ДОСЛІДНИЦЬКІ ПРИНЦИПИ НАУКИ. МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ
1. Основні історичні етапи виникнення та розвитку наукових знань
Поява наукового знання сягає своїм корінням у глибоке минуле, до часів, коли було нагромаджено певний мінімум знань, які почали передаватись людьми у різних видах їхньої практичної діяльності.
Першим практично зорієнтованим науковим знанням була математика, яка виникла в Стародавньому Єгипті й Месопотамії. Математичні знання цих народів не розділялись на математичні дисципліни, а були об`єднані за практичним призначенням відповідного роду діяльності. Чиста, або теоретична, математика утворилась на основі застосування теоретичного способу систематизації математичного знання – логічного доказу, тобто переходу від одних положень до інших. Математика як форма теоретичної свідомості виникла в VI ст. до н.е. у Стародавній Греції. Визначення поняття науки вперше було дано Аристотелем. Він виділив науку як особливу форму знання задля самого знання і вважав, що одержання таких знань є вищою метою людської діяльності.
У період Середньовіччя в феодальній Європі виникло вчення про природу, яке служило в той час релігії. Але пізніше наукові ідеї Коперника здійснили переворот у науці. Вони завдали удару по схоластиці, і наука звільнилась від теології та перейшла в самостійне ідеальне буття.
Подальший розвиток науки призвів до синтезу теоретичних і емпіричних методів дослідження, що є характерним і для науки сьогодення. Засновником нового індуктивного методу дослідження став Ф. Бекон. Наука, за Беконом, є історичним продуктом людської діяльності.
Відносно цільової орієнтації науки у суспільстві в історичному її генезисі можна виділити три основних періоди:
– особистісно-світоглядну орієнтацію науки (від її виникнення до Галілея і Ньютона); основна мета першого періоду – формування загального уявлення про світ і місце в ньому людини;
– технологічну, матеріально-виробничу орієнтацію науки (починаючи з XVII ст. і до сучасності); за результатами вона була революційною як для техніки, так і для самої науки;
– суто особистісну орієнтацію, спрямовану на розвиток інтелектуального творчого потенціалу особистості (сучасний етап); якщо розвиток виробництва в XIX ст. здійснювався, в основному, за рахунок удосконалення машин і технологічних процесів, то в наш час він рухається вперед завдяки інтелектуальному розвитку самої людини, що є провідним фактором зростання матеріального виробництва.
Розвиток наук у сучасному суспільстві спричиняє «вертикальну» інтеграцію науки
– тенденцію до все більшого зближення науки з практикою, а в зв`язку з цим – до зближення між фундаментальними і прикладними науками, поглиблення процесів диференціації та інтеграції наукового знання. Результатом диференціації є поява окремих теоретичних систем і відокремлення їх у самостійні галузі науки з власними предметом, мовою і методами. Розвиток будь-якої галузі науки здійснюється впродовж чотирьох послідовних етапів:
– започаткування науки;
– період початкового формування і розвитку ідей, який характеризується «вибуховим» зростанням інформації;
– період експлуатації ідей, коли кількість авторів і публікацій зростає, але темпи цього зростання знижуються;
– період насичення: галузь вичерпує себе, основні ідеї переходять у підручники, а далі можливий розпад на декілька галузей або зникнення як самостійної галузі досліджень.
Хід розвитку науки визначають наукові революції.
Наукова революція (НР) призводить до корінного зламу системи основних наукових понять, теорій, принципів і законів. Відбувається повна перебудова методу мислення вчених, самого способу розуміння і трактування пізнавального світу.
Функція руйнування існуючої системи наукових понять має негативний, критичний характер. Руйнується вся система старих понять, теорій, принципів і законів певної науки для усунення основної перешкоди на шляху формування і прийняття нових поглядів, нового способу мислення вчених, для проникнення в науку нових ідей і положень.
Функція вироблення, обґрунтування й утвердження в науці системи нових понять, теорій, принципів і законів, а разом із цим – нового мислення, сприйняття, розуміння світу. Ця функція є найважливішою і має позитивний, конструктивний та творчий характер. Наприклад, у ХХ ст. внаслідок науково-технічних революцій виникли такі галузі науки, як радіо-, електротехніка, електроніка, кібернетика, космонавтика та ін.
2. Особливості наукового пізнання
Наукове пізнання виникло на етапі розвитку людства, коли відбувся суспільний розподіл праці, тобто відокремлення розумової праці від фізичної й перетворення розумової праці на відносно самостійну сферу діяльності.
