2. Основні методи наукового природознавства

Будь-який науковий метод розробляється на основі певної теорії, яка тим самим виступає його необхідною передумовою. Ефективність того чи іншого методу обумовлена ​​змістовністю, глибиною, фундаментальністю теорії. Тим самим теорія і метод одночасно і тотожні, і різні. Їх схожість полягає в тому, що вони в своїй єдності є аналог, відбиток самої дійсності.

Будучи єдиними у своїй взаємодії, теорія і метод не відокремлені жорстко один від одного, але і не зовсім тотожні. Вони взаємопереходів і взаімопревращается один в одного: теорія, відображаючи дійсність, перетворюється, трансформується у метод за допомогою розробки, формулювання випливають з неї принципів, правил і прийомів, які повертаються в теорію (а через неї і в практику), бо суб'єкт застосовує їх в якості регулятивов, приписів, в ході пізнання і зміни навколишнього світу з його власними законами.

У сучасному природознавстві різноманітні наукові методи розмежовуються за реальними підставами. Тут насамперед виділяються ті методи, які використовуються на різних рівнях наукового дослідження, а саме - на емпіричному та теоретичному рівнях. Вихідним тут є емпіричний рівень дослідження. Тут виявилася ціла група методів. Розглянемо найважливіші з них.

Першим по праву відзначають в цьому списку спостереження, як цілеспрямоване і організоване сприйняття зовнішнього світу, що доставляє первинний матеріал для наукового дослідження. Спостереження буває простим і складним, безпосереднім і опосередкованим, що змикається з експериментом. Спостереження припускає можливість використання приладів та інструментів, компенсуючи таким чином природну обмеженість людських органів чуття. Однак при цьому в деяких випадках (наприклад, при вивченні явищ мікросвіту) виникає додаткова необхідність обліку "обурює" впливу приладів на спостережуваний об'єкт. Все це змушує дослідників коригувати результати спостережень, по можливості дублювати їх і підтверджувати іншою інформацією про об'єкт.

Спостереження є, таким чином, первинним і елементарним пізнавальним процесом на емпіричному рівні пізнання.

Точність і визначеність спостереження може бути істотно підвищена за допомогою виміру об'єкта, його властивостей і відносин. Вимірювання являє собою фізичний процес визначення чисельного значення деякої величини шляхом порівняння її з еталоном.

Спостереження, особливо з включенням в нього вимірювання, може наштовхнути дослідника на припущення про необхідну і закономірною, зв'язку, однак само по собі воно зовсім недостатньо для, затвердження та докази такого зв'язку. Звичайно, опосередкованість сприйняття органів почуттів за допомогою приладів та інструментів, необмежено розширює можливості спостереження, але не долає деяких інших недоліків. Так, у спостереженні зберігається залежність спостерігача від досліджуваного процесу або явища. Спостерігач не може, залишаючись у межах спостереження, змінювати об'єкт, регулювати і необмежено відтворювати умови спостереження, словом, управляти об'єктом і здійснювати суворий контроль над ним, і в цьому сенсі його активність у спостереженні носить відносний характер.

Спостереження як метод пізнання застосовується там, де неможливий або дуже ускладнений експеримент (астрономія, гідрологія і т.д.), або там, де поставлено завдання дослідження природного функціонування чи поведінки об'єкта (психологія, соціологія і т.д.). Спостереження припускає наявність програми дослідження, формується на основі минулого досвіду, минулих спостережень, встановлених фактів, прийнятих концепцій і т.д.

Прийнято вважати, що спостереження складається з наступних процедур: 1) визначення завдання і цілі (для чого, з якою метою?); 2) вибір об'єкта, предмета і ситуації (що спостерігати?), 3) вибір способу спостереження (як спостерігати?) ; 4) вибір способів реєстрації спостережуваного явища (як вести запис?); 5) обробка та інтерпретація отриманої інформації (який результат?).

Завданнями спостереження можуть бути попередня орієнтування в об'єкті; висунення гіпотези, її перевірка; уточнення результатів, отриманих за допомогою інших методів; ілюстрації,

Спостережувані ситуації поділяються на природні та експериментальні, керовані і некеровані спостерігачем, спонтанні та організовані, стандартні і нестандартні, нормальні і екстремальні і т.д.

