10.2. Класифікація методів наукової діяльності та особливості їх використання

Основними методами емпіричного дослідження є спостере­ження, експеримент і порівняння.

Спостереження - такий засіб пізнання, коли людина безпо­середньо сприймає існування якого-небудь явища і його зміну у просторі і в часі. Спостереження -- навмисне і цілеспрямоване сприймання, обумовлене завданням діяльності.

Спостереження беспосередньо пов'язане з чуттєвим сприй­няттям конкретної дійсності, але наукове спостереження, як метод пізнання, відрізняється від звичайного сприйняття. На підміну від нього спостереження як науковий метод пізнання являє собою не випадкове і неупорядковане сприйняття об'єкта, а такни процес, коли спостереження ведеться навмисно, вибір­ково або за певною системою, що дозволяє сприймати об'єкт багатократно і у самих різноманітних випадках. Для спостере­ження характерні такі риси, як навмисність (спостереження ведеться для вирішення цілком чітко визначених завдань); пла­номірність, що визначається завданнями спостереження, постав­леними перед дослідником; цілеспрямованість, завдяки якій увага спостерігача зупиняється лише на явищах або сторонах явища, що його цікавлять; активність спостереження, коли спостерігач не просто сприймає все те, що попадає в поле зору, а шукає саме ті об'єкти, які ного цікавлять; застосування спец­іальних прийомів і широке використання різноманітних при­ладів, що не тільки посилюють могутність органів чуття, але й дають нам додаткові органи сприйняття.

Незважаючи на низку позитивних властивостей методу спостереження, можливості цього методу все ж обмежені, оск­ільки спостереження само по собі не припускає втручання в хід процесу, що вивчається, його повторення у потрібному для дослідження напрямі. Цей недолік долається шляхом експери­менту, Ідо тісно пов'язаний зі спостереженням. Експеримент -це такий засіб дослідження об'єкта, коли досліджувач активно впливає на об'єкт, що вивчається, шляхом створення штучних умов, необхідних для вивчення відповідних його властивостей або сторін, що цікавлять дослідника, коли свідомо змінюється напрям, перебіг процесів об'єкта, що вивчається.

Пізнавальна роль експерименту полягає в тому, що, по-перше, він дозволяє дослідити явище, яке вивчається, в найрізноманіт­ніших умовах, а тому дозволяє зробити такі теоретичні виснов­ки, які неможливо вивести із простого спостереження даного явища в його природному стані. Важливою перевагою експери­менту є те, що він дозволяє дослідити властивості об'єктів дійсності в екстремальних умовах - за умов надвисоких і над­низьких температур, за підвищеного тиску, за величезних напруг електричних і магнітних полів тощо. Другою важливою перевагою експерименту є те, що він дає можливість багаторазово відтворити явище, то вивчається, в найрізноманітніших умовах, а це допомагає глибше вивчити його існуючі риси і встановити різноманітність його зв'язків з іншими явищами.

Залежно від пізнавальної мети, засобів, що використовують­ся, і об'єктів пізнання можна виділити такі види експерименту: дослідницький, або пошуковий експеримент; перевірочний, або контрольний; відтворюючий; ізолюючий; якісний, або кількісний; фізичний; хімічний; соціальний; біологічний експеримент. Дослідницький, або пошуковий експеримент спрямований на ви­явлення нових, несподіваних властивостей. За контрольного ек­сперименту об'єктом перевірки стає якась теоретична гіпотеза. Так, Менделєєв передбачив існування нових хімічних елементів з певними хімічними властивостями. Перевірка передбачень пізніше привела до відкриття цих елементів.

Розрізняють два основних види експерименту: натуральний і модельний. За натурального експерименту об'єкт досліджен­ня перебуває у звичайних умовах, що змінюються у потрібно­му напрямку. Але не завжди можливо проводити експеримен­ти у натуральному вигляді. Нерідко експеримент такого типу неможливий через недоступність об'єкта для безпосереднього дослідження або з погляду економічної недоцільності. У цих умовах реальний об'єкт і діюче на нього середовище замінюється моделлю (наприклад, випробування моделей літаків, моделей кораблів у відкритих басейнах та ін.)

До емпіричних методів пізнання належить порівняння. По­рівнянням називається такий метод, прийом пізнання, коли ус­тановлюється тотожність, подібність або відмінність пред­метів і явищ.

