Современное естествознание и методология научного познания

Механизм процесса абстрагирования сложен, состоит из двух ступеней органически связанных друг с другом. На первой ступени этого процесса, называемой «подставкой процессу абстрагирования», посредством методов анализа и сравнения различаются друг от друга существенные и несущественные стороны интересующие исследователя явления и отбирается одна или несколько существенных сторон. На этой ступени абстрагирования осуществляется оценка разных сторон явлений и их связей, а также определение их общих и существенных сторон. Например, подготовительная работа, проводимая для формирования абстракции «масса», требует, чтобы был определен признак, считающийся общим для всех материальных образований. Этот признак, как известно – свойство инерции, присущий всем телам.

Одна из существенных проблем подготовки к акту абстрагирования заключается в обнаружении независимости изучаемого явления от определенных факторов. Например, если мы в ходе абстрагирования определим независимость явления А от формы фактора V, тем самым мы можем отвлечься от хода процесса, теоретически рассматривая это последнее явление А как несущественный фактор.[6]

Вторая ступень процесса абстрагирования состоит в реализации возможности абстракции, определенной ранее. Сущность этой ступени, называемой «акт абстрагирования» или «отвлечения» состоит в том, что в данной ситуации какой-либо реальный объект О1 согласно своим свойствам и отношениям становится скуднее О1; какой либо объект О2, выступающий как его абстрактная модель, его заменяет. Например, в астрономических расчетах, отвлекшись от измерения планет, заменили их «материальной точкой», в решении электростатических задач отвлекшись от измерения линий электропередачи заменили их «точечным зарядом».

Выше мы отметили, что в процессе абстрагирования создаются абстракции, формирующие понятийную форму логического познания. Основная гносеологическая функция процесса абстрагирования и абстракций, являющихся его естественным результатом, состоит в замене существующего в познании сложного объекта познания более простыми понятиями, в систематизации существующих знаний и упорядочении их определенным правилам.[7]

Использующиеся в эмпирических и теоретических исследованиях процессы абстрагирования имеют разные характеры. В зависимости от природы изучаемого объекта и поставленной перед исследованием цели в различных областях науки используются различные виды абстрагирования. В современной науке известны следующие виды абстрагирования: отождествления, изолирования, конструктивирования, актуальной бесконечности, потенциальной реализации.[8]

1. В абстракции отождествления абстрактное понятие, отвлекшись от различительных сторон предметов одинакового качества, создает их путем объединения, отождествления. Абстрагирование отождествления особенно широко применяются в математике, где ему предоставляется широкая область для изучения разнообразных многочленов. Например, такие понятия в математике, как «положительные целые числа», «натуральные числа» возникли только благодаря абстрагированию отождествления.

2. В абстрагировании изолирования происходит отбор отдельных свойств и отношений предметов и обозначение их определенными «именами». Такого вида абстракциями являются, например, понятия «белизна», «растворимость», «проводимость», «надежность» и другие.

3. Сущность абстрагирования конструктивирования заключается в отвлечении от неопределенных границ объектов, в так называемом одном из видов «огрубелости» действительности.

4. Сущность одного из основных математических и логических абстрагировани1 – абстрагирования бесконечности состоит в завершении процесса создания бесконечного множества, в отвлечении от неопределенности, порождающей эту бесконечность и совокупность всех ее элементов в отдельном списке. Абстрагирование актуальной бесконечности в математике предоставило возможность создать понятия «множество натуральных чисел» и «множество целых чисел» и других понятий об актуально бесконечных множествах.

5. Сущность абстрагирования перехода в потенциальную жизнь, широко применяемого в математике и в логике, заключается в «отвлечении от реальных границ наших конструктивных возможностей, обусловленных замкнутостью нашей жизни в рамках пространства и времени».[9]

Среди эмпирическо-теоретических методов научного исследования особое место занимают анализ и синтез, индукция и дедукция. Метод анализа согласно своему содержанию – совокупность закономерностей и способов, использующихся для разделения целого, или какого-либо сложного явления на его составляющие части признаки, связи.