Спосіб спостереження визначається завданням, об'єктом і ситуацією. У гуманітарних дисциплінах виділяється особливий тип - включене спостереження, коли спостерігач стає членом випробуваної групи. Крім того, спостереження може бути відкритим і прихованим. За впорядкованості спостереження можуть бути випадковими і систематичними, суцільними і вибірковими; за характером фіксації - констатуючими, що оцінюють і змішаними. У психології як метод дослідження використовується самоспостереження (інтроспекція), що є окремим випадком спостереження.

Спостереження як метод пізнання має недоліки. Особистісні особливості дослідника, установки, інтереси, психологічні стани можуть значно впливати на результати спостереження.

Спотворення сприйманого об'єкта тим значніше, чим сильніше дослідник орієнтований на підтвердження своєї гіпотези. У результаті відбувається сприйняття тільки частини того, що відбувається.

Для досягнення об'єктивності результатів спостереження необхідно дотримання ряду нормативних вимог. Перше необхідне (хоча і недостатня) умова отримання об'єктивних даних спостереження - вимога інтерсуб'єктивності, тобто дані спостереження мають бути отримані і зафіксовані іншими спостерігачами.

Іноді в науці вживається словосполучення "дані спостереження". Може здатися, що вони дані досліднику в готовому вигляді. Як правило, вони є результатом наукового дослідження. Дані спостереження повинні бути очищені від усіляких нашарувань: науку цікавлять тільки об'єктивні, інтерсуб'ектівний дані. В якості таких у неї включаються не відчуття і сприйняття людини, а результати їх раціональної переробки, що є синтезом чуттєвих сприйнять з теоретичними уявленнями. Обробка даних відбувається як шляхом їх переробки з позицій теоретичних уявлень, так і за допомогою статистичної теорії помилок спостереження. Дані піддаються стандартизації і систематизації, зводяться в таблиці, діаграми, графіки.

У науковому пізнанні спостереження покликане виконувати такі основні функції: 1) забезпечення емпіричної інформацією, необхідної для постановки проблем і висунення гіпотез, 2) перевірка гіпотез і теорій, 3) в термінах спостереження відбувається зіставлення результатів, отриманих у ході теоретичного дослідження, перевіряється їх адекватність і істинність.

На відміну від спостереження експеримент характеризується цілеспрямованим впливом на об'єкт дослідження. Експеримент є однією зі сфер людської практики, в якій піддається перевірці істинність висунутих гіпотез або виявляються закономірності об'єктивного світу. Експеримент - це метод наукового пізнання, який характеризується активним втручанням дослідника в досліджуваний процес. Експериментальне вивчення об'єкта чи явища має певні переваги в порівнянні з наглядом, тому що дозволяє вивчати явища в "чистому вигляді" за допомогою усунення побічних факторів; при необхідності випробування можуть повторюватися і організовуватися так, щоб дослідити окремі властивості об'єкта, а не їх сукупність. Основна мета експериментального дослідження - отримання принципово нової інформації. Експеримент складніше спостереження, він відкриває великі пізнавальні можливості для дослідника, ніж спостереження.

До числа важливих проблем, які потребують залучення експериментального методу, відноситься, насамперед, досвідчена перевірка гіпотез і теорій. Це найбільш істотна функція експерименту в науковому дослідженні. Не менш важливу роль відіграє експеримент при формуванні нових гіпотез і теоретичних уявлень.

Якою б експеримент, однак, ні здійснювався, він завжди виступає лише певним ланкою в процесі наукового, дослідження. План проведення експерименту, інтерпретація його результатів вимагають звернення до теорії. Без теорії неможливий ніякий експериментальне дослідження.

Єдиної класифікації експериментів не існує. Однак виділено і описано безліч типів та видів експериментального дослідження. За характером досліджуваного об'єкта прийнято розрізняти фізичні, біологічні і т.п. експерименти. За основною мети розрізняють перевірочні (емпірична перевірка деякої гіпотези, теорії) та пошукові (збір необхідної емпіричної інформації для побудови або уточнення будь-якої здогади, гіпотези).