Для того щоб порівняння було плідним, воно має відпові­дати двом основним вимогам: по-перше, порівнюватись по­винні лише такі явища, між котрими може існувати яка-небудь об'єктивна спільність. Не можна порівнювати свідомо непорівнювані речі. Наприклад, не можна порівнювати хімічну реак­цію з реакціями, що відбуваються всередині ядерних процесів. По-друге, порівняння має здійснюватися за найбільш важливими, суттєвими (у сенсі конкретного пізнавального завдання) ознаками, порівняння за несуттєвими ознаками може призвес­ти до помилки, хибної ідеї.

Предмети можуть порівнюватися безпосередньо або завдя­ки порівнянню з третім об'єктом, безвідносно один до одного. Таке порівняння називається вимірюванням. Вимірювання -процедура визначення числового значення деякої величини засо­бом одиниці виміри. Вимірювання передбачає об'єкт, одиницю вимірювання (еталонний об'єкт), прилади, методи вимірюван­ня, спостерігача.

Вимірювання буває пряме (наприклад, вимірювання довжи­ни стрибка рулеткою) і опосередковане, коли знаючи масу кулі, питому вагу сталі та формулу, що виявляє об'єм кулі через її радіус, можна вирахувати радіус кулі.

До групи методів, що застосовуються на емпіричному і те­оретичному рівнях дослідження, належать: абстрагування, аналіз, синтез, індукція, дедукція, аналогія, історичний і логіч­ний методи пізнання, а також моделювання.

Абстрагування в розумовій діяльності людини є найбільш універсальним методом. Суть цього методу полягає в тому, що в процесі пізнання людина, відмовляється, від низки несуттєвих властивостей предмета і стосунків між ними і виділяє одночас­но деякі сторони, що цікавлять дослідника. Абстрагування доз­воляє тимчасово спростити явище за рахунок деякого відходу від дійсності для того, щоб глибше зрозуміти сутність явища і його зв'язок з іншими явищами. Абстрагування і узагальнення не можна провести без таких методів, як аналіз і синтез.

Аналізом називається такий метод пізнання, за допомогою котрого предмет, що вивчається, фактично або подумки розді­ляється на складові частини, що вивчаються окремо як частини єдиного цілого. Аналіз, як метод пізнання, широко застосовуєть­ся у всіх науках: в хімії - кількісний і якісний аналіз речовини, У геології - фізико-хімічний аналіз грунту, в соціології - якіс­ний аналіз економічних та інших суспільних явищ. Форми і методи аналізу різні. Вони залежать від мети вивчення і самої природи досліджуваного об'єкту (прямий або емпіричний аналіз, зворотний або елементарно-теоретичний аналіз, структурно-генетичннй і т. ін.).

Для пізнання предметів і явищ одного аналізу недостатньо. Для того щоб пізнати предмет або явище, зрозуміти взаємозв'язок і взаємозалежність частин у самому предметі, необхідний синтез. Синтез - це метод поєднання частин у ціле, це практична або уявна сполука складових елементів об'єкта, що вивчається, в єдине ціле. Причому це не просте механічне сполучення рані­ше роз'єднаних елементів цілого, а такий процес пізнання, коли розкривається місце і роль кожного елемента у системі цілого. Синтез показує, що різні елементи об'єкта, що вивчається, його сторони і складові не просто існують у цьому об'єкті, а знахо­дяться в ньому у нерозривній діалектичній єдності, обумовлю­ють один одного і чинять вплив один на другий. Тому аналіз і синтез використовуються у нерозривній єдності в процесі пізнання.

Об'єктивною основою аналізу і синтезу є те, Ідо в самій дійсності існує ціле і його частини, єдність і відмінність, перервність і неперервність, виникають процеси розпаду і сполу­чення, руйнування і творчості. Аналіз дає можливість виділяти суттєві і несуттєві сторони і зв'язки явища, їх якості і власти­вості, визначати кожне з них з точки зору значення і ролі у єдиному цілому. Це дозволяє відокремити загальне від одинич­ного, необхідне від випадкового, головне від другорядного.

