Методология научных исследований

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

 
 
 
 
 
Е.В. РАБИНОВИЧ 
 
 
 
 
МЕТОДОЛОГИЯ  
НАУЧНЫХ  
ИССЛЕДОВАНИЙ 
 
 
 
Утверждено  
Редакционно-издательским советом университета 
в качестве учебного пособия 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2021 

ББК 87.256.631я73 
  Р 125 
 
Рецензенты: 
канд. техн. наук, зав. каф. ВТ НГТУ А.А. Якименко 
канд. физ.-мат. наук, доцент каф. ЗИ НГТУ Ю.А. Котов 
 
Работа подготовлена на кафедре вычислительной техники  
для студентов, обучающихся по направлению магистерской  
подготовки 09.04.04 «Программная инженерия», рекомендована  
для курса «Методология научных исследований» 
 
Рабинович Е.В. 
Р 125  
Методология научных исследований : учебное пособие /  
Е.В. Рабинович. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2021. – 100 с. 

ISBN 978-5-7782-4345-3 

Учебное пособие преследует цель кратко изложить суть ряда математических методов обработки экспериментальной информации, используемых в научных исследованиях. Кратко знакомит с современными методами нелинейной динамики. 
Материал пособия будет полезен при подготовке магистерской 
диссертации. 

ББК 87.256.631я73 

Рабинович Евгений Владимирович 

МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ  
 
Учебное пособие 
 
Выпускающий редактор И.П. Брованова 
Корректор Л.Н. Киншт 
Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова 
 
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции 
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП) 
 
Подписано в печать 28.01.2021. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная 

Тираж 40 экз. Уч.-изд. л. 5,81. Печ. л. 6,25. Изд. № 218/20. Заказ № 186. Цена договорная 

 
Отпечатано в типографии 
Новосибирского государственного технического университета 
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20 
 
ISBN 978-5-7782-4345-3 
© Рабинович Е.В., 2021 
 
© Новосибирский государственный 
 
     технический университет, 2021 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

Метод (греч. methodos) – «путь к чему-либо», способ деятельности 
субъекта в любой ее форме. Основная функция метода – организация и 
регулирование процесса познания или практического преобразования 
объекта. Поэтому метод сводится к совокупности определенных правил, приемов, способов, норм познания и действия. 
Основные этапы развития науки: 
– Древний Восток (Египет, Индия, Китай); 
– древнегреческая наука (Демокрит, 460–370 гг. до н. э.; Аристотель, 384–322 гг. до н. э.); 
– Арабский Восток и Средняя Азия (Ибн Сина, 970–1037 гг.; Бируни, 973–1048 гг.); 
– средневековая ЕВРОПА (Галилей, 1564–1642 гг.; Декарт, 1595–
1650 гг.; Ньютон, 1643–1727 гг. и др.); 
– современная наука. 
Наука как система знаний была основана в XVI–XVII веках. Каждые 10–15 лет происходит удвоение знаний. С изобретением книгопечатания, появлением научных журналов резко возросла скорость развития науки. Скорость обмена информацией оказалась одним из 
главных движущих процессов. 
Приведем некоторые определения понятия наука. В одних случаях 
оно звучит так: «Наука – непрерывно развивающаяся система знаний 
об объективных законах природы, общества и мышления». В других 
так: «Наука – это род человеческой деятельности, направленный на 
познание человеком законов окружающей природы и общества». Известно и шуточное определение понятия науки ученого-физика Арцимовича Л.А., который сказал, что наука – это лучший современный способ удовлетворения любопытства отдельных лиц за счет государства. 