Наукове пізнання – це самостійна, цілеспрямована діяльність, яка складається з таких компонентів:
– пізнавальної діяльності спеціально підготовлених груп людей, які досягли певного рівня знань, навичок, розуміння, виробили відповідні світоглядні та методологічні настанови;
– об`єктів пізнання; – предмета пізнання;
– особливих методів та засобів пізнання;
– сформованих логічних форм пізнання та мовних засобів;
– результатів пізнання, що виражаються в законах, теоріях, наукових гіпотезах;
– цілей, що спрямовані на досягнення істинного знання.
У науковому пізнанні головна роль належить раціональному мисленню. Крім його основних форм (поняття, судження, умовивід), які функціонують і на донауковому рівні пізнання, створюються і набувають відносної самостійності такі форми та засоби, як ідея, проблема, гіпотеза, концепція, закон, теорія.
Ідея – відображає зв`язки та закономірності дійсності й спрямована на її перетворення, а також поєднує істинне знання про дійсність і суб`єктивну мету її перетворення.
Наукова ідея – інтуїтивне пояснення явища без проміжної аргументації, без усвідомлення всієї сукупності зв`язків, на основі яких робиться висновок. Вона базується на набутих знаннях, але розкриваєраніше не виявлені закономірності. Свою специфічну матеріальність ідея знаходить у гіпотезі.
Проблема – це форма та засіб наукового пізнання, в яких поєднуються два змістовних елементи: знання про незнання і передбачення можливості наукового відкриття.
Гіпотеза – це форма та засіб наукового пізнання, за допомогою яких формується один з можливих варіантів розв`язання проблеми, істинність якого ще не з`ясована і не доведена. Якщо гіпотеза узгоджується з фактами, що спостерігаються, то в науці її називають теорією або законом. З накопиченням нових фактів одна гіпотеза може бути замінена іншою лише у тому випадку, коли ці нові факти не можна пояснити попередньою гіпотезою або вони суперечать їй. При цьому часто попередня гіпотеза не відкидається повністю, а тільки виправляється й уточнюється. В ході уточнення і виправлення гіпотеза перетворюється на закон.
Концепція – це форма та засіб наукового пізнання, яка є способом розуміння, пояснення, тлумачення основної ідеї теорії. Це науково обґрунтований та в основному доведений вираз змісту майбутньої теорії, який ще не є логічною системою точних наукових понять.
Закон – це внутрішньо суттєвий зв`язок між явищами, який обумовлює їх необхідний закономірний розвиток. Закон виявляє визначений стійкий зв`язок між явищами або властивостями матеріальних об`єктів.
Парадокс (у широкому розумінні) – це твердження, що різко розходиться зі загальноприйнятим, заперечує те, що вважається «безумовно правильним».
Парадокс (у вузькому розумінні) – це протилежні твердження, для кожного з яких є переконливі аргументи. Парадоксальність є характерною рисою сучасного наукового пізнання світу. Наявність парадоксів свідчить про неспроможність існуючих теорій та необхідність подальшого їх удосконалення. Виявлення і вилучення парадоксів стало в сучасній науці звичайною справою. Основні їх шляхи такі:
– усунення помилок у логіці доведень;
– удосконалення вихідних міркувань у певній системі знань.
Теорія (від лат. theoreo – розглядаю) – система узагальненого знання, тлумачення тих чи інших явищ дійсності. Теорія є уявним відображенням івідтворенням реальної дійсності. Вона виникає у результаті узагальнення пізнавальної діяльності й практики. Це узагальнений досвід у свідомості людей.
Наукова теорія – система достовірних, глибоких та конкретних знань про дійсність, що має струнку логічну структуру та дає цілісне уявлення про об`єкт. Загалом процес наукового теоретичного дослідження можна розділити на такі етапи:
- виникнення ідей, формування понять, міркувань;
- висування гіпотез;
- узагальнення наукових фактів;
- доведення правильності гіпотез і міркувань, тобто формування законів і теорій.
Структуру теорії формують принципи, аксіоми, закони, судження, положення, поняття, категорії й факти.
Під принципом у науковій теорії розуміють найабстрактніше визначення ідеї (початкова форма систематизації). Принцип – це правило, що виникає у результаті суб`єктивно обдуманого досвіду людей. Вихідні положення наукової теорії називають постулатами, або аксіомами.