Синтез же – совокупность способов и закономерностей, предоставляющая возможность для полного мысленного объединения раздельных частей и чуждых элементов предмета. В процессе синтеза точно определяется роль и место каждой части, формирующей целое, и познается проявление в конкретных условиях. Если в процессе анализа мысленно переходят от конкретного к абстрактному, от единства к множеству, от сложного к простому, то в ходе процесса синтеза направление идет от абстрактного к конкретному, от общего к частному, от простого к сложному.

Анализ и синтез не является исследовательскими способами, действующих отдельно друг от друга. Ф.Энгельс так охарактеризовал диалектическую связь анализа и синтеза: «насколько мышление состоит из объединения связанных друг с другом чуждых элементов, настолько сознание состоит из распада объектов на чуждые элементы. Анализ не может быть синтезом. Во-вторых, если мышление не сбивается с толку, оно сможет объединиться в единое целое с элементами сознания, когда как это единство не присутствовало ранее в этих элементах и а их реальных примерах».[10]

Конкретные проявления взаимосвязи анализа и синтеза находят себя в следующих сторонах: прежде всего, анализ и синтез взаимно обусловлены друг с другом. Это говорит о том, что для реализации анализа сам предмет должен быть представлен в полном виде, в виде синтеза всех сторон и отношений. И, наоборот, синтез становится реальным только в том случае, когда уже осуществлен анализ предмета.

Во-вторых, синтез и анализ не только требуют друг друга, они также сопровождают друг друга в процессе конкретного познания. Например, при изучении электрических и тепловых свойств разных материалов не только отбираются их отдельные свойства, но и эти свойства закрепляются в соответствующих понятиях (например, теплопроводность, плотность, твердость, сопротивление и т.д.) и эти материалы согласно выбранным свойствам делят на проводники, полупроводники и диэлектрики. Таким образом, цель анализа заключается не только «в расчленении рассматриваемого явления, но также в придаче его отдельным частям «абстрактной формы»».

В научном исследовании особенно широко распространены эмпирический, возвратный и структурно-генетический виды анализа и синтеза.

Применяемый на начальной стадии процесса познания процесс эмпирического анализа и синтеза анализ мысленно разделяет объект на отдельные элементы (или свойства), а также синтез выступает как мысленное объединение заново в единое целое этих элементов. В возвратном анализе и синтезе преследуется цель выяснить причины явления. В отличие от эмпирического анализа и синтеза возвратный анализ и синтез, предоставляя возможность перехода от несущественной общности к существенной общности, создает возможность для выяснения природы тех или иных свойств объекта.

«Структурно-генетический» вид анализа и синтеза характеризуется тем, что здесь разделение целого на составные части и объединение заново в единое целое полученных от этого разделения частей связаны с переходом познания от абстрактного к конкретному.

В познании переход от фактов к их теоретическому синтезу реализуется посредством индукции (в переводе с латинского «поощрении») и дедукции (в переводе с латинского языка означает «результат»).

Под индукцией обычно понимается умственное заключение, ведущее от частного к общему. Индукция – такое метод познания, с помощью которого происходит движение мысли от относительно менее общих положений к более общим положениям. Объективную основу индуктивного умственного заключения формирует повторение реальных явлений и их общих признаков. Например, из рассуждений о том, что:

окружность – коническое сечение

эллипс – коническое сечение

гипербола – коническое сечение

вытекает следующий общий вывод: две упорядоченные прямые образуют коническое сечение. Как видно, в данном случае умственное заключение, полученное на основе индуктивного метода трансформации мысли, направленно от частного к общему.

Метод научного познания, противоположный индукции – дедукция. Дедукция – умственное заключение, ведущее от общих фактов и частному. Например: всем металлам свойственно электрическое сопротивление. Медь - металл. Из рассуждения вытекает вывод: меди свойственно электрическое сопротивление. Полученное заключение о каком-либо элементе множества - дедуктивное умственное заключение, использующееся для обоснования знаний об общих свойствах множества.