У пізнанні здавне одержали широке застосування такі методи наукового дослідження, як індукція і дедукція. Індукція (від лат.: inductio - наведення) - метод пізнання, заснований на умовиводах від часткового до загального, від фактів до теоретичних висновків і узагальнень. Індукція є найважливішим методом пізнання, котрий використовують всі експериментальні науки. Але особливість цьо­го методу полягає в тому, що для вірогідного узагальнення необхі­дно розглядати всі без виключення окремі випадки, тобто здійсни­ти повну індукцію. Але це можливо лише при порівняно невеликому числі об'єктів. Частіше за все розглянути всі можливі об'єкти (ситуації) практично неможливо, і тоді індукція виявляєть­ся неповною, а висновок на її підґрунті є проблематичним.

У реальному процесі пізнання індукція завжди виступає в єдності з дедукцією. Дедукція - метод пізнання, який базуєть­ся на русі знання від загальною до часткового, від закону до його прояви, від знання класу предметів до знання окремих предметів цього класу. Першочергове значення дедукція має у теоретич­них дослідженнях (від загального поняття, питання до частко­вих фактів).

Хоча індукція і дедукція є двома самостійними методами і формами мислення, але вони знаходяться в органічному зв'яз­ку, єдності. Поза цією єдністю не існує процесу пізнання. Обид­ва ці методи базуються на наявності в самій дійсності діалектич­ного взаємозв'язку загального, особливого і одиничного. Обидва ці методи взаємопов'язані. Індукція має неабияке значения в науках, що безпосередньо спираються на досвід, особливо на тих стадіях, коли відбувається накопичення фактичного матеріалу і його узагальнення. Дедукція має першочергове значення в тео­ретичних науках, особливо па тій стадії їх розвитку, коли відомі уже деякі істинні загальні засаду, виходячи з яких можна дати логічний висновок стосовно до часткових фактів..

Поряд з індукцією і дедукцією існує умовивід за аналогією. Аналогія як метод дослідження грунтується на порівнянні і подібності неоднакових об'єктів у одному якомусь аспекті. На підґрунті цього робиться висновок про їх подібність і в інших відношеннях. Наприклад, об'єкт А має ознаки а, в, с, а об'єкту В притаманні ознаки в, с. На основі порівняння роблять вис­новок про подібність і щодо третьої ознаки - а.

Отже, аналогія - це відповідність елементів, надійність вла­стивостей, що надає передумови для переносу інформації, з од­ного предмета (моделі) на інший (прототип). Це здійснюється у формі висновку за аналогією. Форми аналогії і висновків за аналогією різноманітні. З часів античності відома аналогія як подібність відношень, причому модель і прототип можуть бути різними за своєю фізичною природою (наприклад, аналогія між будовою атома і Сонячною системою). За іншого типу аналогії (Арістотель називав його прикладом-парадигмою) збігається багато властивостей предмета, що можливо за умов їх якісної однорідності (наприклад, такий тип аналогії передбачається при використанні лабораторних тварин для перевірки дії ліків, що призначені для людини). Аналогія відіграє важливу еврістичну роль у наукових відкриттях, вона е одним із джерел наукових гіпотез, індуктивних міркувань.

На базі аналогії виник метод моделювання. Моделювання -метод пізнання, який полягає в тому, що вивчення властивостей об'єктів здійснюється через їхні моделі. Модель - це умовний або матеріальний образ якої-небудь речі або процесу, в якому відтворюються певні властивості і зв'язки об'єкта, що дослід­жується. Модель - це об'єкт або система, які виступають як проміжна ланка між дослідником і об'єктам, що досліджується (він називається «об'єкт-оригінал»).

Речові (матеріальні) моделі - це такі моделі, які в більш-менш наочній формі матеріально відтворюють особливості структури, поведінки, а також інші властивості оригіналу, тобто предмета дослідження. До них належать моделі, що мають однакову фізич­ну природу з оригіналом. Вони можуть бути точними копіями об'єкта, але можуть незначно відрізнятися від нього, зберігаючи з ним лише спільність в принципах будови або функціонуван­ня. Матеріальними моделями є макети літаків, кораблів, лічиль­но-обчислювальних машин та ін. До логічних або ідеальних мо­делей відносяться такі моделі, коли ті або інші фізичні процеси описуються на мові спеціальних символів, математичних відно­шень. Логічні або ідеальні моделі - це розумові конструкції, різні знакові системи, теоретичні схеми, що відтворюють в ідеальній формі властивості і зв'язки досліджуваних об'єктів. Яскравою ілюстрацією логічного моделювання служить таблиця хімічних елементів Менделєєва, сучасне уявлення про структуру атома й атомного ядра, географічна карта, що відтворює певні властивості і зв'язки поверхні земної кулі тощо.

