Основные методы научного естествознания

2. Основные методы научного естествознания

Любой научный метод разрабатывается на основе определенной теории, которая тем самым выступает его необходимой предпосылкой. Эффек­тивность того или иного метода обусловлена содержательностью, глубиной, фундаментальностью теории. Тем самым теория и метод одновременно и тождественны, и различны. Их сходство состоит в том, что они в своем единстве есть аналог, отражение самой действительности.

 Будучи едины­ми в своем взаимодействии, теория и метод не отделены жестко друг от друга, но и не совсем тождественны. Они взаимопереходят и взаимопревращаются друг в друга: теория, отражая действительность, преобразуется, трансформируется в ме­тод посредством разработки, формулирования вытекающих из нее принципов, правил и приемов, которые возвращают­ся в теорию (а через нее и в практику), ибо субъект приме­няет их в качестве регулятивов, предписаний, в ходе позна­ния и изменения окружающего мира по его собственным законам.

В современном естествознании разнообразные науч­ные методы разграничиваются по реальным основаниям. Здесь преж­де всего выделяются те методы, которые используются на разных уров­нях научного исследования, а именно – на эмпирическом и теоретичес­ком уровням. Исходным здесь является эмпирический уровень исследования. Здесь выявилась целая группа методов. Рассмотрим важ­нейшие из них.

Первым по праву отмечают в этом списке наблюдение, как целенаправленное и организованное воспри­ятие внешнего мира, доставляющее первичный материал для научного исследования. Наблюдение бывает простым и слож­ным, непосредственным и опосредованным, смыкающимся с экспериментом. Наблюдение предполагает возможность исполь­зования приборов и инструментов, компенсируя таким обра­зом естественную ограниченность человеческих органов чувств. Однако при этом в некоторых случаях (например, при изуче­нии явлений микромира) возникает дополнительная необхо­димость учета "возмущающего" воздействия приборов на на­блюдаемый объект. Все это заставляет исследователей коррек­тировать результаты наблюдений, по возможности дублиро­вать их и подтверждать другой информацией об объекте.

Наблюдение является, таким образом, первичным и элементарным познавательным процессом на эмпирическом уровне познания.

Точность и определенность наблюдения может быть существенно повышена при помощи измерения объекта, его свойств и отношений. Измерение представляет собой физический процесс определения численного значения некоторой величины путем сравнения ее с эталоном.

Наблюдение, особенно с включением в него измерения, может натолкнуть исследователя на предположение о необходимой и закономерной, связи, однако само по себе оно совершенно недостаточно для, утверждения и доказательства такой связи. Конечно, опосредованность восприятия органов чувств с помощью приборов и инструментов, неограниченно расширяет возможности наблюдения, но не преодолевает некоторых других недостатков. Так, в наблюдении сохраняется зависимость наблюдателя от изучаемого процесса или явления. Наблюдатель не может, оставаясь в границах наблюдения, изменять объект, регулировать и неограниченно воспроизводить условия наблюдения, словом, управлять объектом и осуществлять строгий контроль над ним, и в этом смысле его активность в наблюдении носит относительный характер.

Наблюдение как метод познания применяется там, где невозможен или очень затруднен эксперимент (астрономия, гидрология и т.д.), либо там, где поставлена задача исследования естественного функционирования или поведения объекта (психология, социология и т.д.). Наблюдение предполагает наличие программы исследования, формирующейся на основе прошлого опыта, прошлых наблюдений, установленных фактов, принятых концепций и т.д.

Принято считать, что наблюдение складывается из следующих процедур: 1) определение задачи и цели (для чего, с какой целью?); 2) выбор объекта, предмета и ситуации (что наблюдать?); 3) выбор способа наблюдения (как наблюдать?); 4) выбор способов регистрации наблюдаемого явления (как вести запись?); 5) обработка и интерпретация полученной информации (каков результат?).

Задачами наблюдения могут быть предварительная ориентировка в объекте; выдвижение гипотезы; ее проверка; уточнение результатов, полученных с помощью других методов; иллюстрации,

Наблюдаемые ситуации подразделяются на естественные и экспериментальные, управляемые и неуправляемые наблюдателем, спонтанные и организованные, стандартные и нестандартные, нормальные и экстремальные и т.д.