Експеримент називають прямим, якщо об'єктом служить безпосередньо реально існуючий предмет або процес. У тих випадках, коли пряме експериментальне дослідження самого об'єкта неможливе або утруднене, економічно недоцільно або чому-небудь небажано, вдаються до так званого модельного експерименту, в якому дослідженню піддається вже не сам об'єкт, а заміщає його модель.

Модель - реально існуюча або подумки яка надається система, яка, заміщаючи в пізнавальних процесах оригінал, знаходиться з ним у відношенні подібності (подібності). Моделі можуть бути матеріальними і уявними. Результати, отримані при вивченні моделей (наприклад, випробування моделей турбін, гребель і т.д.), надалі узагальнюються на самі предмети.

Останнім часом широкого поширення набули експерименти з використанням ЕОМ. Вони важливі тоді, коли реальні системи не допускають ні прямого експериментування, ні експериментування з допомогою матеріальних моделей. За допомогою ЕОМ "програються" ситуації завдяки побудові логіко-математичної моделі досліджуваної системи.

За методом і результату експерименти поділяються на якісні і кількісні. Якісні експерименти, як правило, робляться для виявлення впливу тих чи інших факторів на досліджуваний процес без встановлення точної кількісної залежності між ними. Зазвичай вони носять пошуковий характер.

Кількісні експерименти проводяться для забезпечення точного вимірювання всіх істотних факторів, які впливають на поведінку досліджуваного об'єкта або хід процесу. Зазвичай якісні і кількісні експерименти представляють послідовні етапи в пізнанні явищ і характеризують ступінь проникнення в сутність цих явищ.

Розглянемо другу групу методів емпіричного рівня, що передбачають роботу з отриманою емпіричної інформацією-науковими фактами, які необхідно опрацювати, систематизувати, здійснити первинне узагальнення і т.д.

Це – аналіз і синтез, індукція і дедукція, аналогія, систематизація класифікація. Застосовуючи дану групу методів, дослідник працює вже з самим знанням, не звертаючись безпосередньо до подій дійсності, впорядковуючи отримані дані, прагнучи знайти закономірні стосунки, висловити припущення про існування цих відносин.

Вивчення наукових фактів починається з їх аналізу. Аналіз - метод пізнання за допомогою розчленовування чи розкладання предметів дослідження (об'єктів, властивостей і т.д.) на складові частини. Розкладання має на меті перехід від вивчення цілого до дослідження його частин і здійснюється за допомогою абстрагування від зв'язків частин один з одним, тобто від структури об'єкту.

Але аналіз не є кінцевою метою наукового дослідження, яке прагне відтворити ціле, зрозуміти його внутрішню структуру, характер його функціонування, закон його розвитку. Ця мета досягається наступним теоретичним і практичним синтезом.

Синтез - метод дослідження, що складається в з'єднанні, відтворенні зв'язків окремих частин, елементів складного явища і осягненні цілого в єдності. Аналіз і синтез мають свої об'єктивні основи в будові і закономірності самого матеріального світу. У об'єктивної дійсності існують ціле та його частини, єдність і відмінності, безперервність і дискретність, постійно відбуваються процеси розпаду і з'єднання, руйнування і створення. У всіх науках здійснюється аналітико-синтетична діяльність, при цьому в природознавстві вона може здійснюватися не тільки подумки, а й практично.

Аналіз і синтез взаємно передбачають і доповнюють один одного. У кінцевому рахунку, аналіз передбачає синтез, а синтез неможливий без попереднього аналізу системи.

Просте розкладання будь-яких об'єктів на окремі частини, не має на меті розуміння об'єкта як цілого, строго кажучи, не є аналітичним процесом. Дитина, що розбиває іграшку для того, щоб з'ясувати, що у неї всередині, не здійснює аналізу, а робить можливим тільки доступ до об'єкта пізнання. Інша річ, коли дослідник здійснює розчленування зразка для вивчення, скажімо, його хімічного складу. Склад зразка виступає вже як цілісна його характеристика. У цьому випадку доречно говорити про процес аналізу.

