Методы научных исследований : введение в научный метод
Покупка
Тематика:
Общенаучное знание и теории
Издательство:
Издательский Дом НИТУ «МИСиС»
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 84
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-906846-13-6
Артикул: 754414.01.99
В материале пособия собраны основные сведения о научном методе. В частности, подняты вопросы: как строятся и подтверждаются научные теории, с помощью каких критериев принято разделять научные и ненаучные теории, как ведутся эмпирические исследования, как строится логика научного мышления, как ведется поиск нового научного знания в рамках логических построений. Все описанные методы иллюстрируются примерами из раз- личных областей науки. Пособие предназначено для студентов направления/специальности 21.05.05 «Физические процессы горного или нефтегазового производства». Может быть использовано для самостоятельной работы студентов с проверкой уровня освоения материала по решению задач, приведенных в отдельном разделе.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Специалитет
- 21.05.05: Физические процессы горного или нефтегазового производства
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» № 2756 Кафедра физических процессов горного производства и геоконтроля В.В. Набатов Методы научных исследований Введение в научный метод Учебное пособие Утверждено Методическим советом НИТУ «МИСиС» Москва 2016
УДК 001.8(075.8) Н13 Р е ц е н з е н т ы : д-р техн. наук С.В. Мазеин (Тоннельная ассоциация России); д-р техн. наук, проф. К.С. Коликов (НИТУ «МИСиС») Набатов В.В. Н13 Методы научных исследований : введение в научный метод : учеб. пособие / В.В. Набатов. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2016. – 84 с. ISBN 978-5-906846-13-6 В материале пособия собраны основные сведения о научном методе. В частности, подняты вопросы: как строятся и подтверждаются научные теории, с помощью каких критериев принято разделять научные и ненаучные теории, как ведутся эмпирические исследования, как строится логика научного мышления, как ведется поиск нового научного знания в рамках логических построений. Все описанные методы иллюстрируются примерами из различных областей науки. Пособие предназначено для студентов направления/специальности 21.05.05 «Физические процессы горного или нефтегазового производства». Может быть использовано для самостоятельной работы студентов с проверкой уровня освоения материала по решению задач, приведенных в отдельном разделе. УДК 001.8(075.8) В.В. Набатов, 2016 ISBN 978-5-906846-13-6 НИТУ «МИСиС», 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .................................................................................................... 5 1. Основные определения ........................................................................ 6 2. Методы эмпирических исследований ................................................. 9 2.1. Наблюдение ................................................................................... 9 2.2. Сравнение ..................................................................................... 10 2.3. Измерение .................................................................................... 11 2.4. Эксперимент ................................................................................ 11 2.5. Верификация в науке .................................................................. 11 3. Методы теоретических исследований .............................................. 13 3.1. Принципы построения и подтверждения научной теории. Аксиоматический и гипотетический методы .................................. 13 3.2. Моделирование, абстрагирование, конкретизация, идеализация ......................................................................................... 19 3.3. Формализация .............................................................................. 22 3.4. Обобщение и ограничение ......................................................... 24 4. Требования к научным теориям ........................................................ 29 4.1. Когерентность .............................................................................. 30 4.2. Эвристичность ............................................................................. 30 4.3. Конструктивность ....................................................................... 31 4.4. «Простота» и межтеоретическая согласованность .................. 34 4.5. Фальсифицируемость .................................................................. 38 5. Принципы логического и аналитического мышления в научном методе ...................................................................................................... 44 5.1. Триада: дедукция, индукция, абдукция ..................................... 44 5.1.1. Понятия индукция и дедукция ......................................... 44 5.1.2. Индуктивное мышление в научном методе .................... 46 5.1.3. Пример работы индуктивно-дедуктивного подхода в научной практике ..................................................................... 47 5.1.4. Типы индукций при разработке гипотез ......................... 49 5.1.4.1. Энумеративная и элиминативная индукция ................ 49 5.1.4.2. Статистическая индукция ............................................. 52 5.1.4.3. Научная индукция .......................................................... 53 5.1.5. Абдуктивное мышление ................................................... 56 5.2. Аналогия ...................................................................................... 60 5.2.1. Общие сведения ................................................................ 60 5.2.2. Мышление по аналогии при разработке гипотез ........... 62 5.3. Анализ и синтез ........................................................................... 64
