Имя материала: Исследование систем управления

Автор: А. С. Малин

5.3 методы  эмпирического и теоретического исследования

 

¨  абстрагирование

¨  анализ и синтез

¨  индукция и дедукция

¨  моделирование и использование приборов

¨  исторический и логический методы научного познания

 

Абстрагирование

 

Понятие "абстрагирование" произошло от понятия "абстракция" (лат. abstractio — отвлечение). Абстрагироваться — это значит мысленно отвлечься от несущественных, частных свойств и связей предмета, с тем чтобы выделить существенные его признаки. Понятие "абстрактное" противопоставляется понятию "конкретное".

Абстрагирование носит в умственной деятельности человека наиболее универсальный характер, ибо каждый шаг мысли связан с этим процессом или с использованием его результата. Сущность этого метода — в мысленном отвлечении от несущественных свойств, связей, отношений предметов и в одновременном выделении, фиксировании одной или нескольких интересующих исследователя сторон этих предметов.

В практике исследования различают процесс абстрагирования и результат абстрагирования, называемый абстракцией. Под результатом абстрагирования понимается знание о некоторых сторонах объектов.

Процесс абстрагирования — это совокупность операций, ведущих к олучению результата (абстракции).

Примеры абстракции: шар, дом, море, дерево, дорога, воздух, газ, жидкость и т.п.

Процесс абстрагирования имеет сложный, двухступенчатый характер.

Первая ступень — отделение существенного от несущественного, вычле-наиболее важного в интересующих исследователя явлениях. Именно осуществляется оценка различных сторон явления, различных факторов и т.п., идет подготовка абстракции (отвлечения), которая включает:

а) установление того, что является общим для многих предметов определенного класса;

б) установление независимости или слабой зависимости изучаемых

явлений от определенных факторов, которой можно пренебречь, и др.

Вторая ступень состоит в реализации возможности абстрагирования установленной ранее. Это и есть в собственном смысле абстрагирование или отвлечение: некоторый объект А1 замещается другим, менее богатым свойствами объектом А2, выступающим в качестве "модели" первого.

Абстрагирование может применяться как к реальным, так и абстрактным объектам, т.е. к таким, которые сами уже являются результатом предшествующего абстрагирования. Следовательно, это процесс многоступенчатый (в том смысле, что абстрагирование может применяться к объекту многократно). Переходя от одного уровня абстрагирования к другому, мы получаем абстракции все возрастающей степени общности.

Например, постепенно отвлекаясь от все большего числа конкретных свойств определенного человека, можно получить подобный ряд абстракций:

мужчина ® человек ® живое существо ® материальный объект.

При этом познание как бы отходит, удаляется от действительности, взятой в ее целостности, конкретности и богатстве. Однако такой подход есть непременное условие познания глубинных, внутренних связей этой действительности.

Результатом процесса абстрагирования, как уже отмечалось выше, являются абстракции. Основная их функция состоит в том, что они позволяют заменить в познании сравнительно сложное простым, помогают разобраться во всем бесконечном многообразии явлений действительности путем их дифференциации, выделения в них самых различных сторон и свойств, установления отношений и связей между этими сторонами и свойствами, фиксации их в процессе познания и т.п.

В практике исследований наиболее широкое применение нашли абстракции следующих основных видов: абстракция отождествления, изолирующая абстракция, абстракция конструктивизации, абстракция актуальной бесконечности, абстракция потенциальной осуществимости.

Под абстракцией отождествления понимается образование понятия путем объединения в их особый класс, отождествления предметов, связанных отношениями типа равенства. При этом обязательным является отвлечение от ряда индивидуальных свойств таких предметов.

Изолирующая абстракция — это выделение свойств и отношений, неразрывно связанных с предметами, и обозначение их определенными «именами», что придает таким абстракциям статус самостоятельных предметов. примерами таких абстрактных предметов могут служить понятия "надежность", "устойчивость", "управляемость", "растворимость" и т.д.

Между абстракцией отождествления и изолирующей абстракцией есть пределенная общность, поскольку в обоих случаях производится, по существу, изоляция некоторых свойств объектов.

Однако разница между ними существенная, и состоит она в том, что первом случае "изолируется" комплекс свойств объекта, а во втором - единственное его свойство.

Сущность абстракции конструктивизации состоит в отвлечении от зыбкости и неопределенности границ реальных объектов, в "огрублении" действительности. Это позволяет сформулировать по отношению к этой "огрубленной" действительности некоторые законы, понять ее "в первом приближении" с тем, чтобы двинуться в познании дальше, глубже. В результате такого движения исходное упрощение действительности снимается, мы обнаруживаем в ней новые, более точные границы, стороны, этапы и т.п.