За своєю сутністю аналіз завжди виступає як метод пізнання цілого, а не просто окремих його елементів. Тому він не тільки неможливий без синтезу, але з самого початку його припускає. Вивчення ж окремих елементів є тільки момент в процесі пізнання цілого.

Сам перехід від аналізу фактів до теоретичного синтезу здійснюється за допомогою методів, які, доповнюючи один одного, складають зміст цього складного стрибка. Одним з таких методів є індукція - метод переходу від знання окремих фактів до знання загального, до емпіричного узагальнення і встановлення загального положення, що відображає закон або іншу істотну зв'язок. Характерним для досвідчених наук методом дослідження є індукція. В основі індукції лежать індуктивні умовиводи.

Безпосередня основа індуктивного умовиводу - повторюваність ознак у ряду предметів певного класу. Висновок за індукції представляє собою висновок про загальні властивості всіх предметів, що відносяться до даного класу, на підставі спостереження досить широкого безлічі одиничних фактів. У індукції використано положення про те, що у всякому науковому явище є щось спільне, що виступає як об'єктивна закономірність. Індуктивний висновок спрямований на виявлення цієї закономірності.

Прийнято розрізняти повну і неповну індукцію. У свою чергу, остання поділяється на такі види: 1) індукція через просте перерахування (популярна індукція), 2) індукція через відбір фактів із загальної маси за певним правилом; 3) наукова індукція, здійснювана на основі знання причинних зв'язків явищ в рамках досліджуваного класу .

У повній індукції загальний висновок будується на підставі дослідження всіх предметів (явищ) даного класу. Оскільки вивченню підлягає повний набір предметів із заданого класу, то отримане умовивід має характер достовірного висновку.

Метод неповної індукції у формі популярної індукції застосовується в слабо формалізованих наукових дисциплінах. Суть популярної (перечіслітельной) індукції полягає в наступному: загальний висновок будується на підставі спостереження обмеженого безлічі фактів, якщо серед останніх немає таких, які суперечать індуктивному узагальненню. Тому досягнута таким шляхом істина неповна, бо завжди залишається можливість натрапити на факт, який спростовує висновок.

Індукція через відбір фактів по заздалегідь заданому правилу знаходить широке застосування у статистичних методах оцінки. Так, при оцінці якості партії товарів, як правило, немає необхідності перевіряти всі вироби, які входять в партію. Для цього за певними правилами формують деяку контрольну групу і за результатами її вивчення судять про якість всієї партії виробів.

Як би не були розвинені методи індукції, наукове пізнання не може обійтися без дедуктивного методу, що полягає в переході від деяких загальних посилок до приватних результатами - наслідків. относится к классу М, значит, m обладает свойством Р. Умовивід за дедукції побудовано за такою схемою: всі предмети класу М володіють властивістю Р, а предмет m відноситься до класу М, значить, m має властивість Р.

Не зовсім вірно зводити дедуктивний метод лише до дедуктивного висновку. Спрямованість думки від загального до приватного може характеризувати цілу систему наукових досліджень. Так, вся класична механіка з її додатками до явищ природи і техніки побудована на основі трьох законів І. Ньютона,

Під дедукцією розуміють метод переходу від загальних суджень до приватних, а також необхідне дотримання з одних висловлювань - посилок - інших висловлювань з допомогою законів і правил логіки. Необхідний характер проходження робить одержуване знання не вірогідним, а достовірним.

Зростання ролі дедукції в науковому пізнанні пов'язане з тим, що наукове дослідження все частіше стикається з явищами, недоступними безпосередньому сприйняттю (мікросвіт, метагалактики, минулі епохи в розвитку людства і т.д.). У процесі дослідження такого роду явищ все частіше звертаються до постулированию яких-небудь загальних положень, висунення різного роду наукових гіпотез і теорій з тим, щоб дедуктивно виводяться з них слідства можна було зіставити з спостерігаються або експериментально встановлюваними фактами, У подібних випадках дедукція незамінна. Вона вигідно відрізняється від інших методів пізнання тим, що при істинності вихідного знання, представленого у формі посилок, вона дає можливість отримати нове істинне знання.

