Теоретические методы (методы-операции) .

Анализ – это разложение исследуемого целого на части, выделение отдельных признаков и качеств явления, процесса или отношений явлений, процессов. Процедуры анализа входят органической составной частью во всякое научное исследование и обычно образуют его первую фазу, когда исследователь переходит от нерасчлененного описания изучаемого объекта к выявлению его строения, состава, его свойств и признаков.

Одно и то же явление, процесс можно анализировать во многих аспектах. Всесторонний анализ явления позволяет глубже рассмотреть его.

Синтез – соединение различных элементов, сторон предмета в единое целое (систему). Синтез – не простое суммирование, а смысловое соединение. Если просто соединить явления, между ними не возникнет системы связей, образуется лишь хаотическое накопление отдельных фактов. Синтез противоположен анализу, с которым он неразрывно связан.

Сравнение – это познавательная операция, лежащая в основе суждений о сходстве или различии объектов. С помощью сравнения выявляются количественные и качественные характеристики объектов, осуществляется их классификация, упорядочение и оценка.

Сравнение имеет смысл только в совокупности однородных объектов, образующих класс. Сравнение объектов в том или ином классе осуществляется по принципам, существенным для данного рассмотрения. При этом объекты, сравнимые по одному признаку, могут быть не сравнимы по другим признакам.

Абстрагирование – одна из основных мыслительных операций, позволяющая мысленно вычленить и превратить в самостоятельный объект рассмотрения отдельные стороны, свойства или состояния объекта в чистом виде. Одна из основных функций абстрагирования заключается в выделении общих свойств некоторого множества объектов и в фиксации этих свойств, например, посредством понятий.

Например, возможность восприятия и описания горы как геометрической формы, а движущегося человека — в качестве некой совокупности механических рычагов.

Примеры: для вычисления закономерностей движения планет важны их масса, траектория, скорость движения, расстояние до Солнца, не важны – их химический состав, расстояние до наблюдателя, количество спутников, наличие жизни и многое другое. Масса, скорость – результаты абстрагирования. Для биолога, исследующего, чем питается осьминог, не важно, в акватории какого государства этот осьминог находится, какие силы создают океаническое течение в данном районе. Рацион осьминога – результат абстрагирования.

Конкретизация – процесс, противоположный абстрагированию, то есть нахождение целостного, взаимосвязанного, многостороннего и сложного. Исследователь первоначально образует различные абстракции, а затем на их основе посредством конкретизации воспроизводит эту целостность.

Обобщение позволяет отображать свойства и отношения объектов независимо от частных и случайных условий их наблюдения. Сравнивая с определенной точки зрения объекты некоторой группы, человек находит, выделяет и обозначает словом их одинаковые, общие свойства, которые могут стать содержанием понятия об этой группе, классе объектов.

Отделение общих свойств от частных и обозначение их словом позволяет в сокращенном, сжатом виде охватывать все многообразие объектов, сводить их в определенные классы, а затем посредством абстракций оперировать понятиями без непосредственного обращения к отдельным объектам. Функция обобщения состоит в упорядочении многообразия объектов, их классификации.

Примеры: гелий, неон, аргон и ряд других газов являются химическими элементами и почти никогда не образуют химических соединений с другими элементами, поэтому объединены в группу «инертные газы». Самые различные жидкости подчиняются одним и тем же законам гидродинамики. Литературные произведения, текст которых имеет чёткое ритмическое деление, объединяются понятием «поэзия» (в противоположность прозе).

Формализация – отображение результатов мышления в точных понятиях или утверждениях. В математике и формальной логике под формализацией понимают отображение содержательного знания в знаковой форме или в формализованном языке.

Формализация играет существенную роль в развитии научного знания, поскольку интуитивные понятия, хотя и кажутся более ясными с точки зрения обыденного сознания, мало пригодны для науки: в научном познании нередко нельзя не только разрешить, но даже сформулировать и поставить проблемы до тех пор, пока не будет уточнена структура относящихся к ним понятий.

Примеры: математические, физические формулы, химические уравнения.

Формализация информации о некотором объекте — это ее отражение в определенной форме. Можно еще сказать так: формализация — это сведение содержания к форме. Формулы, описывающие физические процессы, — это формализация этих процессов. Радиосхема электронного устройства — это формализация функционирования этого устройства. Ноты, записанные на нотном листе, — это формализация музыки и т.п.