Из всего сказанного выше об индукции и дедукции становится ясным, что, являясь эмпирическо-теоретическими методами исследования, индукция и дедукция стали методами разных тенденций, в истинном смысле слова диалектическими противоположностями. Однако противоположность индукции и дедукции заключается не только в том, что индукция – это движение мысли от частного к общему, а дедукция – от общего к частному, это отличие заключается также в том, что на основе метода индукции приобретаются вероятные знания с разной степенью знания. Существенное различие индукции от дедукции также в том, что индукция – способ обобщения полученных в ходе научного познания фактов, эмпирических методов; дедукция же – способ создания предположений и теории, считающихся высшими формами организации знания. Однако, не смотря на целый ряд существенных различий между ними, нельзя противопоставлять друг другу индукцию и дедукцию, а также нельзя их метафизически отделять друг от друга. Эти методы в научном познании находятся в органической связи друг с другом, а также взаимно дополняют друг друга. Ф.Энгельс так выразил диалектическую связь этих методов: «Индукция и дедукция так же как синтез и анализ неизбежно связаны друг с другом. Вместо того, чтобы однозначно превозносить один метод за счет другого, необходимо стараться каждый применять уместно; этого можно достичь только в том случае, когда не упускается из виду их связь друг с другом и их дополнение друг другом».[11]

Одним из эмпирическо-теоретических методов научного познания является также моделирование.

Моделирование – вовсе не новое достижение науки. Великий мыслитель Востока и врач Ибн Сина еще тысячу лет назад использовал глаз быка как модель для лечения глазной болезни катаракты у человека. Однако не смотря на это только в наше время моделирование приобрело важное методологическое и эвристическое значение и превратилось в отдельный предмет естественно-научного и философского исследования. Моделирование – такой способ научного исследования, посредством которого при изучении какого-либо процесса исследование направляется на рассуждение о характере аналогичного, сложного процесса. Примерами моделей могут служить географические и топографические карты, на которых изображены определенные части нашей планеты или весь земной шар; формулы, отражающие химический состав и структуру молекул.

Для выяснения познавательной роли и гносеологического развития моделирования необходимо выяснить другую проблему общего плана – роль посредничества познания в научном исследовании.

Известно, что классическая схема процесса познания содержит два компонента – объект познания и субъект познания.

Процесс, который можно назвать непосредственным познанием, проходит по следующей схеме: объект познания D субъект познания.  Однако, приобретенный человечеством посредством непосредственного познания знания оказались очень ничтожными и поверхностными. Поэтому по сравнению с непосредственным познанием, содержащим объект познания и субъект познания, непосредственное познание, содержащее третий компонент, с гносеологической точки зрения оказалось более продуктивным. Этот третий компонент процесса познания, который значительно обогатил существующие знания об окружающем мире, являлся всеми природными и искусственными предметами, которые с целью изучения свойств объекта располагались между самим исследователем и объектом исследования (например, телескоп, микроскоп, радиоактивный изотоп и другие).Система предметов, предоставляющих возможность определить более важные признаки объекта познания, которые не смогли обнаружить в процессе непосредственного познания, называется средствами познания. Принимая во внимание все вышесказанное, схематически процесс непосредственного познания можно изобразить так:

Субъект познания          Средства познания             Объект познания

Анализ классической схемы процесса познания показывает, что продуктивность познавательной деятельности человека можно увеличить двумя путями: прежде всего путем усиления естественных возможностей, использующихся в процессе познания; во-вторых путем замены объекта познания другим объектом, обладающим по сравнению с ним определенным преимуществом. Первому пути соответствует создание новых приборов установок, второму – использование моделей. Принимая о внимание это последнее положение можно так представить схему непосредственного познания:

Отметим, что использование в одно и тоже время в научном исследовании двух промежуточных средств – прибора и модели не так уж и важно в научном исследовании один их этих кругов обычно не участвует. Однако использование объединенного преимущества обоих средств в процессе познания, значительно, увеличивая научную продуктивность этого процесса, представляет возможность значительно уменьшить не объективность, которой отводится место в оценивании состояния объекта.

Эта краткая гносеологическая характеристика, данная средствам познания, предоставляет возможность перейти непосредственно к анализу метода моделирования.