Абстракция актуальной бесконечности — это одна из основных абстракций математики и логики. Сущность ее состоит в отвлечении от незавершенности (и незавершимости) процесса образования бесконечного множества, от невозможности задать его полным списком всех элементов. Такое множество просто рассматривается как данное, как существующее.

Абстракция потенциальной осуществимости тоже широко используется в математике и логике и состоит в отвлечении от реальных границ человеческих возможностей, обусловленных ограниченностью нашей жизни в пространстве и времени. С этой точки зрения бесконечность уже выступает не как непосредственно данная, актуальная, а как потенциально осуществимая.

 

Анализ и синтез

 

Анализ (греч. analysis — разложение) — это метод исследования, содержание которого является совокупность приемов и закономерностей расчленения (мысленного или реального) предмета исследования на составляющие части. Такими частями могут быть отдельные вещественные элементы объекта или его свойства и отношения.

Синтез (греч. synthesis — соединение) представляет собой метод иссле-ю, содержанием которого является совокупность приемов и законо-гей соединения отдельных частей предмета в единое целое.

Синтез — соединение (мысленное или реальное) различных элемен тов объекта в единое целое (систему) -- неразрывно связан с анализе^ (расчленением объекта на элементы).

Как видно уже из определения этих методов, они представляют собой противоположности, взаимно предполагающие и дополняющие друг дру^

Вся история познания учит тому, что анализ и синтез лишь тогда будут плодотворными методами познания, когда они используются в тесном единстве.

 

Индукция и дедукция

 

Эти парные, взаимосвязанные методы исследования занимают несколько особое положение в системе научных методов.

Содержанием дедукции как метода исследования является использование общих научных положений при исследовании конкретных явлений.

Дедукция (лат. deductio -- выведение) -- вывод по правилам логики; цепь умозаключений (рассуждение), звенья которой (высказывания) связаны отношением логического следования. Началом дедукции являются аксиомы, постулаты или просто гипотезы, имеющие характер общих утверждений (общее), а концом — следствия из посылок, теоремы (частное). Если посылки дедукции истинны, то истинны и ее следствия. Дедукция является основным средством доказательства [5.5].

Роль дедукции в исследовании неуклонно возрастает. Это связано с тем, что наука все чаще сталкивается с такими объектами, которые недоступны чувственному восприятию (микромир, вселенная, прошлое человечества и т.п.).

При познании такого рода объектов значительно чаще приходится обращаться к силе мысли, нежели к силе наблюдения или эксперимента. Дедукция незаменима и во всех областях знания, где теоретические положения формируются для описания формальных, а не реальных систем (например, в математике).

Дедукция выгодно отличается от других методов исследования тем, что при истинности исходного знания она дает истинное выводное знание.

Под индукцией обычно понимается умозаключение от частного к общему, когда на основании знания о части предметов определенного класса делается вывод о классе в целом.

Индукция (лат. inductio — наведение) - умозаключение от частных, единичных фактов к некоторой гипотезе (общему утверждению). Различают полную индукцию, когда обобщение относится к конечнообозримой области фактов, и неполную индукцию, когда оно относится к бесконечно- или конечнонеобозримой области фактов [5.5].

В более широком смысле слова, индукция — это метод познания как совокупность познавательных операций, в результате которых осуществляется движение мысли от менее общих положений к положениям более общим. Следовательно, разница обнаруживается, прежде всего, в прямо противоположной направленности хода мысли.

Непосредственной основой индуктивного умозаключения является повторяемость явлений действительности и их признаков. Обнаруживая сходные черты у многих предметов определенного класса, мы делаем выводы о том, что эти черты присущи всем предметам данного класса.

В индуктивном исследовании центральное место занимают индуктивные умозаключения. Они делятся на следующие основные группы:

полная индукция — это такое умозаключение, в котором общий вывод о классе предметов делается на основании изучения всех предметов класса. Она дает достоверные выводы, поэтому полная индукция широко используется в качестве доказательства;

неполная индукция — это такое умозаключение, в котором общий вывод получают из посылок, не охватывающих всех предметов класса. Различают три вида неполной индукции:

а) индукция через простое перечисление, или популярная индукция, представляет собой умозаключение, в котором общий вывод о классе предметов делается на том основании, что среди наблюдаемых фактов не встретилось ни одного, противоречащего обобщению;

б) индукция через отбор фактов осуществляется не на основе первых

попавшихся фактов, а путем отбора их из общей массы по определенному

принципу, уменьшающему вероятность случайных совпадений.