Аксіома (постулат) – це положення, яке береться за вихідне для певної теорії й з якого формують усі наступні пропозиції й висновки теорії за попередньо фіксованими правилами. У сучасній логіці й методології науки постулат і аксіома завжди використовуються як еквівалентні. Теорія є найбільш розвинутою формою узагальненого наукового пізнання. Вона містить не тільки знання основних законів, а й пояснення фактів на їх основі.
Теорія дозволяє відкривати нові закони і передбачати майбутнє
3. Принципи та методи наукового пізнання
Сучасна наука керується трьома основними принципами пізнання: принципом детермінізму, принципом відповідності і принципом субсидіарності.
Принцип детермінізму, будучи загальнонауковим, організовує побудову знання в конкретних науках. Детермінізм виступає, перш за все, у формі причинності як сукупності обставин, які передують у часі якійнебудь даній події і викликають її. Тобто, має місце зв'язок явищ і процесів, коли одне явище, процес (причина) за певних умов породжує, виробляє інше явище, процес (наслідок).
Сучасне розуміння принципу детермінізму передбачає наявність різноманітних об'єктивно існуючих форм взаємозв'язку явищ, багато з яких виражаються у вигляді співвідношень, що не мають безпосередньо причинного характеру, тобто прямо не містять моменту породження одного іншим. Сюди входять просторові і тимчасові кореляції, функціональні залежності і т.д.
Принцип відповідності означає наступність наукових теорій. Нові теоретичні знання бувають корисні для розвитку науки, але якщо вони не будуть співвідноситися з колишніми, то наука перестане бути цілісною.
Сутність принципу додатковості полягає в наступному: відтворення цілісності явища вимагає застосування в пізнанні взаємовиключних «додаткових» класів понять. За допомогою додатковості встановлюється еквівалентність між класами понять, комплексно описують суперечливі ситуації в різних сферах пізнання (загальне розуміння принципу додатковості).
Метод – це спосіб досягнення поставленої мети. Метод об`єднує суб`єктивні та об`єктивні аспекти пізнання. Метод є об`єктивним, оскільки дозволяє відображати дійсність та її взаємозв`язки. Отже, метод є програмою побудови і практичного застосування теорії. Одночасно з цим метод суб`єктивний, оскільки є знаряддям думки дослідника та включає в себе його суб`єктивні особливості.
Методи досліджень бувають: загальні, що діють у всіх галузях науки і на всіх етапах дослідження; загальнонаукові, тобто придатні для всіх наук; часткові – для певних наук; спеціальні – для однієї специфічної науки. Такий поділ методів завжди умовний, оскільки в міру розвитку пізнання науковий метод може переходити з однієї категорії в іншу.
Загальнонаукові методи – це система принципів, прийомів, що мають загальний, універсальний характер, є абстрактними, суворо нерегламентовані, не піддаються формалізації та математизації; використовуються в усіх чи майже в усіх науках з урахуванням особливостей конкретних об’єктів дослідження.
Загальнонаукові методи поділяються на:
– методи емпіричного дослідження (спостереження, порівняння, вимірювання, експеримент);
– методи, що використовуються як на емпіричному, так і на теоретичному рівні дослідження (абстрагування, аналіз і синтез, індукція та дедукція, моделювання та ін.);
– методи теоретичного дослідження (сходження від абстрактного до конкретного, ідеалізація, формалізація, аксіоматичний метод).
На емпіричному рівні переважає живе споглядання (чуттєве пізнання), раціональний момент тут наявний, але має підпорядковане значення. Тому досліджуваний об’єкт відображається переважно з боку зовнішніх зв’язків та проявів, що доступні живому спогляданню. Збирання фактів, їх первинний опис, узагальнення, систематизація – характерні ознаки емпіричного пізнання.
Теоретичний рівень дослідження пов’язаний з більш глибоким аналізом фактів, з проникненням у сутність досліджуваних явищ, з пізнанням та формулюванням законів, тобто з поясненням реальної дійсності.
Кожен науковий метод має відповідати таким критеріям:
– ясність – загальнозрозумілість методу;
– детермінованість – сувора послідовність використання методу;
– націленість – підпорядкованість методу досягненню певної мети, розв’язанню певних конкретних завдань;
– результативність – здатність методу забезпечувати досягнення певної мети;
– надійність – здатність методу з великою ймовірністю забезпечувати отримання бажаного результату;
– економічність – здатність методу добиватися певних результатів із найменшими витратами засобів і часу.