5.3.1. Общие сведения ................................................................ 64 5.3.2. Операция «анализ через синтез» ..................................... 67 5.3.3. Тренировка аналитических способностей ...................... 67 5.3.4. Использование прогрессивного и регрессивного анализа при разработке гипотез ................................................ 68 5.4. Логические ошибки в умозаключениях .................................... 70 6. Моделирование как эмпирический метод ........................................ 73 6.1. Процесс моделирования ............................................................. 73 6.2. Верификация и валидация моделей ........................................... 75 7. Задачи для самостоятельной работы ................................................ 78 7.1. Задачи на определение операций: дедукция, индукция, абдукция, анализ, синтез, абстрагирование, идеализация, формализация, ограничение, обобщение ......................................... 78 7.2. Задачи на определение типа эмпирического метода ............... 80 Библиографический список ................................................................... 81
ВВЕДЕНИЕ В этом пособии дается краткое изложение основных принципов, лежащих в основе научного метода (научный метод дается так, как он работает в рамках естествоиспытания). Главной целью при изучении этой темы является развитие понимания, какие принципы лежат в основе научной деятельности. Центральное место в изложении заняли следующие вопросы: как ведутся эмпирические исследования, как строятся и подтверждаются научные теории, с помощью каких критериев принято разделять научные и вненаучные теории. Большое место в пособии занимает вопрос непосредственного научного мышления – какие логические приемы используются учеными при поиске научного знания. При том что в большинстве случаев речь идет об обычных для повседневного мышления операциях (таких как анализ, синтез, обобщение), все они играют в научной практике особую роль, которая изложена в пособии. Общепринятым является разделение научной методологии на эмпирическую и теоретическую часть. Оба этих компонента изложены в учебном пособии. Иногда можно встретить мнение, что моделирование это еще один, третий подход в научной методологии. Это мнение нередко оспаривается и моделированию отводят положение то в эмпирической части научного метода, то в теоретической. Эта особенность учтена в пособии. В рамках теоретических методов дается понятие моделирования как отсечение второстепенных черт первоначально бесконечно сложных объектов природы с формированием упрощенных объектов, лежащих в основе научных теорий. Использование же моделирования в качестве специального метода исследования (как в процессе создания конкретной модели, так и в процессе ее изучения с моделью работают с помощью эмпирических методов) выделено в отдельную главу.
1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Наукой называют особый вид человеческой познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний об окружающем мире [1]. В основе науки лежит научный метод – система основных способов получения научных знаний. Описанный в этом пособии научный метод связан в первую очередь с научной практикой в рамках естествознания. В гуманитарных и социальных науках научный метод может иметь свои вариации. Научный метод познания не единственный. Помимо него в философской практике наиболее часто выделяют следующие методы [2]: Обыденное познание. Под этим термином обычно понимают нецеленаправленное, повседневное обретение человеком жизненного опыта. В это понятие включается и совсем повседневные события, вроде нечаянного ожога утюгом. Этот новый для маленького ребенка опыт будет также примером обыденного познания. Художественный метод познания. Он реализуется в виде восприятия мира через символы и художественные образы. Наиболее выражен этот метод в искусстве: при восприятии романов, картин, прослушивании музыки и их интерпретации мы получаем новую информацию о психологии людей, причинах собственного поведения, обучаемся новым моделям поведения и т.п. Философский метод познания. Специфика философского метода состоит в поиске наиболее общих, наиболее фундаментальных принципов человеческого бытия. «Философ стремится рациональными средствами создать предельно обобщенную картину мира и места человека в нем» [1]. Этот подход довольно часто оказывает эффективным. Так, излагаемый в этом пособии научный метод был в большой степени описан не учеными, а философами. За несколько тысяч лет своего существования философия не раз играла роль источника новых направлений в науке. Например, в XIX в. философия сыграла существенную роль в становлении современной психологии, а на рубеже XIX и XX вв. в становлении семиотики. Мифологический и религиозный методы познания. Оба этих метода подразумевают существование сверхреального мира, т.е. мира вне нашего реального мира, и задают систему отношений с этим миром. Отличие мифологического познания от религиозного, в частности, состоит в том, что оно в существенно большей мере подразумевает