Например, на склад поступили недоукомплектованные компьютеры, проверить всю их поставку можно различными способами: исследовать все поступающие компьютеры одной партии или выборочно исследовать компьютеры из разных партий и разного типа. Понятно, что во втором случае вывод будет более правдоподобный;

в) научная индукция -- умозаключение, в котором общий вывод обо всех предметах класса делается на основании знания необходимых признаки причинных связей части предметов класса. Научная индукция мо-

давать не только вероятные (как два других вышеизложенных вида

полной индукции), но и достоверные выводы.

Установление причинной связи явлений -- процесс весьма сложный Однако в простейших случаях причинная связь явлений может быть установ лена при помощи логических приемов, называемых методами установления причинной связи, или методами научной индукции. Таких методов пять:

метод единственного сходства — сущность его заключается в том, чт») если два или более случаев исследуемого явления имеют общим лишь одно обстоятельство, а все остальные обстоятельства различны, то это единственное сходное обстоятельство и есть причина данного явления;

метод единственного различия — сущность его заключается в том, что если случай, в котором исследуемое явление наступает, и случай, в котором оно не наступает, во всем сходны и различны только в одном обстоятельстве, то это обстоятельство, присутствующее в первом случае и отсутствующее во втором, и есть причина изучаемого явления;

соединенный метод сходства и различия, представляющий собой комбинацию двух первых методов;

метод сопутствующих изменений — сущность его заключается в том, что если возникновение или изменение одного явления всякий раз необходимо вызывает определенное изменение другого явления, то оба эти явления находятся в причинной связи друг с другом;

метод остатков — если сложное явление вызывается сложной причиной, состоящей из совокупности определенных обстоятельств, и мы знаем, что некоторые из этих обстоятельств являются причиной части явления, то остаток этого явления вызывается остальными обстоятельствами. Даже краткая характеристика метода индукции показывает его привлекательность и силу. Сила эта состоит, прежде всего, в тесной связи с фактами, с практикой.

Индукция и дедукция теснейшим образом взаимосвязаны и дополняют друг друга. Индуктивное исследование предполагает использование общих теорий, законов, принципов, т.е. включает в себя момент дедукции, и, напротив, дедукция невозможна без общих положений, получаемых индуктивным путем.

 

Моделирование и использование приборов

 

История моделирования исчисляется тысячелетиями. Еще отец медицины Гиппократ при исследовании человеческого глаза использовал в качестве модели глаз быка. И тем не менее только в наше время моделирование стало предметом как специальных, так и философских исследований. Объясняется это тем, что сейчас этот метод наиболее часто используется в связи с развитием электроники и кибернетики. Моделирование осознается как особый и весьма универсальный метод исследования, который применяется не стихийно, а сознательно и систематически.

Моделирование -- исследование каких-либо явлений, процессов или тем объектов путем построения и изучения их моделей; использование моделей для определения или уточнения характеристик и рационализации способов построения вновь конструируемых объектов.

Модель — это одна из основных категорий теории познания. На идее моделирования по существу базируется любой метод научного исследования, как теоретический (при котором используются различного рода знаковые, абстрактные модели), так и экспериментальный (использующий предметные модели).

Для того чтобы лучше уяснить роль и место метода моделирования в познании, необходимо кратко рассмотреть более общий вопрос — о роли в научном исследовании средств познания. Тогда роль моделей в познании будет очерчена рельефнее, так как их применение предстанет перед нами как частный случай более обширных познавательных действий.

Классическая схема процесса познания включает в себе два компонента:

        

Однако по данной схеме исследователь получает лишь незначительную долю информации об окружающем мире, или объекте познания. Несравненно более эффективным оказывается опосредованное познание полагающее кроме двух взаимодействующих систем наличие третьей, посредствующей В качестве таковой выступают все те вещи (как искусственные, так и естественные), которые субъект ставит между собой и объектом с целью познания или исследования его свойств. Посредниками по могут быть как технические средства, так и анкета и т.п. Для обозначения вещей, выступающих как посредствующие системы, употребляется понятие "средство познания". Тогда схема процесса познания может быть представлена следующим образом:

        

 Появление средств познания исторически вызвано потребностями субъекта в раскрытии необходимых для его практической и теоретической деятельности все более глубоких свойств объектов, таких их способностей которые в процессе непосредственного познания обнаружить невозможно.

Создание посредников познания свидетельствует, с одной стороны о наличии у человека (исследователя) ограниченных возможностей в определенных отношениях, а с другой стороны - о могуществе человека, создающего необходимых ему помощников с заранее заданными свойствами

История развития техники показывает и этапы развития средств познания

На первом этапе возникли посредники, заменяющие ограниченность физических сил человека, что является существенным аргументом в пользу тезиса об определяющей роли практики в человеческой деятельности вообще и в исследовании в частности.

На втором этапе возникают орудия, усиливающие органы чувств человека.

На третьем этапе появляются устройства, компенсирующие ограниченность мыслительных способностей человека.