Отже, будь-яка модель як речова, так і логічна, уособлює певну форму відображення дійсності і надає інформацію про об'єкт-оригінал, що досліджується. Будь-яке моделювання не­минуче пов'язано з певним спрощенням, огрубінням матеріа­лу. Наприклад, кібернетична машина, якого б ступеню складності вона не була, тільки моделює мислення, але ніколи не буде самостійно мислити. Сам розумовий процес, його ідеальна, споглядальна сторона у моделі втрачається, зберігаючи лише аналогії його виявлення.

У науковому пізнанні дійсності широко застосовуються методи - історичний і логічний. Історичний метод - це ме­тод, при якому в думках відтворюється історичний процес роз­витку об'єкта з урахуванням всіх подробиць, випадків, фактів, малозначащих і значних, в їх послідовному розвитку і в зв'язку з часом. Але дослідження об'єкта, що розвивається, передбачає не тільки знання його емпіричної історії, але й знання його сут­ності, його внутрішніх закономірностей розвитку, знання об­'єктивної «логіки» речі. Логічне виявляється в обгрунтованих законах, суттєвих сторонах явища або процесії і служить для узагальненого відображення історичного процесу.

Історичне й логічне - це філософські категорії, Ідо характе­ризують відношення між об'єктивною дійсністю, що історично розвивається, і її відображенням у теоретичному пізнанні. Істо­ричне - процес становлення і розвитку об'єкта; логічне - теоре­тичне відтворення розвинутого і того, що розвивається, об'єкта у всіх його суттєвих, закономірних зв'язках і відношеннях. Ці категорії є конкретизацією принципу історизму. Відображення історичного у логічному не зводиться до простого відтворення часової послідовності історичного розвитку об'єкта і пов'язано з виявленням генезису об'єкта і результату його розвитку, що служать підґрунтям двох способів дослідження - історичного і логічного методів.

Таким чином, історичне - це сам об'єктивний процес розвит­ку якогось предмета, реальна історія, що протікає емпірично у просторі і часі. Логічне - це теоретичне відображення історич­ного, але не шляхом просліджування і описування усього ходу процесу з усіма подробицями і подіями. Отже, логічне є уявне відтворення історичного через аналіз взаємозв'язку і взаємодії сторін предмета у його розвинутому стані.

До третьої групи загальнонаукових методів пізнання нале­жать методи теоретичного дослідження. Вони включають в себе: метод сходження від абстрактного до конкретного, істо­ричний і логічний, метод ідеалізації, метод формалізації, аксіо­матичний і математичний методи.

Метод сходження від абстрактного до конкретного є за­коном відображення дійсності у мисленні. Метод сходження від абстрактного до конкретного вперше був сформульований Геге­лем. Де є спосіб, за допомогою якого мислення засвоює конкрет­не, відтворює його духовно як конкретне. Відповідно з ним ме­тодом пізнання іде двома самостійними етапами: на першому етапі здійснюється сходження від чуттєво-конкретного до абст­рактного означення. Єдиний об'єкт розчленовується і описуєть­ся за допомогою множини понять, що відображають окремі сто­рони і властивості об'єкта. Всякий процес мислення починається з утворення хоча б елементарних абстракцій, в яких узагальню­ються окремі ознаки, властивості предметів матеріального світу.

На другому етані пізнання здійснюється процес сходження від абстрактною до конкретного. Суть цього процесу полягає у тому, що проходить рух думки від абстрактних визначень об'єкта до всебічного, багатогранного знання об'єкта, що вивчається. На цьому етапі проходить зв'язок окремих абстрактних понять у цілісну систему, Ідо відображає об'єктивну розчленованість дос­ліджуваного об'єкта і єдність його сторін. На цьому етані як би відновлюється вихідна цілісність об'єкта.

Таким чином, можна сказати, що метод сходження від абстрактного до конкретного являє собою закон пізнання, згідно з яким мислення переходить від конкретного в дійсності до абстрактного в мисленні і від нього - до конкретного в мис­ленні. Призначення принципу сходження від абстрактного до конкретного - бути методом побудови наукової теорії. Він має світоглядну установку на розмежування різних аспектів у пізнанні Матеріальних систем, на вичленування сутності і її проявів, на розуміння їх єдності і розкриття цих предметів пе­ред суб'єктом спочатку на рівні явищ, потім на рівні фрагмен­тарної і врешті-решт цілісної сутності.