Существуют два основных вида выводов: индуктивные (индукция) и дедуктивные (дедукция).

Индукция – это умозаключение от частных объектов, явлений к общему выводу, от отдельных фактов к обобщениям.

Примеры: если наблюдения за отдельными тиграми свидетельствуют, что все они предпочитают не объединяться в стаи (как, например, волки), то можно сделать вывод, что это – общая особенность тигров как биологического вида. Если каждый из маятников демонстрирует, что период его колебаний не зависит от величины отклонения, то это можно считать свойством всех маятников.

Дедукция – если свойство присуще всем объектам данного класса и известно, что рассматриваемый объект принадлежит данному классу, то свойство присуще рассматриваемому объекту.

Примеры: известно, что все млекопитающие дышат лёгкими; дельфин – млекопитающее, значит, он дышит лёгкими. Алмаз царапает стекло; этот кусок камня – алмаз, значит, он будет царапать стекло. Все числа, которые делятся на 12 без остатка, делятся и на 3 без остатка; 72 делится на 12 без остатка, значит, оно делится и на 3 без остатка.

Гипотетико-дедуктивный метод. Он заключается в следующем. Выдвигается гипотеза, из которой логически (по принципу дедукции) следуют некоторые выводы – такие, которые можно проверить с опорой на факты. Если эти выводы соответствуют фактам, то вероятность истинности гипотезы повышается, если не соответствуют – значит, гипотеза не верна.

Примеры: если закон всемирного тяготения – истина, то орбита Юпитера должна быть такой-то. В действительности она именно такова – подтверждение закона. Если Земля вращается вокруг Солнца (согласно гелиоцентрической теории Коперника), то у Венеры должны наблюдаться фазы, как у Луны. Это подтвердил Галилей, первым применивший телескоп. Если бы фаз у Венеры не наблюдалось, это было бы доводом, опровергающим гелиоцентрическую теорию Коперника.

Идеализация – мысленное конструирование представлений об объектах, не существующих или неосуществимых в действительности, но таких, для которых существуют прообразы в реальном мире. Примерами понятий, являющихся результатом идеализации, могут быть математические понятия «точка», «прямая»; в физике – «материальная точка», «абсолютно черное тело», «идеальный газ» и т.п.

Аналогия – мыслительная операция, когда знание, полученное из рассмотрения какого- либо одного объекта (модели), переносится на другой, менее изученный или менее доступный для изучения, менее наглядный объект, именуемый прототипом, оригиналом. Открывается возможность переноса информации по аналогии от модели к прототипу.

В этом суть одного из специальных методов теоретического уровня – моделирования. Различие между аналогией и моделированием заключается в том, что, если аналогия является одной из мыслительных операций, то моделирование может рассматриваться в разных случаях и как мыслительная операция и как самостоятельный метод – метод-действие.

Аналогия является нестрогим методом, она, как правило, лишь даёт материал, который потом нужно проверять другими методами. Примеры: большинство веществ в жидком состоянии имеют меньшую плотность, чем в твёрдом. Если мы перенесём это свойство на железо, то будем правы, а если на воду, то ошибёмся. В желудках хищных животных вырабатываются специальные вещества, способствующие перевариванию мяса. Можно предположить, что в растениях-хищниках (например, в росянке, которая переваривает комаров, прилипающих к её листьям) вырабатываются схожие вещества. Химический анализ это подтверждает.

Модель – вспомогательный объект, выбранный или преобразованный в познавательных целях, дающий новую информацию об основном объекте. По характеру моделей выделяют предметное и знаковое (информационное) моделирование.

Предметное моделирование ведется на модели, воспроизводящей определенные геометрические, физические, динамические, либо функциональные характеристики объекта моделирования.

При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы и т.п. Важнейшим видом такого моделирования является математическое моделирование.

Моделирование всегда применяется вместе с другими методами исследования, особенно тесно оно связано с экспериментом. Изучение какого-либо явления на его модели есть особый вид эксперимента – модельный эксперимент, отличающийся от обычного эксперимента тем, что в процессе познания включается «промежуточное звено» – модель, являющаяся одновременно и средством, и объектом экспериментального исследования, заменяющего оригинал.