В философских трудах изложен диалектический подход к пониманию функций науки. (Диалектика – наука о всеобщих законах движения, изменения, обновления и развития природы, общества и мышления.) Наука – это одновременно специфическая форма общественного 
сознания с определенной системой знаний; процесс познания закономерностей объективного мира; процесс производства знаний и их использования на практике; вид общественного разделения труда. 
В соответствии с приведенным определением одна из основных 
функций науки состоит в познании объективного мира. Процесс познания – основа любого научного исследования. 
Путь научного познания начинается с накопления фактов. Однако, 
хотя факты – это воздух ученого, как говорил знаменитый физиолог 
Павлов И.П., сами по себе они еще не наука. Факты становятся составной частью научных знаний, если они представляются в систематизированном, обобщенном виде. Любое научное исследование развивается в следующем порядке: факты – абстракция – теория – законы. 
Факты систематизируются и обобщаются с помощью простейших 
абстракций (категорий, представлений, понятий). Абстракция – это 
формирование образов реальности посредством осмысления того, с 
чем мы имеем дело. Образование абстракции есть средство достижения нового, конкретного знания. 
К числу характерных признаков научного метода чаще всего относят объективность, воспроизводимость, эвристичность, необходимость, конкретность и др. 
Важнейшим звеном в системе научных знаний являются научные 
законы, которые отражают наиболее существенные, устойчивые, повторяющиеся, объективные, внутренние связи в природе, обществе и 
мышлении. Обычно законы выступают в форме определенного соотношения понятий. 
Деятельность, направленная на получение новых знаний, называется научным исследованием, т. е. это изучение явлений и процессов, 
влияния на них различных факторов, а также анализ взаимодействия 
между явлениями с целью получить убедительно доказанные и полезные для науки и практики результаты. 
Структура организации научных исследований приведена на рисунке. 
Каждое научное исследование имеет свой объект (предмет), на 
познание которого оно направлено. Между собой объект и предмет 

исследования соотносятся как общее и частное. Объект исследования – 
это то, что порождает проблемную ситуацию и выбрано для изучения. 
 

 
Структура организации научных исследований 

Объектом исследования может быть предмет материального мира, 
процесс, явление, свойства, а также связь между явлениями и свойствами. В пределах объекта исследования выделяется та его часть, которая является предметом исследования. Именно на него направлено 
основное внимание исследователя, поскольку предмет определяет тему 
научного исследования. 
Цель научного исследования – определение конкретного объекта 
(предмета) и всестороннее, достоверное изучение его структуры, характеристик, связей с помощью разработанных в науке методов познания, а также получение полезных для деятельности человека результатов и внедрение их в производство. 

1.1. Методы эмпирического исследования 

Фундаментом науки являются твердо установленные факты, полученные эмпирическим, т. е. опытным, путем. Эмпирические знания 
являются результатом непосредственного контакта с реальностью в 
наблюдении или эксперименте. На эмпирическом уровне происходит 

не только накопление фактов, но и их первичная систематизация  
и классификация, что позволяет выявлять эмпирические законы  
и правила, которым подчиняются наблюдаемые явления. На этом 
уровне исследуемый объект отражается преимущественно в своих 
внешних связях и проявлениях, в которых выражаются внутренние 
отношения. 
Наблюдение – целенаправленное пассивное изучение предметов.  
В ходе наблюдения мы получаем знания не только о внешних сторонах 
объекта познания, но и – в качестве конечной цели – о его существенных свойствах и отношениях. 
Наблюдение может быть непосредственным и опосредованным 
различными приборами и устройствами. По мере развития науки оно 
становится всё более сложным и опосредованным. 
Основные требования к научному наблюдению: 
– однозначность замысла (что именно наблюдается); 
– возможность контроля путем либо повторного наблюдения, либо 
с помощью других методов (например, эксперимента). 
Важным моментом наблюдения является интерпретация его результатов – расшифровка показаний приборов и т. п. 
Эксперимент – активное и целенаправленное вмешательство в 
протекание изучаемого процесса, соответствующее изменение исследуемого объекта или его воспроизведение в специально созданных и 
контролируемых условиях, определяемых целями эксперимента. В его 
ходе изучаемый объект изолируется от влияния побочных, затемняющих его сущность обстоятельств и представляется в «чистом виде». 
Основные особенности эксперимента: 
– более активное (чем при наблюдении) отношение к объекту исследования, вплоть до его изменения и преобразования; 
– возможность контроля за поведением объекта и проверки результатов; 
– многократная воспроизводимость изучаемого объекта по желанию исследователя; 
– возможность обнаружения таких свойств явлений, которые не 
наблюдаются в естественных условиях. 
Виды экспериментов весьма разнообразны. Так, по своим функциям выделяют исследовательские (поисковые), проверочные (контрольные), воспроизводящие эксперименты. Существуют эксперименты  
качественные и количественные. Широкое распространение в совре