Способ наблюдения определяется задачей, объектом и ситуацией. В гуманитарных дисциплинах выделяется особый тип - включенное наблюдение, когда наблюдатель становится членом испытуемой группы. Кроме того, наблюдение может быть открытым и скрытым. По упорядоченности наблюдения могут быть случайными и систематическими, сплошными и выборочными; по характеру фиксации - констатирующими, оценивающими и смешанными. В психологии в качестве метода исследования используется самонаблюдение (интроспекция), являющееся частным случаем наблюдения.

Наблюдение как метод познания имеет недостатки. Личностные особенности исследователя, установки, интересы, психологические состояния могут значительно влиять на результаты наблюдения.

Искажения воспринимаемого объекта тем значительнее, чем сильнее исследователь ориентирован на подтверждение своей гипотезы. В результате происходит восприятие только части происходящего.

Для достижения объективности результатов наблюдения необходимо соблюдение ряда нормативных требований. Первое необходимое (хотя и недостаточное) условие получения объективных данных наблюдения - требование интерсубъективности, т.е. данные наблюдения должны быть получены и зафиксированы другими наблюдателями.

 Иногда в науке употребляется словосочетание "данные наблюдения". Может показаться, что они даны исследователю в готовом виде. Как правило, они являются результатом научного исследования. Данные наблюдения должны быть очищены от всевозможных наслоений: науку интересуют только объективные, интерсубъективные данные. В качестве таковых в нее включаются не ощущения и восприятия человека, а результаты их рациональной переработки, представляющие собой синтез чувственных восприятий с теоретическими представлениями. Обработка данных происходит как путем их переработки с позиций теоретических представлений, так и с помощью статистической теории ошибок наблюдения. Данные подвергаются стандартизации и систематизации, сводятся в таблицы, диаграммы, графики.

В научном познании наблюдение призвано выполнять следующие основные функции: 1) обеспечение эмпирической информацией, необходимой для постановки проблем и выдвижения гипотез; 2) проверка гипотез и теорий; 3) в терминах наблюдения происходит сопоставление результатов, полученных в ходе теоретического исследования, проверяется их адекватность и истинность.

В отличие от наблюдения эксперимент характеризуется целенаправленным воздействием на объект исследования. Эксперимент является одной из сфер человеческой практики, в которой подвергается проверке истинность выдвигаемых гипотез или выявляются закономерности объективного мира. Эксперимент - это метод научного познания, который характеризуется активным вмешательством исследователя в изучаемый процесс. Экспериментальное изучение объекта или явления имеет определенные преимущества по сравнению с наблюдением, так как позволяет изучать явления в "чистом виде" при помощи устранения побочных факторов; при необходимости испытания могут повторяться и организовываться так, чтобы исследовать отдельные свойства объекта, а не их совокупность. Основная цель экспериментального исследования - получение принципиально новой информации. Эксперимент сложнее наблюдения, он открывает большие познавательные возможности для исследователя, чем наблюдение.

К числу важных проблем, требующих привлечения экспериментального метода, относится, прежде всего, опытная проверка гипотез и теорий. Это самая существенная функция эксперимента в научном исследовании. Не менее важную роль эксперимент играет при формировании новых гипотез и теоретических представлений.

Какой бы эксперимент, однако, ни осуществлялся, он всегда выступает лишь определенным звеном в процессе научного, исследования. План проведения эксперимента, интерпретация его результатов требуют обращения к теории. Без теории невозможно никакое экспериментальное исследование.

Единой классификации экспериментов не существует. Однако выделено и описано множество типов и видов экспериментального исследования. По характеру исследуемого объекта принято различать физические, биологические и т.п. эксперименты. По основной цели различают проверочные (эмпирическая проверка некоторой гипотезы, теории) и поисковые (сбор необходимой эмпирической информации для построения или уточнения какой-либо догадки, гипотезы).

Эксперимент называют прямым, если объектом служит непосредственно реально существующий предмет или процесс. В тех случаях, когда прямое экспериментальное исследование самого объекта невозможно или затруднено, экономически нецелесообразно или почему-либо нежелательно, прибегают к так называемому модельному эксперименту, в котором исследованию подвергается уже не сам объект, а замещающая его модель.

 Модель - реально существующая или мысленно представляемая система, которая, замещая в познавательных процессах оригинал, находится с ним в отношении сходства (подобия). Модели могут быть материальными и мысленными. Результаты, полученные при изучении моделей (например, испытание моделей турбин, плотин и т.д.), в дальнейшем обобщаются на сами предметы.