Хоча в сучасному науковому пізнанні спостерігається розширення сфери застосування дедуктивних методів, їх роль не слід перебільшувати, так само як і роль індуктивних методів. Роль дедуктивних методів обмежена тим, що вони не дозволяють отримати змістовно нового знання. У дедуктивному виведенні, по суті справи, немає нічого такого, що не містилося б уже в посилках. Дедукція є лише спосіб логічного розгортання деякої системи положень на базі вихідного знання, спосіб виявлення конкретного змісту прийнятих посилок.

У процесі наукового пізнання індуктивні і дедуктивні методи тісно пов'язані. Індуктивні методи мають велике значення в науках, безпосередньо спираються на досвід, у той час як дедуктивні методи мають першорядне значення в теоретичних науках як. засіб їх логічного упорядкування та побудови, як методи пояснення та передбачення.

Для обробки та узагальнення фактів у науковому дослідженні широко застосовуються класифікаційні методи. Класифікація дозволяє вирішувати цілий ряд пізнавальних завдань: звести розмаїття матеріалу до порівняно невеликого числа утворень (класів, типів, форм, видів, груп і т.д.); виявити вихідні одиниці аналізу та розробити систему відповідних понять і термінів; виявити регулярності, стійкі ознаки і відносини, в кінцевому рахунку, - емпіричні закономірності, підвести підсумки попередніх досліджень і передбачити існування раніше невідомих об'єктів або їх властивостей, розкрити нові зв'язки і залежності між уже відомими об'єктами.

"Доброю" класифікацією прийнято вважати ту, яка об'єднує в один клас об'єкти, максимально подібні один з одним в істотних ознаках, є стійкою і гнучкою для свого збереження в умовах появи нових об'єктів дослідження. Одночасно вона повинна бути зручна в обігу і забезпечувати порівняно легкий пошук потрібних об'єктів або потрібної інформації про них.

Класифікації виражаються у вигляді текстів на природній мові, різного роду таблиць, схем. Значення класифікації велике в науках, пов'язаних з різноманіттям досліджуваних об'єктів (біологія, географія, геологія і т.д.). За допомогою класифікації фіксуються закономірні зв'язки між класами об'єктів для визначення місця об'єкта в системі, узагальнюються результати у розвитку певної галузі знання, здійснюється перехід від емпіричного етапу в розвитку науки до теоретичного, передвіщаються властивості ще не знайдених в дійсності елементів. Яскравий приклад-періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, яка дала можливість передбачити властивості ще не відкритих хімічних елементів.

Одним з методів наукового пізнання є аналогія, за допомогою якої досягається знання про предмети та явища на підставі того, що вони мають схожість з іншими. Ступінь ймовірності (достовірності) умовиводів за аналогією залежить від кількості подібних ознак у порівнюваних явищ (чим їх більше, тим більшу ймовірність має висновок).

Застосування методу аналогії у пізнавальному процесі вимагає певної обережності. Чітке виявлення умов його ефективного функціонування не так просто. Історія науки свідчить про різне ставлення до висновку за аналогією як методу отримання нових знань з боку дослідників. Одні з них бачили в ньому надійний засіб отримання достовірних знань, тим більше, що стикатися з аналогією, по суті справи, доводиться в будь-якому науковому дослідженні.

Інші дослідники відмовляли висновку за аналогією в ролі надійного засобу пізнання, Негативне ставлення до нього зумовлено відсутністю жорстких процедур, що дозволяють здійснити перенесення знання з одного порівнюваного об'єкта на інший. Можливість їх розробки для будь-яких пізнавальних ситуацій представляється проблематичним і понині.

Аналогія знаходиться в основі методу моделювання. Модель є аналог свого прототипу і при перенесенні знання з моделі на прототип, по суті справи, використовується умовивід за аналогією.

У тих випадках, коли можлива розробка чітко сформульованих правил перенесення знань з моделі на прототип, умовивід за аналогією знаходить доказову силу. В якості такої системи правил в технічних науках широко використовується теорія подібності. Тому в ряді областей знання, стосовно до певних типів завдань, метод аналогії може бути суворим і достовірним. У загальному ж випадку цього сказати не можна, але необхідно прагнути виявляти умови аналогією, при яких коректність виведення за аналогією підвищується.

