lebar sayap burung digunakan, dsb.; b) model material-teknikal (dalam bentuk yang dikecilkan atau dibesarkan, menghasilkan semula sepenuhnya yang asli). Pada masa yang sama, pakar membezakan antara a) model yang dicipta untuk menghasilkan semula sifat spatial objek yang dikaji (model rumah, bangunan daerah, dll.); b) model yang menghasilkan semula dinamik objek yang dikaji, hubungan tetap, kuantiti, parameter (model kapal terbang, kapal, pokok kapal terbang, dll.). Akhir sekali, terdapat jenis model ketiga - c) model simbolik, termasuk model matematik. Pemodelan tanda membolehkan untuk memudahkan subjek yang sedang dikaji dan menyerlahkan di dalamnya hubungan struktur yang paling menarik minat penyelidik. Walaupun kalah kepada model material-teknikal dari segi kejelasan, model ikonik mendapat keuntungan kerana penembusan yang lebih mendalam ke dalam struktur serpihan yang sedang dikaji. realiti objektif. Ya, dengan bantuan sistem tanda berjaya memahami intipati seperti itu fenomena kompleks seperti peranti nukleus atom, zarah asas, Alam Semesta. Oleh itu, penggunaan model simbolik adalah sangat penting dalam bidang sains dan teknologi di mana mereka berurusan dengan kajian sangat sambungan biasa, perhubungan, struktur. Kemungkinan pemodelan simbolik telah berkembang terutamanya disebabkan oleh kemunculan komputer. Pilihan telah muncul untuk membina model tanda-matematik kompleks yang memungkinkan untuk memilih nilai yang paling optimum bagi kuantiti kompleks yang dipelajari proses sebenar dan menjalankan eksperimen jangka panjang ke atas mereka. Dalam perjalanan penyelidikan, keperluan sering timbul untuk membina pelbagai model proses yang sedang dikaji, daripada yang sebenar kepada model konsep dan matematik. Secara umum, "pembinaan bukan sahaja visual, tetapi juga model konsep dan matematik mengiringi proses penyelidikan saintifik dari awal hingga akhir, memungkinkan untuk menangkap ciri-ciri utama proses yang dikaji dalam satu sistem imej visual dan abstrak” (70. P. 96). Kaedah sejarah dan logik: yang pertama menghasilkan semula perkembangan objek, dengan mengambil kira semua faktor yang bertindak ke atasnya, yang kedua menghasilkan semula hanya umum, perkara utama dalam subjek dalam proses pembangunan.

Abstraksi - ini ialah pemilihan mental, mengasingkan beberapa elemen set tertentu dan mengalihkan perhatian mereka daripada elemen lain set ini. Ini adalah salah satu proses utama aktiviti mental seseorang, berdasarkan pengantaraan tanda dan membenarkan untuk bertukar menjadi objek pertimbangan sifat yang berbeza barang. ini generalisasi teori membolehkan anda mencerminkan corak asas objek atau fenomena yang dikaji, mengkajinya, serta meramalkan corak baharu yang tidak diketahui. Objek abstrak adalah pembentukan integral yang membentuk kandungan langsung pemikiran manusia - konsep, pertimbangan, kesimpulan, undang-undang, struktur matematik dll.

- biasanya sains deduktif. Deduksi berbeza dengan kaedah lain kerana jika pengetahuan awal adalah benar, ia memberikan pengetahuan inferens yang benar. Walau bagaimanapun, kuasa potongan tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Sebelum menerapkannya, adalah perlu untuk mendapatkan pengetahuan awal yang benar, premis umum, dan oleh itu. Aktiviti mental seseorang penyelidik dalam proses pengetahuan saintifik merangkumi jenis istimewa abstraksi, yang dipanggil idealisasi. - biasanya sains deduktif. Deduksi berbeza dengan kaedah lain kerana jika pengetahuan awal adalah benar, ia memberikan pengetahuan inferens yang benar. Walau bagaimanapun, kuasa potongan tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Sebelum menerapkannya, adalah perlu untuk mendapatkan pengetahuan awal yang benar, premis umum, dan oleh itu mewakili pengenalan mental perubahan tertentu kepada objek yang dikaji selaras dengan matlamat penyelidikan.

Hasil daripada perubahan tersebut, sebagai contoh, beberapa sifat, aspek atau ciri objek mungkin dikecualikan daripada pertimbangan. Perubahan dalam objek, yang dicapai dalam proses idealisasi, juga boleh dibuat dengan mewakafkannya dengan beberapa sifat khas, V realiti tidak boleh dilaksanakan. Contohnya ialah abstraksi yang diperkenalkan ke dalam fizik melalui idealisasi, yang dikenali sebagai badan hitam mutlak (tubuh sedemikian dikurniakan harta, yang tidak wujud dalam alam semula jadi, menyerap sepenuhnya semua tenaga pancaran yang jatuh ke atasnya, tanpa memantulkan apa-apa atau membiarkan apa-apa. melaluinya).