В последнее время широкое распространение получили эксперименты с использованием ЭВМ. Они важны тогда, когда реальные системы не допускают ни прямого экспериментирования, ни экспериментирования с помощью материальных моделей. С помощью ЭВМ "проигрываются" ситуации благодаря построению логико-математической модели изучаемой системы.

По методу и результату эксперименты подразделяются на качественные и количественные. Качественные эксперименты, как правило, предпринимаются для выявления воздействия тех или иных факторов на исследуемый процесс без установления точной количественной зависимости между ними. Обычно они носят поисковый характер.

 Количественные эксперименты проводятся для обеспечения точного измерения всех существенных факторов, влияющих на поведение изучаемого объекта или ход процесса. Обычно качественные и количественные эксперименты представляют последовательные этапы в познании явлений и характеризуют степень проникновения в сущность этих явлений.

Рассмотрим вторую группу методов эмпирического уровня, предполагающих работу с полученной эмпирической информацией -научными фактами, которые необходимо обработать, систематизировать, осуществить первичное обобщение и т.д.

Это – анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия, систематизация классификация. Применяя данную группу методов, исследователь работает уже с самим знанием, не обращаясь непосредственно к событиям действительности, упорядочивая полученные данные, стремясь обнаружить закономерные отношения, высказать предположения о существовании этих отношений.

Изучение научных фактов начинается с их анализа. Анализ - метод познания при помощи расчленения или разложения предметов исследования (объектов, свойств и т.д.) на составные части. Разложение имеет целью переход от изучения целого к исследованию его частей и осуществляется посредством абстрагирования от связей частей друг с другом, т.е. от структуры объекта.

Но анализ не является конечной целью научного исследования, которое стремится воспроизвести целое, понять его внутреннюю структуру, характер его функционирования, закон его развития. Эта цель достигается последующим теоретическим и практическим синтезом.

Синтез - метод исследования, состоящий в соединении, воспроизведении связей отдельных частей, элементов сложного явления и постижении целого в единстве. Анализ и синтез имеют свои объективные основы в строении и закономерностях самого материального мира. В объективной действительности существуют целое и его части, единство и различия, непрерывность и дискретность, постоянно происходящие процессы распада и соединения, разрушения и создания. Во всех науках осуществляется аналитико-синтетическая деятельность, при этом в естествознании она может осуществляться не только мысленно, но и практически.

Анализ и синтез взаимно предполагают и дополняют друг друга. В конечном счете, анализ предполагает синтез, а синтез невозможен без предварительного анализа системы.

Простое разложение каких-либо объектов на отдельные части, не имеющее целью понимание объекта как целого, строго говоря, не является аналитическим процессом. Ребенок, разбивающий игрушку для того, чтобы выяснить, что у нее внутри, не осуществляет анализа, а делает возможным только доступ к объекту познания. Иное дело, когда исследователь осуществляет расчленение образца для изучения, скажем, его химического состава. Состав образца выступает уже как целостная его характеристика. В этом случае уместно говорить о процессе анализа.

По своей сущности анализ всегда выступает как метод познания целого, а не просто отдельных его элементов. Поэтому он не только невозможен без синтеза, но с самого начала его предполагает. Изучение же отдельных элементов есть только момент в процессе познания целого.

Сам переход от анализа фактов к теоретическому синтезу осуществляется с помощью методов, которые, дополняя друг друга, составляют содержание этого сложного скачка. Одним из таких методов является индукция - метод перехода от знания отдельных фактов к знанию общего, к эмпирическому обобщению и установлению общего положения, отражающего закон или другую существенную связь. Характерным для опытных наук методом исследования является индукция. В основе индукции лежат индуктивные умозаключения.

Непосредственная основа индуктивного умозаключения - повторяемость признаков в ряду предметов определенного класса. Заключение по индукции представляет собой вывод об общих свойствах всех предметов, относящихся к данному классу, на основании наблюдения достаточно широкого множества единичных фактов. В индукции использовано положение о том, что во всяком научном явлении есть нечто общее, выступающее как объективная закономерность. Индуктивный вывод направлен на выявление этой закономерности.