описание реальной действительности через образы сверхреальных существ. Предполагается, что первобытный человек был неспособен отделять себя от природы в полной мере, субъект и объект были еще слабо разделены, это привело к тому, что человек и социум смешиваются с окружающим миром в мифе [2]. В свою очередь, религиозный контекст обычно воспринимается в большей мере как относящийся к вопросу внутреннего мира человека. В философских текстах довольно часто можно встретить оценку мифологического метода познания как устаревшего, связанного с «неполнотой достоверного знания о мире» [1], с религиозным контекстом ситуация обычно не так однозначна. Также стоит упомянуть, что в мифологическом методе иногда принято видеть эстетические ценности (т.е. он воспринимается как часть художественного метода познания). Можно заметить, что в изложенных методах довольно большое место занимает человек и его внутренний мир. Эти методы скорее изучают не просто мир, а человека в мире. Научный же подход стремится к максимально объективной картине мира, что требует выработки методов, позволяющих получать знание, не зависящее от познающего субъекта. Система подобных методов и составляет так называемый научный метод. Ученым называют представителя науки, занимающегося исследовательской деятельностью в рамках научного метода и таким образом формирующего научную картину мира. Главная задача ученого – получение новых, объективных знаний. Труд ученого обычно состоит [3, с. 6]: • из усвоения изученного другими (обязательный этап практически всех исследований); • обобщения того, что изучено другими учеными и самим ученым; • формулировки гипотез и теорий; • постановки экспериментов, наблюдения явлений; • анализа результатов исследований; • описания явлений на языке математики; • описания и подготовка результатов к публикации; • рецензирования чужих научных работ и пр. Для сравнения с профессией ученого стоит разобрать, какое содержание стоит за профессией инженера. Инженером (фр. ingénieur, от лат. ingenium – способность, изобретательность) называют специалиста, обладающего высшим техническим образованием, основной задачей которого является создание, наладка, оптимизация и эксплуатация (в частности, ремонт) технических систем. Таким образом,
ученый ищет новое знание, инженер реализует его виде созданных и эксплуатируемых им технических систем. Несмотря на различие задач, эти профессии достаточно плотно пересекаются. Ситуации, когда ученый занимается инженерным делом, а инженер становится ученым, не редки [3, с. 8–9]. Причем в условиях постоянно развивающейся науки и техники спектр задач инженерии становится настолько широким, что работа инженера начинает включать в себя близкие к научным, а иногда и конкретно научные задачи, как необходимую часть профессии.
2. МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Наиболее распространенные методы эмпирического исследования – наблюдение, сравнение, измерение и эксперимент. В этом списке последующие методы являются развитием предыдущих (например, измерение – развитие сравнения). Однако это не значит, что наиболее простые из эмпирических методов являются второстепенными или устаревающими – до сих пор для некоторых объектов наблюдение или сравнение является единственно возможным методом. 2.1. Наблюдение Наблюдение – систематическое и целенаправленное восприятие объекта, результатом которого является совокупность эмпирических утверждений. Результат наблюдения, например, может звучать так: «При прикосновении скальпеля к нервам лягушки мышцы лягушки начали сокращаться» (опыт Луиджи Гальвани). Наблюдение не предполагает количественную оценку явления, не предполагает сравнение явлений, только их описание. Наблюдение должно быть: • целенаправленным – наблюдается не все, а только интересующие стороны явления; • преднамеренным – наблюдение ведется для определенной, четко поставленной задачи; • планомерным – наблюдение производится по специально составленному плану (т.е. по хронологически организованной последовательности действий); • систематичный – ведется по определенной системе. Систематичность требует отдельного пояснения, ее стоит отделять от планомерности. Система – это группа объектов, объединенных связями. Таких объектов в методе наблюдения может быть очень много: язык описания данных наблюдения, способ их фиксации, порядок наблюдения, список свойств объекта, которые надо наблюдать. Все эти объекты должны быть продуманы для конкретного наблюдения и использованы в конкретной форме. Систематичность здесь близка к понятию методической организованности наблюдения. Планомерность – это хронологическая организованность наблюдения.