Основу метода моделирования формирует модель. Под моделью понимаются материальные и идеальные системы, заменяющие объект познания и играющие роль источника дополнительной информации о нем.[12] Главными сторонами, характеризующими модель, являются следующие:

- существует отношение определенного соответствия между объектами и оригиналом, моделирующееся с моделью;

- модель, заменяя объект познания, сама превращается в непосредственный предмет исследования;

- модель, создавая возможность для исследования объекта познания, превращается в средство, свойственное познанию;

- в процессе моделирования модель способна предоставить истинную информацию об объекте познания;

- модель предоставляет возможность переписать полученную в процессе моделирования информацию непосредственно на моделированный объект.[13]

В процессе познания модели выполняют 2 главные гносеологические функции: а) модель – источник информации; б) модель – средство фиксации знания.

Основу первой функции модели формирует ее сходство с оригиналом и это ее свойство описывается понятиями аналогия, изоморфизм, гомоморфизм.

В настоящее время различные модели используются в процессе познания, в различных областях научного мышления. В зависимости от использующегося при изготовлении вида материала модели делятся на 2 большие группы:   1) материальные (или физические) модели; 2) идеальные (или воображаемые) модели. В группу материальных моделей входят модели, нашедшие свое воплощение в металле, дереве, стекле, электромагнитном поле и других материальных предметах. Например, глобус – материальная модель Земного шара. Материальные модели предоставляют возможность изучить структуру, характер и сущность исследуемых процессов.

Идеальные модели в свою очередь делятся на 4 основные группы:

1) наглядно-образные модели (например, атомная модель Резерфорда, различных видов схемы и другие); 2) знаковые модели (например, выраженные химическими символами химические модели – H2O, CH4 и другие); 3) математические модели (например, математические программы, математические формулы и уравнения, графики и другие); 4) теоретические модели, (например, система аксиом эвклидовой геометрии и другие).

Модели играют различные роли в научном познании и применяются обычно в случаях затруднения исследования объекта.

Теоретические методы научного познания.

Среди мысленных процессов, использующихся в научном познании, идеализация занимает особое место. Органически связанная с операцией абстрагирования идеализация является одним из продуктивных способов и основных видов теоретического исследования. В процессе идеализации действительность «упрощается», «обедняется», в рассматриваемой ситуации присущие предмету маловажные или неважные параметры и признаки отбрасываются в сторону и не принимаются во внимание. Этот процесс связан с созданием мысленных объектов, идеализированных теоретических объектов. С целью научного познания широко используются «идеальные» объекты, которые не существуют в реальности или вообще не могут полностью реализоваться. Примерами идеализированных объектов могут служить такие физические понятия, как «абсолютно твердое тело», «абсолютно темное тело», «идеальный газ», «точечный груз», «материальная точка», «источник точечного света», «несжимаемая жидкость», «идеальный раствор», а также математические понятия – «точка», «прямая линия», «плоскость», «угол», «равносторонний треугольник» и другие. Даже если в действительности таких объектов и нет, процесс их мысленного монтирования приобретает существенное познавательное значение. Процесс монтирования подобного рода теоретических объектов называется идеализацией.

Процесс мысленного монтирования идеальных объектов непременно требует операции абстрагирования сознания. Например, создавая идеальный объект «абсолютно твердое тело» мы абстрагируемся (отвлекаемся) от способности деформироваться под воздействием внешних сил, которая присуща реальным предметам. Говоря «абсолютно темное тело», то есть предмет который полностью поглощает энергию падающего на него света, мы абстрагируемся от факта, что все реальные тела в меньшей или большей степени обладают способностью отражать  падающие на него лучи света.

Во время идеализации физическим объектам приписываются свойства, несуществующие в природе или которые не могут быть практически реализованы. Например, в физике используются понятие «идеальный газ». «Идеальный газ» - это такой газ, в котором не принимается во внимание взаимное влияние берущих на себя абсолютную эластичность молекул (то есть, от потенциальной энергии) и их реальные размеры. В действительности в природе идеального газа нет, однако, несмотря на это основные законы молекулярно-кинетической теории (закон Авогадро, Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона) изучаются только на основе этого понятия.