До основних загальнонаукових методів пізнання відносять:
– спостереження – це спосіб безпосереднього вивчення предметів і явищ за допомогою органів чуття без втручання в процес з боку дослідника;
– порівняння – це виявлення відмінностей між об`єктами матеріального світу або знаходження в них спільного за допомогою органів чуття чи спеціальних пристроїв;
– підрахунок – це знаходження числа, що визначає кількісне співвідношення однотипних об`єктів або їх параметрів, котрі характеризують ті чи інші властивості;
– вимірювання – це фізичний процес визначення числового значення певної величини шляхом порівняння її з еталоном;
– експеримент – це одна із сфер людської практики, в результаті якої перевіряється істинність гіпотез або виявляються закономірності об`єктивного світу. Під час експерименту дослідник втручається в процес, який він вивчає, з метою пізнання. При цьому одні умови досліду ізолюються, інші виключаються, а деякі підсилюються або послаблюються;
– узагальнення – визначення загального поняття, в якому відображається головне або основне, що характеризує об`єкти певного класу. Це засіб для утворення нових наукових понять, формулювання законів і теорій;
– абстрагування – це відвертання уваги в думках від несуттєвих властивостей, зв`язків, відношень предметів і виділення декількох сторін, що цікавлять дослідника. Абстрагування, як правило, здійснюється у два етапи. На першому етапі визначаються несуттєві властивості, зв`язки тощо, на другому – досліджуваний об`єкт замінюють іншим, більш простим, тобто спрощеною моделлю, яка зберігає головне в складному. Розрізняють такі види абстрагування: ототожнювання (утворення понять шляхом об`єднання предметів, виділених за своїми властивостями, в особливий клас); ізолювання (відокремлення властивостей, невід`ємно пов`язаних з предметами); конструктивізація (не береться до уваги невизначеність між реальними об`єктами); припущення можливого здійснення;
– формалізацію – відображення об`єкта або явища в знаковій формі певної спеціальної мови (математики, фізики, хімії тощо) і забезпечення можливості дослідження реальних об`єктів та їх властивостей через формальне дослідження відповідних знаків;
– аксіоматичний метод – спосіб побудови наукової теорії, при якому деякі твердження (аксіоми) приймаються без доведень і тоді використовуються для отримання решти знань (за певними логічними правилами);
– аналіз – метод пізнання, при якому предмет дослідження (об`єкт, властивості тощо) розкладається на окремі складові частини. У зв`язку з цим аналіз лежить в основі аналітичного методу досліджень;
– синтез – це поєднання окремих сторін предмета дослідження в єдине ціле. Аналіз і синтез взаємозв`язані та уособлюють єдність протилежностей. Розрізняють такі види аналізу і синтезу: прямий, або емпіричний, метод (використовують для виділення окремих частин об`єкта); елементно-теоретичний метод (базується на уявленнях про причинно-наслідкові зв`язки різних явищ); структурно-генетичний метод (вилучення із складного явища таких елементів, які створюють вирішальний вплив на решту сторін об`єкта);
– гіпотетичний метод пізнання передбачає розробку наукової гіпотези на основі вивчення фізичної, хімічної чи будь-якої іншої суті досліджуваного явища за допомогою описаних вище способів пізнання. Потім формулюються гіпотези, складається розрахункова схема алгоритму (моделі), здійснюється її вивчення, аналіз і розробка теоретичних положень.
Важливими поняттями в теорії пізнання є індукція – умовивід від фактів до деякої гіпотези, та дедукція – умовивід, в якому висновок про деякий елемент множини робиться на основі знань загальних властивостей всієї множини. Найважливіше правило дедукції формулюється так: «Якщо із висловлювання А слідує висловлювання В, а висловлювання А є істинним, то В також є істинним».
Одним із методів наукового пізнання є аналогія, за допомогою якої одержують знання про предмети і явища на основі їх подібності з іншими.
Як у соціально-економічних, так і в технічних дослідженнях часто використовують історичний метод пізнання. Цей метод передбачає дослідження виникнення, формування і розвитку об`єктів у хронологічній послідовності, в результаті чого дослідник одержує додаткове знання про процес, який вивчає.
При гіпотетичному методі пізнання дослідник часто звертається до ідеалізації – створення в думках об`єктів, які практично нездійсненні (наприклад, ідеальний газ, абсолютне тверде тіло). У результаті ідеалізації реальні об`єкти позбавляються деяких властивостей і наділяються гіпотетичними властивостями.