Принято различать полную и неполную индукцию. В свою очередь, последняя подразделяется на следующие виды: 1) индукция через простое перечисление (популярная индукция); 2) индукция через отбор фактов из общей массы по определенному правилу; 3) научная индукция, осуществляемая на основе знания причинных связей явлений в рамках изучаемого класса.

В полной индукции общий вывод строится на основании исследования всех предметов (явлений) данного класса. Поскольку изучению подлежит полный набор предметов из заданного класса, то полученное умозаключение имеет характер достоверного вывода.

Метод неполной индукции в форме популярной индукции применяется в слабо формализованных научных дисциплинах. Суть популярной (перечислительной) индукции заключается в следующем: общий вывод строится на основании наблюдения ограниченного множества фактов, если среди последних нет таких, которые противоречат индуктивному обобщению. Поэтому достигнутая таким путем истина неполна, ибо всегда остается возможность натолкнуться на факт, опровергающий вывод.

Индукция через отбор фактов по заранее заданному правилу находит широкое применение в статистических методах оценки. Так, при оценке качества партии товаров, как правило, нет необходимости проверять все изделия, входящие в партию. Для этого по определенным правилам формируют некоторую контрольную группу и по результатам ее изучения судят о качестве всей партии изделий.

Как бы ни были развиты методы индукции, научное познание не может обойтись без дедуктивного метода, состоящего в переходе от некоторых общих посылок к частным результатам - следствиям. Умозаключение по дедукции построено по следующей схеме: все предметы класса М обладают свойством Р, а предмет m относится к классу М, значит, m обладает свойством Р.

Не совсем верно сводить дедуктивный метод лишь к дедуктивному заключению. Направленность мысли от общего к частному может характеризовать целую систему научных исследований. Так, вся классическая механика с ее приложениями к явлениям природы и техники построена на основе трех законов И. Ньютона,

Под дедукцией понимают метод перехода от общих суждений к частным, а также необходимое следование из одних высказываний - посылок - других высказываний с помощью законов и правил логики. Необходимый характер следования делает получаемое знание не вероятным, а достоверным.

Возрастание роли дедукции в научном познании связано с тем, что научное исследование все чаще сталкивается с явлениями, недоступными непосредственному восприятию (микромир, метагалактики, минувшие эпохи в развитии человечества и т.д.). В процессе исследования такого рода явлений все чаще обращаются к постулированию каких-либо общих положений, выдвижению различного рода научных гипотез и теорий с тем, чтобы дедуктивно выводимые из них следствия можно было сопоставить с наблюдаемыми или экспериментально устанавливаемыми фактами, В подобных случаях дедукция незаменима. Она выгодно отличается от других методов познания тем, что при истинности исходного знания, представленного в форме посылок, она дает возможность получить новое истинное знание.

Хотя в современном научном познании наблюдается расширение сферы применения дедуктивных методов, их роль не следует преувеличивать, равно как и роль индуктивных методов. Роль дедуктивных методов ограничена тем, что они не позволяют получить содержательно нового знания. В дедуктивном выводе, по сути дела, нет ничего такого, что не содержалось бы уже в посылках. Дедукция представляет собой лишь способ логического развертывания некоторой системы положений на базе исходного знания, способ выявления конкретного содержания принятых посылок.

В процессе научного познания индуктивные и дедуктивные методы тесно связаны. Индуктивные методы имеют большое значение в науках, непосредственно опирающихся на опыт, в то время как дедуктивные методы имеют первостепенное значение в теоретических науках как. средство их логического упорядочения и построения, как методы объяснения и предсказания.

Для обработки и обобщения фактов в научном исследовании широко применяются классификационные методы. Классификация позволяет решать целый ряд познавательных задач: свести много­образие материала к сравнительно небольшому числу образований (классов, типов, форм, видов, групп и т.д.); выявить исходные единицы анализа и разработать систему соответствующих понятий и терминов; обнаружить регулярности, устойчивые признаки и отношения, в конечном счете, - эмпирические закономерности, подвести итоги предшествующих исследований и предсказать существование ранее неизвестных объектов или их свойств, вскрыть новые связи и зависимости между уже известными объектами.

"Хорошей" классификацией принято считать ту, которая объединяет в один класс объекты, максимально сходные друг с другом в существенных признаках, является устойчивой и гибкой для своего сохранения в условиях появления новых объектов исследования. Одновременно она должна быть удобна в обращении и обеспечивать сравнительно легкий поиск нужных объектов или нужной информации о них.