До теоретичних методів дослідження належить метод ідеа­лізації, коли для цілей наукового пізнання широко використовуються ідеальні об'єкти, що не існують у дійсності і навіть прак­тично взагалі нездійсненні. Наприклад, абсолютно тверде тіло, абсолютно чорне тіло і таке інше. Уявне конструювання таких об'єктів і називається ідеалізацією.

Ідеальний об'єкт може бути утворений у мисленні декіль­кома шляхами. По-перше, шляхом багатоступінчастого абстра­гування, що широко застосовується у математиці. Так, абстра­гуючись від товщини реального об'єкта, ми одержуємо уявлення про площину. Далі, лишаючи площину єдиного її виміру, одержуємо лінії. І, нарешті, лишаючи лінію єдиного її виміру, одержуємо точку. По-друге, ідеальний об'єкт може бути утворений і шляхом простого абстрагування, шляхом відкидан­ня, деяких властивостей об'єктів і наділення їх нереальними вла­стивостями. Наприклад, відкидаючи в будь-якій рідині мож­ливість стискатися під тиском, ми приписуємо їй властивість нестисливості; відкидаючи можливість будь-яких тіл відбивані світло, ми приписуємо їм властивість стовідсоткового поглинан­ня світла, і такою властивістю може володіти лише не існуюче в природі абстрактне чорне тіло. Використання ідеальних об'єктів дозволяє переходити від емпіричних законів до їх чітко­го формулювання па мові математики і значно полегшує дедук­тивну побудову цілих областей знань. Наука знає немало при­кладів, коли використання ідеальних об'єктів приводило до видатних відкриттів.

Формалізація - метод вивчення найрізноманітніших об'єктів шляхом відображення їх змісту і структури у знаковій формі, за допомогою найрізноманітніших «штучних мов» (мате­матичної мови, математичної логіки, хімії, радіотехніки тощо).

Метод формалізації має величезне значення для досліджен­ня об'єктивного світу. Він дає можливість забезпечити повно­ту обзору певної області проблем, дає узагальнений підхід до їх вирішення. Наприклад, на різних етапах розвитку математи­ки існувала величезна кількість правил і формул для обчислен­ня площ різноманітних фігур. Інтегральне обчислення дозво­лило вирішити цю множину завдань єдиним, універсальним методом. Метол формалізації, що базується на використанні спеціальної символіки, забезпечує стислу і чітку фіксацію знань. Даті, цеп метод, приписуючи окремим символам або їх систе­мам певні значення, дозволяє уникнути багатозначності термінів, що притаманна звичайним мовам. Тому оперування формалізованими системами характеризується чіткістю і суво­рістю, а висновки - доказовістю.

Одним із широко розповсюджених способів організації на­укового знання є аксіоматичний метод пізнання, що особливо широко використовується в математичних науках. Під аксіо­матичним методом розуміється така система побудови нау­кової теорії або дисципліни, коли низка затверджень у науці приймається без доказів, а всі інші знання виводяться із них за спеціальними логічними правилами.

Положення, що приймаються без доказів, називаються акс­іомами. Усі останні речення теорії виводяться з аксіом, тобто доводяться, на основі логічних правил виводу і правил визна­чення, що припустимі у даній теорії. У разі аксіоматизації будь-якої теорії необхідно, по-перше, визначити сукупність законів логіки, які будуть використовуватися надалі; по-друге, обрати аксіоми і, по-третє, вивести з аксіом на підґрунті правил виво­ду усі останні істинні твердження даної теорії..

Аксіоматичний метод нерідко виступає у формі гіпотетико-дедуктивного методу: теорія будується згідно з принципами аксіоматичного методу, а її речення, у тому числі аксіоми, роз­глядаються як гіпотези, які повинні бути емпірично перевірені. Така перевірка здійснюється за допомогою особливої сукупності тверджень, що пов'язують деякі речення теорії з фактами, що емпірично спостерігаються. У результаті частина речень теоре­тичної системи отримує безпосередню емпіричну перевірку, а останні - посередню, через їх зв'язок з першими. Принципи гіпотетико-дедуктивного методу широко застосовуються у наш час при побудові багатьох наукових дисциплін (окремих розділів фізики, біології, психології, соціології та ін.).