менной науке получил мысленный эксперимент – система мыслительных процедур, проводимых над идеализированными объектами. 
Классический экспериментальный метод исследования оказывается 
применимым лишь в весьма ограниченных пределах. Во многих случаях его применение ограничивается высокой стоимостью эксперимента, 
а иногда (например, в метеорологии, экологии, макроэкономике и др.) 
натурные эксперименты становятся либо вовсе невозможными, либо 
чересчур рискованными. 
Используется метод машинного или численного эксперимента, 
превратившийся в мощный универсальный метод научного познания. 
Метод машинного эксперимента в чистом виде основан на использовании так называемых имитационных моделей. Программы, обслуживающие модель, генерируют различные конкретные реализации входного сигнала моделируемой системы и строят в соответствии с 
введенным в ЭВМ описанием системы выходной сигнал. Далее, как и в 
обычном (натурном) эксперименте, полученные результаты обрабатываются. В системах машинного эксперимента имитационное моделирование дополняется возможностью использования аналитического 
аппарата тех или иных разделов математики, а также современных вычислительных методов. 
В современных условиях при отличиях в результатах натурного и 
численного экспериментов большее доверие имеет последний. 
Сравнение – познавательная операция, выявляющая сходство или 
различие объектов (либо ступеней развития одного и того же объекта), 
т. е. их тождество и различия. Оно имеет смысл только в совокупности 
однородных предметов, образующих класс. Сравнение предметов в 
классе осуществляется по признакам, существенным для данного рассмотрения. При этом предметы, сравниваемые по одному признаку, 
могут быть несравнимы по другому. 
Сравнение является основой такого логического приема, как аналогия, и служит исходным пунктом сравнительно-исторического  
метода. 
Его суть – выявление общего и особенного в познании различных 
ступеней (периодов, фаз) развития одного и того же явления или разных сосуществующих явлений. 
Описание – познавательная операция, состоящая в фиксировании 
результатов опыта (наблюдения или эксперимента) с помощью систем 
обозначения, принятых в науке. 

Измерение – совокупность действий, выполняемых для создания 
символьного (числового) представления объектов, событий, их свойств 
(характеристик) и взаимосвязей, с применением различного типа измерительных шкал и мер. 
Следует подчеркнуть, что методы эмпирического исследования никогда не должны реализовываться «вслепую», а направляться определенными концептуальными идеями. 
Для выяснения специфики теоретического познания важно подчеркнуть, что теория строится с явной направленностью на объяснение 
объективной реальности, но описывает не непосредственно окружающую действительность, а идеальные объекты, которые в отличие от 
реальных объектов характеризуются не бесконечным, а вполне определенным числом свойств. 
Закономерности, полученные на эмпирическом уровне, обычно мало что объясняют. Более того, чаще всего они не открывают направлений дальнейшего научного поиска. Поэтому над эмпирическим уровнем науки надстраивается теоретический уровень. В свою очередь, без 
определенной теоретической установки не может начаться эмпирическое исследование. Теоретический уровень обеспечивает целостное 
восприятие действительности, в рамках которого многообразные факты укладываются в некоторую единую систему. 