Классификации выражаются в виде текстов на естественном языке, различного рода таблиц, схем. Значение классификации велико в науках, связанных с многообразием исследуемых объектов (биология, география, геология и т.д.). С помощью классификации фиксируются закономерные связи между классами объектов для определения места объекта в системе, обобщаются результаты в развитии определенной области знания, осуществляется переход от эмпирического этапа в развитии науки к теоретическому, предсказываются свойства еще не найденных в действительности элементов. Яркий пример -периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, которая дала возможность предсказать свойства еще не открытых химических элементов.

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).

Применение метода аналогии в познавательном процессе требует определенной осторожности. Четкое выявление условий его эффективного функционирования не так просто. История науки свидетельствует о различном отношении к заключению по аналогии как методу получения новых знаний со стороны исследователей. Одни из них видели в нем надежное средство получения достоверных знаний, тем более, что сталкиваться с аналогией, по сути дела, приходится в любом научном исследовании.

Другие исследователи отказывали заключению по аналогии в роли надежного средства познания, Отрицательное отношение к нему обусловлено отсутствием жестких процедур, позволяющих осуществить перенос знания с одного сравниваемого объекта на другой. Возможность их разработки для любых познавательных ситуаций представляется проблематичной и поныне.

Аналогия находится в основании метода моделирования. Модель есть аналог своего прототипа и при переносе знания с модели на прототип, по сути дела, используется умозаключение по аналогии.

В тех случаях, когда возможна разработка четко сформулированных правил переноса знаний с модели на прототип, умозаключение по аналогии обретает доказательную силу. В качестве таковой системы правил в технических науках широко используется теория подобия. Поэтому в ряде областей знания, применительно к определенным типам задач, метод аналогии может быть строгим и достоверным. В общем же случае этого сказать нельзя, но необходимо стремиться выявлять условия аналогии, при которых корректность вывода по аналогии повышается.

В научном познании выделяются качественная аналогия, количественная аналогия, структурно-логическая аналогия. Ценность метода аналогии существенно возрастает при его использовании совместно с другими методами научного исследования.

Применение рассмотренных методов обработки фактического материала может привести к обнаружению некоторой объективной закономерности, к обобщениям на эмпирическом уровне. Однако исследователь все еще остается на эмпирическом уровне познания, поскольку и гипотеза, и закон - это пока эмпирические формы знания. В чем их гносеологические особенности?

 Специфика эмпирической гипотезы состоит в том, что она является вероятностным знанием; носит описательный характер, т.е. содержит предположение о том, как ведет себя объект, но не объясняет почему; обобщает результаты непосредственного наблюдения и выдвигает предположение о характере эмпирических зависимостей; формулируется средствами языка, содержащего термины наблюдения. Примеры таких гипотез: "чем сильнее трение, тем большее количество тепла выделяется", "металлы расширяются при нагревании" и др.

Эмпирический закон - это наиболее развитая форма эмпирического знания, фиксирующего количественные и иные зависимости, полученные опытным путем, при сопоставлении фактов наблюдения и эксперимента. В этом его отличие как формы знания от теоретического закона, который формулируется в результате теоретических рассуждений.

 Исследования последних десятилетий |показали, что теорию нельзя получить в результате индуктивного обобщения и систематизации фактов, она не возникает как логическое следствие, механизмы ее создания и построения имеют иную природу, предполагают скачок,, переход на качественно иной уровень познания, требующий творчества и таланта исследователя.

К теоретическому уровню познания относят все те формы отражения, в которых в логически связанной форме отражаются объективные законы и другие всеобщие, необходимые и существенные связи объективного мира, а также получаемые с помощью логических средств выводы или вытекающие из теоретических посылок следствия. Теоретический уровень представляет собой различные этапы, шаги, ступени опосредованного познания действительности.

Методы и формы познания теоретического уровня также можно разбить на две группы и отразить в таблицах.

 Первая группа – это методы и формы познания, с помощью которых создается идеализированный объект, в котором сущностные отношения предстают как бы в "чистом" виде. Вторая группа - методы построения, обоснования и проверки гипотезы, приобретающей статус теории.

К методам построения и исследования теоретического объекта здесь относятся абстрагирование, идеализация, формализация, мысленный эксперимент и моделирование. Формы теоретического познания представлены понятиями, идеями и принципами, идеальными моделями, законами, а также аксиомами и постулатами.

