Теоретичні методи дослідження
Методом в науці називають спосіб побудови знання, форму практичного і теоретичного освоєння дійсності. Френсіс Бекон порівнював метод зі світильником, який висвітлює подорожньому дорогу в темряві: “Навіть кульгавий, що йде по дорозі, випереджає того, хто йде без дороги”. Правильно вибраний метод повинен бути ясним, логічним, вести до визначеної мети, давати результат. Вчення про систему методів називають методологією.
Методи пізнання, які використовують у науковій діяльності, – це емпіричні (практичні, експериментальні) – спостереження, експеримент і теоретичні (логічні, раціональні) – аналіз, синтез, порівняння, класифікація, систематизація, абстрагування, узагальнення, моделювання, індукція, дедукція. У реальному науковому пізнанні ці методи використовують завжди в єдності. Наприклад, при розробці експерименту потрібно попереднє теоретичне осмислення проблеми, формулювання гіпотези дослідження, а після проведення експерименту необхідна обробка результатів з використанням математичних методів. Розглянемо особливості деяких теоретичних методів пізнання.
Наприклад, всіх учнів старших класів школи можна розділити на підкласи – “дівчата” і “юнаки”. Можна вибрати й інший ознака, наприклад зростання. У цьому випадку класифікацію можливо проводити по-різному: наприклад, виділити кордон зростання 160 см і класифікувати учнів на підкласи “низькі” і “високі” або розбити шкалу зростання на відрізки в 10 см, тоді класифікація буде більш детальна. Якщо порівняти результати такої класифікації за декільком рокам, це дозволить емпіричним шляхом встановити тенденції у фізичному розвитку учнів.
Класифікації та систематизації. Класифікація дозволяє впорядкувати досліджуваний матеріал, групуючи безліч (клас) досліджуваних об’єктів на підмножини (підкласи) у відповідності з обраним ознакою.
Класифікація як метод може бути використана для отримання нових знань і навіть служити основою для побудови нових наукових теорій. У науці зазвичай використовують класифікації одних і тих же об’єктів за різними ознаками залежно від цілей. Однак ознака (підстава для класифікації) вибирається завжди один. Наприклад, хіміки підрозділяють клас “кислоти” на підкласи і за ступенем дисоціації (сильні і слабкі), і по наявності кисню (кислородсодержащие та безкисневі), і за фізичними властивостями (леткі – нелеткі; розчинні – нерозчинні), і за іншими ознаками.
Класифікація може змінюватися в процесі розвитку науки. У середині XX ст. дослідження різних ядерних реакцій привело до відкриття елементарних (неделящіхся) частинок. Спочатку їх стали класифікувати по масі; так з’явилися лептони (дрібні), мезони (проміжні), баріони (великі) і гіперонів (надвеликі). Подальший розвиток фізики показав, що класифікація за масою має мало фізичного сенсу, однак терміни збереглися, в результаті чого з’явилися лептони, значно більш масивні, ніж баріони.
Класифікацію зручно відображати у вигляді таблиць або схем (графів). Наприклад, класифікація планет Сонячної системи, представлена граф-схемою, може виглядати так:
Зверніть увагу на те, що планета Плутон в цій класифікації представляє окремий підклас, не належить ні до планет земної групи, ні до планет-гігантів. Це карликова планета. Вчені відзначають, що Плутон за властивостями схожий на астероїд, яких може бути багато на периферії Сонячної системи.
При вивченні складних систем природи класифікація служить фактично першим кроком до побудови природничо-наукової теорії. Наступним, більш високим рівнем є систематизація (систематика). Систематизація здійснюється на основі класифікації досить великого обсягу матеріалу. При цьому виділяють найбільш істотні ознаки, що дозволяють уявити накопичений матеріал як систему, в якій відображені всі різні взаємозв’язки між об’єктами. Вона необхідна в тих випадках, коли є різноманіття об’єктів і самі об’єкти є складними системами. Результатом систематизації наукових даних є систематика, або, інакше, таксономія. Систематика, як область науки, розвивалася в таких галузях знання, як біологія, геологія, мовознавство, етнографія.
Одиницю систематики називають таксоном. У біології таксони – це, наприклад, тип, клас, сімейство, рід, загін і ін. Вони об’єднані в єдину систему таксонів різного рангу за ієрархічним принципом. Така система включає опис всіх існуючих і вимерлих організмів, з’ясовує шляхи їх еволюції. Якщо вчені знаходять новий вид, то вони повинні підтвердити його місце в загальній системі. Можуть бути внесені зміни і в саму систему, яка залишається розвивається, динамічної. Систематика дозволяє легко орієнтуватися у всьому різноманітті організмів – тільки тварин відомо близько 1500000 видів, а рослин – більше 500 тис. Видів, не рахуючи інші групи організмів. Сучасна біологічна систематика відображає закон Сент-Илера: “Все різноманіття форм життя формує природну таксономічну систему, що складається з ієрархічних груп таксонів різного рангу”.
Індукція і дедукція. Шлях пізнання, при якому на основі систематизації накопиченої інформації – від часткового до загального – роблять висновок про існуючу закономірності, називають індукцією. Цей метод як метод вивчення природи був розроблений англійським філософом Френсісом Беконом. Він писав: “Треба брати якомога більше випадків – як таких, де досліджуване явище є в наявності, так і таких, де воно відсутнє, але де його можна було б очікувати зустріти; потім треба розташувати їх методично… і дати найбільш ймовірне пояснення; нарешті, постаратися перевірити це пояснення подальшим порівнянням з фактами “.
Індукція не єдиний шлях отримання наукового знання про світ. Якщо експериментальна фізика, хімія і біологія будувалися як науки в основному за рахунок індукції, то теоретична фізика, сучасна математика в своїй основі мали систему аксіом – несуперечливих, умоглядних, достовірних з точки зору здорового глузду та рівня історичного розвитку науки тверджень. Тоді знання можна побудувати на цих аксіомах шляхом виведення умовиводів від загального до приватного, переходу від передумови до наслідків. Цей метод називають дедукцією. Його розвивав Рене Декарт – французький філософ і вчений.
Яскравим прикладом отримання знання про один предмет різними шляхами є відкриття законів руху небесних тіл. І. Кеплер на основі великої кількості даних спостережень за рухом планети Марс на початку XVII ст. відкрив методом індукції емпіричні закони руху планет в Сонячній системі. В кінці цього ж століття Ньютон вивів дедуктивним шляхом узагальнені закони руху небесних тіл на основі закону всесвітнього тяжіння.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)