У науковому пізнанні виділяються якісна аналогія, кількісна аналогія, структурно-логічна аналогія. Цінність методу аналогії істотно зростає при його використанні разом з іншими методами наукового дослідження.

Застосування розглянутих методів обробки фактичного матеріалу може привести до виявлення деякої об'єктивної закономірності, до узагальнень на емпіричному рівні. Однак дослідник все ще залишається на емпіричному рівні пізнання, оскільки і гіпотеза, і закон - це поки емпіричні форми знання. У чому їх гносеологічні особливості?

Специфіка емпіричної гіпотези полягає в тому, що вона є імовірнісним знанням; носить описовий характер, тобто містить припущення про те, як веде себе об'єкт, але не пояснює чому; узагальнює результати безпосереднього спостереження і висуває припущення про характер емпіричних залежностей; формулюється засобами мови, що містить терміни спостереження. Приклади таких гіпотез: "чим сильніше тертя, тим більша кількість тепла виділяється", "метали розширюються при нагріванні" та ін

Емпіричний закон - це найбільш розвинена форма емпіричного знання, що фіксує кількісні та інші залежності, отримані дослідним шляхом, при зіставленні фактів спостереження і експерименту. У цьому його відмінність як форми знання від теоретичного закону, який формулюється в результаті теоретичних міркувань.

Дослідження останніх десятиліть | показали, що теорію не можна отримати в результаті індуктивного узагальнення та систематизації фактів, вона не виникає як логічний наслідок, механізми її створення та побудови мають іншу природу, припускають стрибок,, перехід на якісно інший рівень пізнання, що вимагає творчості та таланту дослідника .

До теоретичного рівня пізнання відносять всі ті форми відображення, в яких у логічно пов'язаної формі відображаються об'єктивні закони та інші загальні, необхідні і суттєві зв'язки об'єктивного світу, а також одержані за допомогою логічних засобів висновки або випливають з теоретичних посилок слідства. Теоретичний рівень являє собою різні етапи, кроки, щаблі опосередкованого пізнання дійсності.

Методи і форми пізнання теоретичного рівня також можна розбити на дві групи і відобразити в таблицях.

Перша група - це методи і форми пізнання, за допомогою яких створюється ідеалізований об'єкт, в якому сутнісні відносини постають як би в "чистому" вигляді. Друга група - методи побудови, обгрунтування і перевірки гіпотези, що набуває статус теорії.

До методів побудови і дослідження теоретичного об'єкта тут ставляться абстрагування, ідеалізація, формалізація, уявний експеримент і моделювання. Форми теоретичного пізнання представлені поняттями, ідеями та принципами, ідеальними моделями, законами, а також аксіомами і постулатами.

Абстрагування - є уявне відволікання від несуттєвих властивостей, зв'язків, відносин предметів і виділення сторін, що цікавлять дослідника. Абстрагування, як правило, здійснюється у два етапи. На першому етапі визначаються істотні властивості, зв'язки і т.д. На другому-досліджуваний об'єкт замінюють іншим, більш простим, що представляє собою спрощену модель, що зберігає головне. Жодне дослідження не обходиться без абстракції, так як абстракція дає можливість, досліджуючи вийшов ідеальний об'єкт, який став представником класу об'єктів, переносити отримані дані на весь клас.

Очевидно, що залежно від мети, предмета, а також вихідної концепції дослідження створюються різні абстракції одного і того ж об'єкта. У цих випадках ми маємо справу з різними способами ідеалізації реальних об'єктів. У методології науки існує метод ідеалізації, заснований на абстрагуванні, але передбачає уявне конструювання таких об'єктів, в яких те чи інше властивість, стан представлені в граничному вигляді.

Ідеалізація - це уявне конструювання об'єктів, які практично нездійсненні (наприклад, ідеальний газ, абсолютно тверде тіло). У результаті ідеалізації реальні об'єкти позбавляються деяких притаманних їм властивостей і наділяються гіпотетичними властивостями.