Абстрагирование - есть мысленное отвлечение от несущественных свойств, связей, отношений предметов и выделение сторон, интересующих исследователя. Абстрагирование, как правило, осуществляется в два этапа. На первом этапе определяются существенные свойства, связи и т.д. На втором -исследуемый объект заменяют другим, более простым, представляющим собой упрощенную модель, сохраняющую главное. Ни одно исследование не обходится без абстракции, так как абстракция дает возможность, исследуя получившийся идеальный объект, ставший представителем класса объектов, переносить полученные данные на весь класс.

 Очевидно, что в зависимости от цели, предмета, а также исходной концепции исследования создаются различные абстракции одного и того же объекта. В этих случаях мы имеем дело с различными способами идеализации реальных объектов. В методологии науки существует метод идеализации, основанный на абстрагировании, но предполагающий мысленное конструирование таких объектов, в которых то или иное свойство, состояние представлены в предельном виде.

Идеализация - это мысленное конструирование объектов, которые практически неосуществимы (например, идеальный газ, абсолютно твердое тело). В результате идеализации реальные объекты лишаются некоторых присущих им свойств и наделяются гипотетическими свойствами.

С такими же объектами имеет дело и мысленный эксперимент - специфический теоретический метод, конструирующий идеализирован­ные, неосуществимые ситуации и состояния, исследующий процессы в "чистом виде" Особенность этого метода в том, что он позволяет ученому опереться на чувственные представления, сделать наглядными идеализированный объект и процесс, понятия теории наполнить чувственным содержанием. В мысленном эксперименте, например, может участвовать тележка, движущаяся без сопротивления окружающей среды; ракеты, летящие со скоростью света; лифты, падающие в безвоздушное пространство и т п.

В тех случаях, когда изучаемый объект недоступен для прямого вмешательства исследователя или такое вмешательство по ряду причин нецелесообразно, прибегают к методу моделирования. Сущность моделирования как метода познания заключается в замещении объекта исследования моделью. В качестве модели могут быть использованы объекты как естественного, так и искусственного происхождения. Моделирование предполагает перенос исследовательской деятельности на другой объект, выступающий в роли заместителя изучаемого объекта. Объект-заместитель называется моделью, а объект исследования - оригиналом (прототипом).

Для всех научных моделей характерно то, что они выступают заместителем объекта исследования, Модели находятся с последним в таком сходстве (соответствии), которое позволяет получить новое знание о данном объекте. Абстрактно-теоретически возможны любые виды моделей. Традиционным является разделение моделей на материальные и идеальные. Вместе с тем, такое разделение дополняется делением их на предметно-подобные (вещественные, субстанциональные и т.д.) и символические (математические, знаковые и т.д.), Модели можно подразделять на объектные (сходство устанавливается между объектом-моделью и объектом-прототипом) и деятельностные (сходство устанавливается между видами деятельности, в которые включены модель и прототип).

Универсальность метода моделирования означает его применимость ко всем областям и этапам научного исследования,

Мысленные модели подразделяются на образные (иконические) и знаковые (символические). Примером образной модели может служить планетарная модель атома, а знаковой - структурные формулы классической химии. Выделяют также смешанные модели, сочетающие элементы изобразительности и знаковости.

Мысленные модели выполняют одновременно функции упрощения, идеализации, отображения и замещения реально существующих сложных объектов. По мере утверждения, дополнения, детализации мысленные модели становятся основой научной теории (модели атомов, газов и т.д.). Подобные модели применяются и в общественных дисциплинах (модель простого товарного хозяйства и т.д.).

Важнейшим средством построения и исследования идеализированного теоретического объекта является формализация. Формализация представляет собой отображение объекта или явления в знаковой форме какого-либо искусственного языка (математики, химии и т.д.) и обеспечение возможности исследования реальных объектов и их свойств через исследование соответствующих знаков.

Введение символики обеспечивает полноту обозрения определенной области проблем, краткость и четкость фиксации знание позволяет избежать многозначности терминов.