Di bawah pemformalan difahami pendekatan khas dalam pengetahuan saintifik, yang terdiri daripada penggunaan simbol khas, yang membolehkan seseorang melarikan diri dari kajian objek sebenar, dari kandungan peruntukan teori yang menerangkannya, dan sebaliknya beroperasi dengan set simbol tertentu (tanda).

Teknik ini terdiri daripada membina model matematik abstrak yang mendedahkan intipati proses realiti yang sedang dikaji. Apabila memformalkan, penaakulan tentang objek dipindahkan ke satah operasi dengan tanda (formula).

Contoh formalisasi yang menarik adalah yang digunakan secara meluas dalam sains. huraian matematik pelbagai objek, fenomena berdasarkan teori substantif yang berkaitan. Pada masa yang sama, simbolisme matematik yang digunakan bukan sahaja membantu untuk menyatukan pengetahuan sedia ada tentang objek dan fenomena yang sedang dikaji, tetapi juga bertindak sebagai sejenis alat dalam proses pengetahuan lanjut mengenainya.

Untuk membina mana-mana sistem formal adalah perlu: a) menentukan abjad, i.e. set tertentu tanda-tanda; b) menetapkan peraturan yang "perkataan" dan "rumus" boleh diperolehi daripada aksara awal abjad ini; c) menetapkan peraturan di mana seseorang boleh berpindah dari beberapa perkataan dan formula sistem tertentu kepada perkataan dan formula lain (yang dipanggil peraturan inferens).

Model dan jenisnya

Model- beberapa bahan atau objek yang dibayangkan secara mental atau fenomena yang menggantikan objek atau fenomena asal, hanya mengekalkan beberapa sifat pentingnya, contohnya, dalam proses kognisi (kontemplasi, analisis dan sintesis) atau reka bentuk.

Semua model sedia ada dibahagikan kepada bahan (sampel mekanikal, pelbagai salinan asal, dll.) dan ideal (ikon). KEPADA model ikonik termasuk lisan (verbal) dan matematik (pelbagai rajah, lukisan, graf, formula). DALAM analisis sistem model matematik mempunyai kelebihan (ini perwakilan matematik realiti)

Kaedah khas pengetahuan saintifik termasuk prosedur abstraksi dan idealisasi, di mana konsep saintifik terbentuk.

Abstraksi- gangguan mental dari semua sifat, sambungan dan hubungan objek yang dikaji, yang kelihatan tidak penting untuk teori ini.

Hasil daripada proses abstraksi dipanggil abstraksi. Contoh abstraksi ialah konsep seperti titik, garis, set, dll.

Induksi

Induksi- kaedah pengetahuan saintifik, iaitu perumusan kesimpulan logik dengan meringkaskan data pemerhatian dan eksperimen, mendapatkan kesimpulan umum berdasarkan premis tertentu, bergerak dari khusus kepada umum.

Perbezaan dibuat antara induksi lengkap dan tidak lengkap. Induksi penuh membina kesimpulan umum berdasarkan kajian semua objek atau fenomena kelas tertentu. Hasil daripada induksi lengkap, kesimpulan yang terhasil mempunyai ciri kesimpulan yang boleh dipercayai. Tetapi di dunia di sekeliling kita tidak terdapat banyak objek yang serupa dari kelas yang sama, bilangannya sangat terhad sehingga seorang penyelidik boleh mengkaji setiap daripada mereka.

Oleh itu, saintis lebih kerap menggunakan induksi tidak lengkap, yang membina kesimpulan umum berdasarkan pemerhatian bilangan fakta yang terhad, melainkan di antaranya terdapat yang bercanggah dengan inferens induktif. Sebagai contoh, jika seorang saintis memerhati fakta yang sama pada seratus atau lebih kejadian, dia boleh membuat kesimpulan bahawa kesan ini akan muncul dalam keadaan lain yang serupa. Sememangnya, kebenaran yang diperoleh dengan cara ini adalah tidak lengkap;

Potongan

Induksi tidak boleh wujud secara berasingan daripada potongan.

Potongan- kaedah pengetahuan saintifik, iaitu memperoleh kesimpulan tertentu berdasarkan pengetahuan am, kesimpulan dari umum kepada khusus.