Из всего сказанного о методе идеализации становится ясным, что в процессе монтирования идеальных объектов мы непременно должны достичь следующих целей: а) реальные объекты должны отказываться от некоторых свойств, присущих им; б) мысленно прибавить этим объектам нереальные, предполагаемые свойства, которые не могут практически реализоваться. Например, возможность приписать жидкости способность сжиматься под воздействием внешнего давления – это, значит, приписать ей в то же время свойства сжиматься. Процесс идеализации состоит только из диалектического единства этих процессов. Созданные на основе идеализации идеальные объекты стали первым подходом к сложным реальным процессам, несмотря на предположение закономерностей этих процессов – это продуктивный шаг на пути отражения.

В теоретических исследованиях метод формирования также играет существенную роль. Первые попытки сформировать знания на основе этого метода были предприняты математикой (использование специальных знаков) и формальной логикой (разъяснение в структуре умственного заключения). Современная ступень развития формирования связана с применением в различных областях знания идей и методов математической логики. Это применение предоставляет возможность изобразить также области знания в форме формальных символов посредством языка символов вместо обычного языка.

Гносеологический механизм расположен между объектом формирования и результатом познания; очищая процесс познания от чужеродных второстепенных элементов, он обеспечивает синтез научного знания и предоставляет возможность наглядно описать результаты научных и эмпирических поисков в случаях затруднения наглядного восприятия объекта.

В современной науке понятие «формирование» используются в двух значениях. В сравнительно узком смысле слова формирование – метод, предоставляющий возможность решить специальные проблемы, с помощью математических и логических теорий. В сравнительно широком смысле слова формирование – метод изучения содержания и структуры различных объектов посредством знаковых формул, «искусственных языков», в том числе посредством языков математики, математической логики, химии, радиотехники и других языков.

Применение метода формирования в научном познании стало диалектическим процессом и в своем развитии он проходит три этапа. Первый этап формирования состоит в отборе первичных сведений на языке, который был бы понятен всем. Независимо от некоторых соображений этот язык не обязательно должен быть «искусственным», он может быть и естественным. Однако этот самый естественный язык должен быть понимаем всеми и должен быть многозначным.

Второй этап формирования – вторичное использование первичных сведений на основе целого ряда точных правил и соответственное изменение их.

Третий этап формирования – сопоставление полученных результатов с реальностью. На этом этапе проверяется продуктивность формирования и осуществляется оценка формирующих его основу соображений.

Изучение процесса формирования показывает, что этот метод в разных науках развивается по-разному. Это в свою очередь подтверждает его проникновение в разных науках на разные глубины. Таким образом, процесс формирования в настоящее время завершился в формальной логике, и идет к завершению в математической логике. Хотя в настоящее время большинство наук частично используют теории формирования, в которых только некоторые понятия отмечены символами (формализмы).

Результаты анализа метода формирования предоставляют возможность следующим способом оценить гносеологическую эвристическую важность этого метода для научного познания:

- метод формирования обеспечивает общий подход к решению проблем;

- на основе формирования специальных символов и знаков формирование предоставляет возможность использовать научные знания сжатой, лаконичной форме;

- придавая отдельным символам конкретное значение, этот метод устраняет характерную для обычного языка многозначность терминов;

- формирование предоставляет возможность создавать знаковые модели объектов, заменить исследование реальных предметов и процессов изучением этих моделей.

Одним из широко распространенных в формировании научного знания теоретических способов исследования является аксиоматический метод. В настоящее время этот метод особенно широко применяется в математике и в науках, где используется математика (например, «Аксиома» - древнегреческое слово, в переводе обозначает «положительная оценка». Под аксиоматическим методом теоретического построения современной науки понимается такое его построение, когда некоторые предположения принимаются бездоказательно, а все другие знания на основе известных логических законов вытекают из этих предположений. Бездоказательно принимаемые предположения называются аксиомами или постулатами, вытекающие из них дедуктивным методом результаты – теоремами и леммами (вспомогательными теоремами)).