Создание алгоритмических формализованных описаний имеет не только собственно познавательную ценность, но является условием для использования на теоретическом уровне научного познания математического моделирования. Математическая модель есть знаковая структура, имеющая дело с абстрактными объектами - математическими величинами, понятиями, отношениями, которые допускают различные интерпретации. Одна и та же модель может применяться в различных науках. Значение математической модели при разработке теории определяется тем, что она, отображая определенные свойства и отношения оригинала, замещает его в определенном отношении и дает новую, более глубокую и полную информацию об оригинале. Математическая модель, как правило, имеет вид уравнения или системы уравнений различного типа вместе с необходимыми для ее решения начальными и граничными условиями, значениями коэффициентов уравнений и другими параметрами. Построение идеального объекта и последующее его исследование завершают переход от эмпирического уровня к теоретическому.

Теоретическое исследование объекта ориентировано на использование аксиоматического, гипотетико-дедуктивного, исторического методов и метода научного доказательства.

Аксиоматический метод представляет собой способ построения теории, при котором в ее основу кладутся некоторые ее положения - аксиомы или постулаты - из которых все остальные положения теории выводятся путем рассуждений, называемых доказательствами.

 Правила, по которым должны проводиться эти рассуждения, рассматриваются в логике - в учении о дедукции. Все понятия, с которыми имеют дело в доказательствах, кроме небольшого числа первоначальных понятий, вводятся на основе определений, разъясняющих их смысл через ранее введенные или известные понятия.

В аксиоматическом методе некоторые утверждения (аксиомы) принимаются без доказательств и затем используются для получения остальных знаний по определенным логическим правилам. Общеизвестной, например, является аксиома о параллельных линиях (не пересекаются), которая принята в геометрии без доказательства.

Аксиоматические системы построены для всех основных разделов современной математики и логики. Если аксиоматический метод применяется к эмпирическому - естественнонаучному и общественно-научному знанию, то в качестве исходных положений используются гипотезы, то есть утверждения, относительно которых в ходе развития теории может быть доказана их истинность или ложность.

При применении к эмпирическому знанию аксиоматический метод выступает как гипотетико-дедуктивный метод. Данный метод находит широкое применение в биологии, психологии, лингвистике.

Сущность гипотетико-дедуктивного метода развертывания и обоснования теории состоит в следующем. Объяснение причин и закономерностей эмпирически исследуемых явлений высказывается первоначально в вероятностной, предположительной форме, то есть в виде одной или нескольких конкурирующих гипотез. Условия проверяемости гипотезы предполагают ее дедуктивное развертывание: из положений-посылок гипотезы по правилам дедуктивного вывода получают следствия, принципиально проверяемые в эксперименте. Необходимость таких процедур объясняется тем, что высказываются суждения о сущностных отношениях, непосредственно недоступных наблюдению, требующих догадки, воображения.

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 расчетной схемы алгоритма (модели), ее изучение, анализ, разработку теоретических положений,

Как в социально-экономических и гуманитарных, так и в естественных и технических науках часто используют исторический метод познания. Этот метод предполагает исследование возникновения, формирования и развития объектов в хронологической последовательности, в результате чего исследователь получает дополнительные знания об изучаемом объекте (явлении) в процессе его развития.

Исторический метод требует мысленного воспроизведения конкретного исторического процесса развития. Его специфика обусловливается особенностями самого исторического процесса: последовательностью событий во времени и проявлением исторической необходимости через множество случайных событий.

 Необходимо подчеркнуть, что науки, строящие теорию на основе диалектики исторического и логического, сохраняющие тесную связь с эмпирией, не имеющие возможности вводить математические модели, пользоваться гипотетико-дедуктивным методом, не должны оцениваться как несовершенные, "не дотягивающие" до строгой научности. Можно лишь говорить о специфике познавательных средств и методов этих наук.

Доказательность - основное требование научного знания. Под доказательством в широком смысле слова понимают любую процедуру установления истинности какого-либо суждения при помощи логических рассуждений или посредством чувственного восприятия некоторых физических предметов и явлений. В узком смысле доказательство предполагает установление объективной истины посредством всего аппарата методологических средств.

Доказательства в широком смысле часто используются в гуманитарных науках, к ним относятся и эмпирические доказательства в естественных науках, основанные на данных наблюдений и экспериментов.

Доказательства в узком смысле слова обычно используются в логике, математике, теоретической физике. Такие доказательства представляют собой цепочки правильных умозаключений, ведущих от истинных посылок (исходных для данного доказательства суждений) к доказываемым (заключительным) тезисам. Истинность посылок при этом не обосновывается в самом доказательстве, а каким-либо образом устанавливается заранее.