Inferens deduktif dibina mengikut skema berikut: semua item dalam kelas A mempunyai harta itu DALAM, item A tergolong dalam kelas A; oleh itu, A mempunyai harta DALAM. Contohnya: "Semua orang adalah fana"; "Ivan adalah seorang lelaki"; oleh itu, "Ivan adalah fana."

Potongan sebagai kaedah kognisi adalah berdasarkan undang-undang dan prinsip yang telah diketahui. Oleh itu, kaedah potongan tidak membenarkan kita memperoleh ilmu baru yang bermakna. Deduksi hanyalah satu cara pembangunan logik sistem proposisi berdasarkan pengetahuan awal, cara mengenal pasti kandungan khusus premis yang diterima umum. Oleh itu, ia tidak boleh wujud secara berasingan daripada induksi. Kedua-dua induksi dan deduksi adalah amat diperlukan dalam proses pengetahuan saintifik.

Hipotesis

Penyelesaian kepada sebarang masalah saintifik melibatkan mengemukakan pelbagai tekaan, andaian, dan selalunya hipotesis yang lebih atau kurang berasas, dengan bantuan penyelidik cuba menjelaskan fakta yang tidak sesuai dengan teori lama.

Hipotesis ialah sebarang andaian, tekaan atau ramalan yang dikemukakan untuk menghapuskan situasi ketidakpastian dalam penyelidikan saintifik.

Oleh itu, hipotesis tidak boleh dipercayai, tetapi pengetahuan berkemungkinan, yang kebenaran atau kepalsuannya masih belum dapat dipastikan.

Kaedah sejagat khas pengetahuan saintifik

kesempurnaan, iaitu, tidak sepatutnya ada aksiom tanpa akibat, dan bilangannya harus memberi kita semua akibat atau penafian mereka; kaedah sejagat Pengetahuan saintifik merangkumi analogi, pemodelan, analisis dan sintesis.

Ambil perhatian bahawa abstraksi daripada mana-mana sifat semestinya merupakan atribusi kepadanya

Ambil perhatian bahawa abstraksi daripada mana-mana sifat semestinya merupakan atribusi kepadanya- kaedah kognisi di mana pemindahan pengetahuan yang diperoleh dengan memeriksa mana-mana satu objek berlaku kepada objek lain, kurang dipelajari, tetapi serupa dengan objek pertama dalam beberapa sifat penting.

Kaedah analogi adalah berdasarkan kesamaan objek mengikut beberapa ciri, dan persamaan itu ditubuhkan sebagai hasilnya.

membandingkan objek antara satu sama lain. Oleh itu, asas kaedah analogi ialah kaedah perbandingan.

Penggunaan kaedah analogi dalam pengetahuan saintifik memerlukan sedikit berhati-hati. Hakikatnya ialah seseorang boleh mengelirukan persamaan rawak luaran semata-mata antara dua objek sebagai objek dalaman, penting, dan atas dasar ini membuat kesimpulan tentang persamaan yang sebenarnya tidak wujud. Oleh itu, walaupun kedua-dua kuda dan kereta digunakan sebagai kenderaan, adalah salah untuk memindahkan pengetahuan tentang struktur mesin kepada anatomi dan fisiologi kuda. Analogi ini akan menjadi salah.

Walau bagaimanapun, kaedah analogi menduduki tempat yang lebih penting dalam kognisi daripada yang mungkin kelihatan pada pandangan pertama. Lagipun, analogi tidak hanya menggariskan hubungan antara fenomena. Ciri yang paling penting aktiviti kognitif manusia adalah bahawa kesedaran kita tidak mampu untuk melihat pengetahuan baru sepenuhnya jika ia tidak mempunyai titik hubungan dengan pengetahuan yang telah diketahui oleh kita. Itulah sebabnya, apabila menerangkan bahan baru di dalam bilik darjah, mereka sentiasa menggunakan contoh, yang sepatutnya membuat analogi antara pengetahuan yang diketahui dan tidak diketahui.

Kaedah analogi berkait rapat dengan kaedah pemodelan.

Kaedah simulasi melibatkan kajian mana-mana objek melalui model mereka dengan pemindahan selanjutnya data yang diperoleh kepada yang asal.

Kaedah ini berdasarkan persamaan ketara objek asal dan modelnya. Pemodelan harus dilayan dengan berhati-hati seperti analogi, dan had dan sempadan penyederhanaan yang dibenarkan dalam pemodelan harus ditunjukkan dengan ketat.

Sains moden Beberapa jenis pemodelan diketahui: subjek, mental, simbolik dan komputer.