Анализ классической схемы процесса познания показывает, что эффективность познавательной деятельности человека может быть увеличена двумя путями:

а) использованием в познании естественных возможностей человека;

б) замещением объекта познания другим объектом, имеющим опре

деленные преимущества.

Первому пути соответствует создание приборов, а второму — использование моделей. Таким образом, процесс опосредованного познания может быть представлен развернутой схемой следующего вида:

 

 

Опосредованное познание обладает целым рядом достоинств по сравнению с непосредственным.

Использование посредников позволяет:

отражать такие объекты и такие их свойства, которые человеку непосредственно изучить не дано;

ускорять процесс познания и осуществлять познание быстро изменяющихся объектов;

устранить возможную пристрастность, необъективность субъекта при оценке состояния объекта;

экономно и эффективно расходовать физические, чувственные и мыс-ельные возможности человека.

Под моделями понимаются такие материальные системы, которые за-шают объект исследования (оригинал) и служат источником информации о нем. Они могут быть средством объяснения некоторого явления или итерпретации теории. Большое значение в научных исследованиях приобретает предсказательная (эвристическая) функция модели. Модель может служить и целям проверки теории на предмет ее истинности. Самые главные функции модели:

а)            модель как источник информации;

б)            модель как средство фиксации знания.

Модели выступают такими аналогами оригиналов, сходство которых с этими оригиналами существенно, а различие не существенно для решения конкретной познавательной задачи. Быть аналогом данной материальной системы — это необходимое, но не достаточное условие того, чтобы быть ее моделью, аналог — это "потенциальная" модель.

Аналогия — это не тождество, и вывод на основе аналогии всегда представляет некоторую опасность. Тем не менее такой вывод может привести и к истинному знанию даже тогда, когда модель и оригинал представляют собой весьма различные в качественном отношении системы. Это возможно в том случае, когда в аналогии охвачены существенные черты рассматриваемых систем.

Замещение оригинала моделью имеет смысл и в том случае, когда модель отлична от оригинала. А это значит, что модель всегда представляет собой одностороннее, абстрактное отображение оригинала, ибо абстрактность присуща всем моделям и ей обладают все модели без исключения. Исследователь при выборе или создании модели сознательно отвлекается от многих свойств как оригинала, так и модели, представляющихся несущественными.

Таким образом, моделирование представляет собой весьма сложньп метод познания, включающий в свой состав множество самых разнообраз ных приемов и методов научного исследования: наблюдение; измерение ксперимент; анализ и синтез; абстрагирование; экстраполяцию и т.д.

Завершая рассмотрение метода моделирования, можно сказать, что "сдельное" исследование имеет следующую структуру. 1) постановка задачи; 2) создание или выбор модели; 3) исследование модели; 4) перенос знания с модели на оригинал.

С помощью моделей могут исследоваться любые объекты, в том числе сисстемы управления. Но принципиальная неполнота, фрагментарность моделей не позволяет получить с их помощью исчерпывающего знания об оригинале. Только в сочетании с другими методами исследования, в сонета, нии с непосредственным исследованием оригинала метод моделирования может быть плодотворным и иметь значительную эвристическую ценность

 

Исторический и логический методы научного познания

 

Эти методы применяются для исследования сложных развивающихся объектов и только там, где, так или иначе, предметом исследования становится история объекта.

Областью применения исторического метода является, прежде всего, исследование человеческой истории. Однако этот метод используется также и в целях познания различных явлений живой и неживой природы.

Логический метод исследования — это метод воспроизведения в мышлении сложного развивавшегося (или развившегося) объекта в форме исторической теории.

Можно сказать, что логический метод позволяет получить представление о "теоретической истории" объекта. При логическом исследовании объекта отвлекаются от всех исторических случайностей, отдельных фактов, зигзагов и даже обратных движений, вызванных теми или иными событиями. Из истории вычленяется самое главное, определяющее, существенное. Она рассматривается, образно говоря, не такой, какой была, а в "исправленном" виде.

Логически воспроизведенная история — это действительная история, но обобщенная, освобожденная от всего случайного, наносного, несущественного. В ней сохраняется только то, что закономерно необходимо. Логическое воспроизведение истории должно в общем и целом соответствовать действительной, эмпирической истории.

Исторический и логический методы исследования отличны друг от друга, но в значительной мере совпадают. Логический метод есть почти тот же исторический метод, но освобожденный от ненужных исторических фактов. Вместе с тем логический и исторический методы исследования не заменяют, а только дополняют друг друга. Видимо, неправильно будет выделять какой-либо из них, как более продуктивный. В зависимости от характера объекта и целей исследования более важным и значительным может оказаться любой из этих методов.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 |