Первичная и простая форма аксиоматического метода появилась в VI в до н.э. и классический итог его был дан в книге Эвклида «Основы».[14] Изучение исторического аспекта аксиоматического метода показывает, что эволюция и усовершенствование этого метода проходит в двух главных направлениях: «прежде всего в направлении обобщения самого метода и во-вторых в направлении развития логического техники, используемой в процессе вывода теорем из аксиом».

В связи с развитием науки аксиоматический метод, приобретающий новые стороны и постоянно совершенствующийся проходит в своем развитии три этапа: 1) содержательный аксиоматический метод; 2) формальный аксиоматический метод; 3) сформированный аксиоматический метод.

Аксиоматический метод применяемый в силлогистике Аристотеля и геометрии Эвклида, был первым этапом исторического развития этого метода – содержательный аксиоматический метод. Переход от содержательного аксиоматического метода к формальному аксиоматическому методу произошел в конце XIX – начале ХХ веков. В отличие от содержательной аксиоматики, которая могла применять результаты только к конкретным областям действительности, в формальной аксиоматике формальная теория, созданная путем абстрагирования от области изучения явлений и конкретного содержания понятий, отражающих эту область, отражает не только конкретную область действительности, но и вообще систему возможных объектов.

С помощью сформированного аксиоматического метода, который формирует третий этап развития аксиоматического метода, исследуемая теория превращается в формализм, то есть в формальное вычисление.

Знания, содержащиеся в системах, заложенных в основе аксиоматического метода, должны отвечать следующим требованиям:

1) Требование непротиворечия. Согласно этому требованию в системе аксиом одно и то же предположение в одно и то же время не может быть и утверждение и отрицанием.

2) Требование цельности. Согласно этому требованию формирующееся в системе аксиом предположение в рамках этой системы должно быть либо доказано, либо отвергнуто.

3) Требование независимости аксиом друг от друга. Согласно требованию одна из аксиом не может вытекать из другой как заключение.

Аксиоматический метод – важное средство формирования современного научного знания. Этот метод, точно определяющий использующихся в теории понятия и обеспечивающий, серьезность рассуждений, систематизируя существующие знания, освобождает их от ненужных элементов, облегчает работу по созданию системы знаний и устраняет двузначность и всякого рода противоречия. Аксиоматический метод также предоставляет возможность контролировать ход рассуждений и на основе этого создать внутреннюю связь отдельно расположенных понятий и теорий.

[1] См.: Капица. Будущее науки. В кн.: Наука о науках. М., 1966, с.120.

[2] См.: Микешина Л.А. Детерминация естественнонаучного познания, Изд. ЛГУ, 1977, с. 29-30.

[3] См.: Герцен А.И. Избранные философские произведения. Том 1, с.97.

[4] См.: Уэллс Г. Диалектическая логика и кризис мысли. В кн.: Современная прогрессивная философская и социологическая мысль в США. М., 1977, с.230.

[5] См.: Рузавин Г.И. Методы научного исследования. Изд.»Мысль», М., 1978, с.68.

[6] См.: Розов М.А. Научная абстракция и ее виды. Новосибисрск, 1965, с.15.

[7] См.: Рузавин Г.И. О природе математического знания. Изд. «Мысль», М.: 1968, с. 815.

[8] См.: Горский Д.П. Вопросы абстракции и образование понятий. М., 1961.

[9] См.: Марков А.А. Теория алгоритмов. «Труда математического института им. В.А.Стеклова», т.Х, II.

          Изд. АН СССР, М.-Л., 1954, с.15.

[10] Энгельс Ф. Анти-Дюринг. Азернешр,Б б., 1967, с.38.

[11] Энгельс Ф. Диалектика природы, Азернешр, 1966, с .199.

[12] См.: Брудный А. Модель и ее возможности. В кн.: «Проблема модели в философии и естествознании».

           Изд. «Имем», Фрунзе, 1969, с.35.

[13] См.: Хагер Н. Этапы формирования моделей. Москва-Берлин, 1982, с.129.

[14] См.: Черняк В.С. Философские вопросы эволюции аксиоматического метода. В кн.: Проблемы философии и

           методологии современного естествознания, Изд. «Наука», М.1973, с.389.

Страницы: 1, 2, 3