Pemodelan subjek ialah penggunaan model yang menghasilkan semula geometri, fizikal, dinamik atau ciri fungsi prototaip. Oleh itu, kualiti aerodinamik kapal terbang dan mesin lain dikaji menggunakan model, dan pelbagai struktur (empangan, loji kuasa, dll.) sedang dibangunkan.

simulasi mental - ialah penggunaan pelbagai representasi mental dalam bentuk model khayalan. Model planet atom yang ideal oleh E. Rutherford diketahui secara meluas, mengingatkan sistem Suria: terdapat persekitaran bercas positif di sekeliling

elektron bercas negatif (planet) berputar dari teras (Matahari).

Pemodelan tanda (simbolik). menggunakan gambar rajah, lukisan dan formula sebagai model. Ia mencerminkan beberapa sifat asal dalam bentuk simbolik. Satu jenis tanda ialah pemodelan matematik, dijalankan dengan cara matematik dan logik. Bahasa matematik membolehkan anda menyatakan sebarang sifat objek dan fenomena, menerangkan fungsi atau interaksinya dengan objek lain menggunakan sistem persamaan. Ini adalah bagaimana ia dicipta model matematik fenomena. Selalunya pemodelan matematik digabungkan dengan pemodelan subjek.

Simulasi komputer diterima meluas V kebelakangan ini. DALAM dalam kes ini komputer adalah kedua-dua cara dan objek penyelidikan eksperimen, menggantikan yang asal. Model dalam kes ini ialah program komputer(algoritma).

ciri umum

ciri umum- kaedah pengetahuan saintifik, yang berdasarkan prosedur pembahagian mental atau sebenar sesuatu objek kepada bahagian konstituennya dan kajian berasingan mereka.

Prosedur ini bertujuan untuk beralih daripada kajian keseluruhan kepada kajian bahagian-bahagiannya dan dijalankan dengan mengabstraksikan daripada perkaitan bahagian-bahagian ini antara satu sama lain.

Analisis ialah komponen organik mana-mana penyelidikan saintifik, yang biasanya merupakan peringkat pertamanya, apabila penyelidik bergerak daripada menerangkan objek yang tidak berbelah bahagi yang dikaji kepada mengenal pasti struktur, komposisi serta sifat dan cirinya. Untuk memahami objek secara keseluruhan, tidak cukup untuk mengetahui kandungannya. Adalah penting untuk memahami bagaimana bahagian komponen objek berkaitan antara satu sama lain, dan ini hanya boleh dilakukan dengan mengkajinya secara bersatu. Untuk tujuan ini, analisis dilengkapkan dengan sintesis.

Sintesis

Sintesis- kaedah pengetahuan saintifik, yang berdasarkan prosedur sambungan pelbagai elemen subjek menjadi satu keseluruhan, satu sistem, yang tanpanya pengetahuan saintifik tentang subjek ini adalah mustahil.

Sintesis bertindak bukan sebagai kaedah membina keseluruhan, tetapi sebagai kaedah mewakili keseluruhan dalam bentuk kesatuan pengetahuan yang diperoleh melalui analisis. Adalah penting untuk memahami bahawa sintesis sama sekali bukan sambungan mekanikal mudah unsur-unsur yang dipisahkan ke dalam sistem bersatu. Ia menunjukkan tempat dan peranan setiap elemen dalam sistem ini, hubungannya dengan yang lain komponen sistem. Oleh itu, semasa sintesis, terdapat bukan sahaja penyatuan, tetapi generalisasi ciri-ciri objek yang dikenal pasti dan dikaji secara analitikal.

Sintesis adalah bahagian yang sama penting dalam pengetahuan saintifik seperti analisis, dan datang selepasnya. Analisis dan sintesis adalah dua sisi kaedah kognisi analitik-sintetik tunggal yang tidak wujud tanpa satu sama lain.

Pengelasan

Pengelasan- kaedah pengetahuan saintifik yang membolehkan anda menggabungkan ke dalam satu objek kelas yang sama mungkin antara satu sama lain dalam ciri penting.

Pengelasan membolehkan untuk mengurangkan bahan pelbagai terkumpul kepada bilangan kelas, jenis dan bentuk yang agak kecil, untuk mengenal pasti unit awal analisis, dan untuk menemui ciri dan hubungan yang stabil. Lazimnya, klasifikasi dinyatakan dalam bentuk teks bahasa semula jadi, rajah dan jadual.

Kepelbagaian kaedah pengetahuan saintifik menimbulkan kesukaran dalam penggunaan dan pemahaman tentang kepentingannya. Masalah ini diselesaikan oleh bidang pengetahuan khas - metodologi, i.e. pengajaran tentang kaedah. Tugas metodologi yang paling penting ialah mengkaji asal usul, intipati, keberkesanan dan ciri-ciri lain kaedah kognisi.