З такими ж об'єктами має справу і уявний експеримент - специфічний теоретичний метод, конструює ідеалізовані, нездійсненні ситуації і стану, який досліджує процеси в "чистому вигляді" Особливість цього методу в тому, що він дозволяє вченому спертися на чуттєві уявлення, зробити наочними ідеалізований об'єкт і процес , поняття теорії наповнити чуттєвим змістом. В уявному експерименті, наприклад, може брати участь візок, що рухається без опору навколишнього середовища; ракети, що летять зі швидкістю світла; ліфти, що падають у безповітряний простір і т п.

У тих випадках, коли об'єкт, що вивчається недоступний для прямого втручання дослідника або таке втручання з ряду причин недоцільно, вдаються до методу моделювання. Сутність моделювання як методу пізнання полягає в заміщенні об'єкта дослідження моделлю. В якості моделі можуть бути використані об'єкти як природного, так і штучного походження. Моделювання передбачає перенесення дослідницької діяльності на інший об'єкт, який виступає в ролі заступника досліджуваного об'єкта. Об'єкт-заступник називається моделлю, а об'єкт дослідження - оригіналом (прототипом).

Для всіх наукових моделей характерним є те, що вони виступають заступником об'єкта дослідження, Моделі знаходяться з останнім у такому подібності (відповідно), яке дозволяє отримати нове знання про даний об'єкт. Абстрактно-теоретично можливі будь-які види моделей. Традиційним є поділ моделей на матеріальні та ідеальні. Разом з тим, такий поділ доповнюється розподілом їх на предметно-подібні (речові, субстанціональні і т.д.) і символічні (математичні, знакові і т.д.), Моделі можна поділяти на об'єктні (подібність установлюється між об'єктом-моделлю і об'єктом -прототипом) і діяльні (подібність установлюється між видами діяльності, до яких включено модель і прототип).

Універсальність методу моделювання означає його придатність до всіх областей та етапам наукового дослідження,

Уявні моделі поділяються на образні (іконічні) і знакові (символічні). Прикладом подібної моделі може служити планетарна модель атома, а знаковою - структурні формули класичної хімії. Виділяють також змішані моделі, що поєднують елементи образотворчості та знаковості.

Уявні моделі виконують одночасно функції спрощення, ідеалізації, відображення та заміщення реально існуючих складних об'єктів. По мірі затвердження, доповнення, деталізації уявні моделі стають основою наукової теорії (моделі атомів, газів і т.д.). Подібні моделі застосовуються і в громадських дисциплінах (модель простого товарного господарства і т.д.).

Найважливішим засобом побудови і дослідження ідеалізованого теоретичного об'єкта є формалізація. Формалізація представляє собою відображення об'єкта чи явища у знаковій формі будь-яких штучної мови (математики, хімії і т.д.) та забезпечення можливості дослідження реальних об'єктів і їх властивостей через дослідження відповідних знаків.

Введення символіки забезпечує повноту огляду певній галузі проблем, стислість і чіткість фіксації знання дозволяє уникнути багатозначності термінів.

Створення алгоритмічних формалізованих описів має не тільки власне пізнавальну цінність, але є умовою для використання на теоретичному рівні наукового пізнання математичного моделювання. Математична модель є знакова структура, що має справу з абстрактними об'єктами - математичними величинами, поняттями, відносинами, які допускають різні інтерпретації. Одна і та ж модель може застосовуватися у різних науках. Значення математичної моделі при розробці теорії визначається тим, що вона, відображаючи певні властивості і відносини оригіналу, заміщає його в певному відношенні і дає нову, більш глибоку і повну інформацію про оригінал. Математична модель, як правило, має вигляд рівняння або системи рівнянь різного типу разом з необхідними для її вирішення початковими і граничними умовами, значеннями коефіцієнтів рівнянь та іншими параметрами. Побудова ідеального об'єкта і подальше його дослідження завершують перехід від емпіричного рівня до теоретичного.

Теоретичне дослідження об'єкта орієнтоване на використання аксіоматичного, гіпотетико-дедуктивного, історичного методів та методу наукового доведення.

