Аналогия – сходство по какому-то признаку в целом различных объектов. Умозаключение по аналогии – метод научного познания, посредством которого достигается знание об одних предметах и явлениях на основании того, что они имеют сходство с другими.
(привести примеры)
Установление сходства или различия между объектами осуществляется в ходе их сравнения. Таким образом, сравнение лежит в основе метода аналогии.
Существуют различные типы выводов по аналогии. Но общим для них является то, что во всех случаях непосредственному исследованию подвергается один объект, а вывод делается о другом объекте. Поэтому можно сказать, что вывод по аналогии – это перенос информации с одного объекта на другой.
Различают две формы проявления аналогии в познании: ассоциативную и логическую
Ассоциативная носит образный характер и играет роль в период первоначального зарождения новых научных идей. Логическая аналогия – когда судят о родстве тех или иных явлений на основе их параллельного изучения. (дыхание людей и животных, падение камней в Европе и Америке, свет кухонного очага и Солнца), при этом сопоставляют, изучают, выделяют однотипные причины и делают выводы. Такое параллельное изучение и сравнение явлений позволяет быстрее проникнуть в их сущность.
Моделирование – метод научного познания, заключающийся в замене изучаемого предмета, явления на его модель, специально устроенный аналог и его исследование. Модель должна содержать существенные черты оригинала.
Моделирование применяют тогда, когда необходимо раскрыть такие стороны объектов, которые либо невозможно постигнуть путем их непосредственного изучения, либо невыгодно их таким образом изучать из чисто экономических соображений (привести примеры).
Модель – это система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе.
В зависимости от характера используемых моделей различают несколько видов моделирования.
1. Мысленное (идеальное) моделирование. К мысленному моделированию относятся различные мысленные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.
2. Физическое моделирование характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом и имеет целью воспроизведение в модели процессов, свойственных оригиналу. По результатам исследования тех или иных физических свойств модели судят о явлениях, происходящих в реальных условиях. По характеристикам модели можно получить все характеристики оригинала пересчётом через масштабные коэффициенты.
3. Символическое моделирование связано с условно-знаковым представлением каких-то свойств, отношений объекта - оригинала. К символическим (знаковым) моделям относятся разнообразные топологические и графовые представления исследуемых объектов или, например, модели, представленные в виде химической символики и отражающие состояние или соотношение элементов во время химических реакций. Разновидностью символического (знакового) моделирования является математическое моделирование.
4. Математическое моделирование обладает более широкими возможностями.
Физико-математическое моделирование соединяет элементы физического и математического моделирования.
(привести примеры использования различных видов моделирования)
2. Методы, используемые на теоретическом уровне исследования
К ним относят – формализацию, принятие гипотезы, создание теории.
Формализация – метод изучения разнообразных объектов посредством элементов формы, отражающих содержание. Исследуемое явление, объект, процесс выражаются математическими терминами, формулами, с которыми затем выполняют действия по определённым правилам. Формализация составляет сущность математического абстрагирования.
Под формализацией мы понимаем использование специальной символики, позволяющей отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать некоторым множеством знаков (символов).
Этот метод познания заключается в построении абстрактно-математических моделей, раскрывающих сущность изучаемых процессов действительности. При формализации отношения знаков заменяют собой высказывания о свойствах и отношениях предметов, т.е. можно исследовать объект чисто формально (оперируя знаками), без обращения к реальному объекту
Примером формализации являются широко используемые в науке математические описания различных объектов, явлений, основывающиеся на соответствующих содержательных теориях. Другое достоинство формализации состоит в обеспечении краткости и чёткости записи научной информации.
(Математическое моделирование и математическое абстрагирование – всё это метод формализации).
Принятие гипотезы
Гипотеза – это научно обоснованное предположение, достоверность которого на определённом этапе развития науки и техники не может быть подтверждена.
Гипотеза в опытных науках опирается на факты и всё предшествующее теоретическое знание. Сочетание опыта с предшествующим знанием позволяет сформулировать гипотезу.
В процессе исследования учёный накапливает данные наблюдений и результаты экспериментов, стремится их понять и объяснить теоретически. Первоначально этому материалу стараются дать объяснение с помощью уже существующих в науке законов и теорий. Если таковые отсутствуют, ученый переходит ко второй стадии – выдвижению догадки или предположения о причинах и закономерностях данных явлений. При этом он старается пользоваться различными приемами исследования: индуктивным наведением, аналогией, моделированием и др.
Гипотеза создаётся, чтобы объяснить факты известные и предсказать неизвестные.
Наряду с основными теоретическими гипотезами могут существовать вспомогательные гипотезы, позволяющие приводить основную гипотезу в лучшее соответствие с опытом. Существуют и так называемые рабочие гипотезы, которые позволяют лучше организовать сбор эмпирического материала, но не претендуют на его объяснение.
Отмеченные особенности дают возможность более четко определить существенные черты гипотезы. Любая гипотеза имеет исходные данные, или основания, и конечный результат – предположение. Она включает также логическую обработку исходных данных и переход к предположению. Завершающий этап познания – проверка гипотезы, превращающая предположение в достоверное знание или опровергающая его.
СХЕМА ПОСТРОЕНИЯ ГИПОТЕЗЫ:
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ → ЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА→ ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ (ГИПОТЕЗА) → ПРОВЕРКА ГИПОТЕЗЫ
Требования к научным гипотезам:
1. Проверяемость. Это касается опытных и фактуальных наук. Здесь возможно её сопоставление с данными эксперимента.
Но не все гипотезы можно проверить экспериментально, особенно при изучении ненаблюдаемых объектов (электромагнитные волны, элементарные частицы). Однако, предположение о их существовании проверяют косвенным путём - по показаниям приборов.
2. Совместимость гипотез с существующим научным знанием. Вновь создаваемые гипотезы не должны противоречить существующему теоретическому (фундаментальному) знанию.
3. Критерий простоты. Одни и те же факты можно объяснить с помощью разных гипотез.
Гипотеза должна быть либо подтверждена, либо опровергнута. Для этого она должна обладать свойствами фальсифицируемости и варифицируемости.
Фальсификация – процедура, устанавливающая ложность гипотезы в результате экспериментальной или теоретической проверки. Это означает, что предметом науки может быть только принципиально опровергаемое знание. Неопровержимое знание (например, истины религии) к науке отношения не имеют.
Верификация – процесс установления истинности гипотез в результате их эмпирической проверки.
Гипотетическую стадию формирования прошли все современные научные теории в физике, химии, биологи и других конкретных наук.