Під час дослідження окремих систем з різного виду зв`язками, що характеризуються як безперервністю та детермінованістю, так і дискретністю та випадковістю, використовуються системні методи (дослідження операцій, теорія масового обслуговування, теорія керування, теорія множин тощо).
4. Рівні методів наукових досліджень
Залежно від мети, завдання досліджень і необхідних результатів, методи наукового пізнання умовно поділяють на декілька рівнів: емпіричний, експериментально-теоретичний, теоретичний і метатеоретичний.
Методи емпіричного рівня: спостереження, порівняння, рахунок, вимірювання, тести, метод проб і помилок та ін. Методи цієї групи конкретно пов`язані з явищами, що вивчаються, і використовуються на етапі формування наукової гіпотези.
Методи експериментально-теоретичного рівня: експеримент, аналіз і синтез, індукція і дедукція, моделювання, гіпотетичний, історичний та логічний методи. Вони допомагають досліднику виявити ті чи інші достовірні факти та об`єктивні прояви під час дослідження процесів. За допомогою цих методів здійснюється накопичення фактів та їх перехресна перевірка. Варто зазначити, що факти мають науково-пізнавальну цінність тільки в тих випадках, коли вони систематизовані, між ними розкриті невипадкові залежності та визначені причини наслідків. Таким чином, завдання виявлення істини потребує не тільки збору фактів, а й правильного їх теоретичного оброблення. Початкова систематизація фактів та їх аналіз виконуються вже в процесі спостережень, міркувань, експериментів, бо ці методи включають у себе не тільки чуттєве сприйняття предметів і явищ, але й їх відбір, класифікацію, обдумування сприйнятого матеріалу, його фіксування.
Методи теоретичного рівня: абстрагування, ідеалізація, формалізація, аналіз і синтез, індукція і дедукція, аксіоматика, узагальнення та ін. На теоретичному рівні проводяться логічні дослідження зібраних фактів, розробка понять, суджень та виконання умовиводів. У процесі цієї роботи співвідносяться попередні наукові уявлення з новими, що виникають. На теоретичному рівні наукове мислення звільняється від емпіричного опису, створюється теоретичне узагальнення. Таким чином, новий теоретичний зміст знань надбудовується над емпіричними знаннями. На теоретичному рівні пізнання науковці використовують логічні методи подібності або відмінності, розробляють нові системи знань або вирішують завдання подальшого узгодження теоретично розроблених систем з накопиченими новими експериментальними результатами.
До методів метатеоретичного рівня відносять тільки діалектичний метод і метод системного аналізу. З допомогою цих методів досліджуються власне теорії й розробляються шляхи їх побудови, вивчається система положень і понять певної теорії, з`ясовуються межі її застосування, способи запровадження нових понять, обґрунтовуються шляхи синтезу декількох теорій. Центральним завданням цього рівня досліджень є пізнання умов формалізації наукових теорій і вироблення формалізованих мов, так званих метамов.
У процесі розвитку технічних наук наукові дослідження виконуються на двох рівнях: емпіричному та теоретичному. Рівні відрізняються глибиною, повнотою і всебічністю дослідження об`єкта; цілями, методами досягнення та способами вираження знань; ступенем значимості в них чуттєвого та раціонального пізнання. На емпіричному рівні здійснюються спостереження за об`єктами, фіксуються факти, проводяться експерименти, виявляються емпіричні співвідношення та закономірні зв`язки між окремими явищами. На теоретичному рівні створюються системи знань, теорії, в яких розкриваються загальні та необхідні зв`язки, формулюються закони в їх системній єдності та цілісності.
На емпіричному рівні пізнавальною функцією є описова характеристика явищ, а результатом – наукові факти, певна сумативність знань, сукупність емпіричних узагальнень, встановлення закономірних зв`язків між окремими явищами, тобто домінує чуттєво-сенситивний компонент у пізнанні.
На теоретичному рівні досліджень головним завданням є розкриття суттєвих причин та зв`язків між явищами, а пізнавальною функцією – пояснення явищ у формі законів, теорій, теоретичних систем та системних законів. На цьому рівні домінує раціональне пізнання.
Методи обох рівнів органічно взаємопов`язані й взаємно зумовлюють один одного у цілісній структурі наукового пізнання. Емпіричне переходить у теоретичне, а те, що спочатку було теоретичним, на більш високому етапі розвитку, стає емпірично доступним.