Аксіоматичний метод являє собою спосіб побудови теорії, при якому в її основу кладуться деякі її положення - аксіоми або постулати - з яких всі інші положення теорії виводяться шляхом міркувань, званих доказами.

Правила, за якими мають проводитися ці міркування, розглядаються в логіці - у вченні про дедукції. Всі поняття, з якими мають справу в доказах, крім невеликого числа первинних понять, вводяться на основі визначень, які роз'яснюють їх сенс через раніше введені або відомі поняття.

У аксіоматичному методі деякі твердження (аксіоми) приймаються без доказів і потім використовуються для одержання інших знань за певними логічними правилами. Загальновідомою, наприклад, є аксіома про паралельні лінії (не перетинаються), яка прийнята в геометрії без доказу.

Аксіоматичні системи побудовані для всіх основних розділів сучасної математики і логіки. Якщо аксіоматичний метод застосовується до емпіричного - природничо-та суспільно-наукового знання, то в якості вихідних положень використовуються гіпотези, тобто твердження, стосовно яких у ході розвитку теорії може бути доведена їх істинність або хибність.

При застосуванні до емпіричного знання аксіоматичний метод виступає як гіпотетико-дедуктивний метод. Даний метод знаходить широке застосування в біології, психології, лінгвістиці.

Сутність гіпотетико-дедуктивного методу розгортання та обгрунтування теорії полягає в наступному. Пояснення причин і закономірностей емпірично досліджуваних явищ висловлюється спочатку в ймовірнісної, імовірною формі, тобто у вигляді однієї або кількох конкуруючих гіпотез. Умови можливості перевірки гіпотези припускають її дедуктивне розгортання: з положень-посилок гіпотези за правилами дедуктивного виведення отримують слідства, принципово перевіряються в експерименті. Необхідність таких процедур пояснюється тим, що висловлюються судження про сутнісних відносинах, безпосередньо недоступних спостереження, що вимагають здогадки, уяви.

Гіпотетичний метод пізнання передбачає розробку наукової гіпотези на основі вивчення фізичної, хімічної і т.п. сутності досліджуваного явища за допомогою описаних вище способів пізнання і потім формулювання гіпотези, складання розрахункової схеми алгоритму (моделі), її вивчення, аналіз, розробку теоретичних положень,

Як у соціально-економічних і гуманітарних, так і в природничих і технічних науках часто використовують історичний метод пізнання. Цей метод передбачає дослідження виникнення, формування та розвитку об'єктів у хронологічній послідовності, в результаті чого дослідник отримує додаткові знання про досліджуваному об'єкті (явище) в процесі його розвитку.

Історичний метод вимагає уявного відтворення конкретного історичного процесу розвитку. Його специфіка обумовлюється особливостями самого історичного процесу: послідовністю подій у часі і виявом історичної необхідності через безліч випадкових подій.

Необхідно підкреслити, що науки, які будують теорію на основі діалектики історичного і логічного, що зберігають тісний зв'язок з емпірією, не мають можливості вводити математичні моделі, користуватися гіпотетико-дедуктивним методом, не повинні оцінюватися як недосконалі, "не дотягують" до строгої науковості. Можна лише говорити про специфіку пізнавальних засобів і методів цих наук.

Доказовість - основна вимога наукового знання. Під доказом у широкому сенсі слова розуміють будь-яку процедуру встановлення істинності якого-небудь судження за допомогою логічних міркувань або за допомогою чуттєвого сприйняття деяких фізичних предметів і явищ. У вузькому сенсі доказ передбачає встановлення об'єктивної істини за допомогою всього апарату методологічних засобів.

Докази в широкому сенсі часто використовуються в гуманітарних науках, до них належать і емпіричні докази в природничих науках, засновані на даних спостережень і експериментів.

Докази у вузькому сенсі слова зазвичай використовуються в логіці, математиці, теоретичній фізиці. Такі докази є ланцюжки правильних висновків, що ведуть від істинних посилок (вихідних для даного доказу суджень) до доводимо (заключним) тез. Істинність посилок при цьому не обгрунтовується в самому доказі, а яким-небудь чином встановлюється заздалегідь.