1.2. Методы теоретического познания 

К числу основных компонентов теоретического уровня знания относятся проблема, гипотеза и теория. 
Проблема – форма знания, содержанием которого является то, что 
еще не познано, но что нужно познать, т. е. это знание о незнании, вопрос, возникший в ходе познания и требующий ответа; проблема 
включает два основных этапа движения познания – постановку и решение. 
Гипотеза – это знание в форме предположения, сформулированного на основе ряда фактов. Гипотетическое знание носит вероятностный, а не достоверный характер и требует проверки и обоснования.  
В результате доказательства одни из выдвинутых гипотез становятся 
теорией, другие видоизменяются, уточняются и конкретизируются, 
третьи отбрасываются как заблуждения, если проверка дает отрицательный результат. Решающей проверкой истинности гипотезы явля

ется практика во всех своих формах, а вспомогательную роль играет 
логический (теоретический) критерий истины. 
Наиболее развитой формой научного знания является теория – 
знание, дающее целостное отображение закономерных и существенных связей в определенной области действительности. 
Теория строится для целей объяснения объективной реальности. 
Главная задача теории заключается в том, чтобы описать, систематизировать и объяснить всё множество данных эмпирического уровня. 
Научная теория – это развивающаяся система знания (включающая 
и элементы заблуждения), которая имеет сложную структуру: 
– исходные основания (первичные фундаментальные понятия, 
принципы, законы, постулаты, аксиомы и т. п.); 
– идеализированный объект данной теории – абстрактная модель 
существенных свойств и связей изучаемых предметов (например, идеальный газ); 
– логика теории, нацеленная на прояснение структуры и развитие 
знания, содержащая определенные правила вывода и способы доказательства; 
– совокупность законов и утверждений, выведенных из основных 
положений теории; 
– философско-методологические установки и ценностные факторы. 
Теория должна отвечать следующим основным признакам. 
Предметность – вся совокупность понятий и утверждений научной теории, относящаяся к одной и той же предметной области. 
Признак предметности не исключает того, что для объяснения  
одних и тех же явлений, процессов могут существовать несколько  
теорий. 
Полнота означает, что теория должна охватывать все явления, 
процессы из ее предметной области. 
Непротиворечивость означает, что все постулаты, идеи, принципы, модели, условия и другие структурные элементы данной теории 
логически не должны противоречить друг другу. Как известно, обнаружение противоречий в научных теориях и их разрешение выступает 
в качестве стимула их усовершенствования, развития или построения 
новых теорий. 
Интерпретируемость означает, что теория должна обладать эмпирическим содержанием, предусматривать содержательную интерпретацию формальных результатов. 

Проверяемость теории выступает как установление соответствия 
содержания ее положений свойствам, отношениям реальных объектов. 
Во многих случаях решающим способом такого установления является проверка. 
Достоверность научной теории означает, что в научной теории 
истинность ее основных положений достоверно установлена. В этом 
отношении научная теория отличается от научной гипотезы, где истина устанавливается с той или иной степенью достоверности. 
Выделяют следующие приемы и методы теоретического познания. 
Формализация – отображение содержательного знания в знаковосимволическом виде (формализованном языке), который создается для 
точного выражения мыслей с целью исключения возможности их 
неоднозначного понимания. При формализации рассуждения об объектах переносятся в плоскость оперирования со знаками (формулами), 
что связано с построением искусственных языков (язык математики, 
логики, химии и т. п.). В формализованных рассуждениях каждый 
символ строго однозначен. Именно поэтому формализация служит основой для процессов алгоритмизации и программирования. 
Главное в процессе формализации состоит в том, что над формулами искусственных языков можно производить операции, получать из 
них новые формулы и соотношения. Тем самым операции с мыслями о 
предметах заменяются действиями со знаками и символами. Однако, 
как показал австрийский логик и математик XX в. К. Гедель, в содержательной теории всегда остается невыявленный неформализуемый 
остаток. 
Это означает, что формализация внутренне ограничена в своих 
возможностях. Доказано, что всеобщего метода, позволяющего любое 
рассуждение заменить вычислением, не существует. Теоремы Геделя 
дали достаточно строгое обоснование принципиальной невозможности 
полной формализации научных рассуждений и научного знания  
в целом. 
Аксиоматический метод – способ построения научной теории, 
при котором в ее основу кладутся исходные положения – аксиомы (постулаты), из которых все остальные утверждения этой теории выводятся чисто логическим путем с использованием правил вывода. 
Аксиоматический метод – лишь один из методов построения уже 
добытого научного знания. Он имеет ограниченное применение, поскольку требует высокого уровня развития аксиоматизированной со