Методы теоретических исследований

Каждое научное исследование достигает максимальной результативности, если оно хорошо спланировано, заранее продумано, име­ет определенную систему, разработанную для конкретного случая, для конкретных условий, если оно следует строго разработанному плану, оптимально спланированному методу.

По классическому определению метод - это способ достижения какой-либо цели, решений конкретной задачи, совокупность приемов теоретического или практического освоения (познания) действительности. Французский ученый естествоиспытатель Р. Декарт сказал, что под методом я разумею точные и простые правила, строгое соблюде­ние которых, всегда препятствует принятию ложного за истинное и, без излишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно, увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного познания всего, что ему доступно.

В настоящее время наука располагает очень широким перечнем методов, часть из которых являются общенаучными, часть - принад­лежностью отдельных конкретных областей исследований.

Наиболее распространены исследования, основанные на общенаучных методах анализа и синтеза, когда широко используются рас­членение и объединение элементов исследуемой системы (процесса, явления).

По поводу анализа, в основу которого заложен метод расчлене­ния Р. Декарт в своей методологической работе "Правила руководства ума" сказал: "Освободите вопрос от всех излишних представлений и сведите его к простейшим элементам".

Следовательно, анализ - это метод теоретических исследований, заключающийся в мысленном расчленении объекта на составные части, выделении присущих ему признаков и свойств для предварительного изучения их в отдельности, что позволяет быстрее и достовернее познавать сущность элементов объекта исследования, выявить глав­ные связи между ними.

Этот метод успешно используется, например, при исследовании надежности машин и машинно-тракторного парка, когда надежность, как сложное свойство сложной системы расчленяется на четыре бо­лее простых свойства: безотказность, долговечность, ремонтопри­годность и сохраняемость.

Синтез - метод, в основе которого лежит принцип объединения и связанный с ним комплексный подход к изучению объекта. По это­му методу объект или группа объектов рассматривается как единое целое во взаимосвязи всех его составных частей. Этот метод используется при исследовании сложных систем и потому часто рассматривается на уровне общей теории систем или системологии.

Таким образом, расчленение объекта обусловливает возможность изучения отдельных его элементов, исследование взаимосвязей между элементами – осуществляется моделирование этих элементов, а после - элементы объединяются в сложную системную модель объекта исследования.

Отсюда видно, что анализ и синтез - два взаимосвязанных, дополняющих друг друга общенаучных метода, представляющих собой единство противоположностей, которые охватывают практически весь спектр познаний, а потому и ряд вытекающих из них конкретных ме­тодов.

Например, из общенаучных методов расчленения и объединения вытекают индуктивный и дедуктивный методы.

Индуктивный метод исследования заключается в обобщении ре­зультатов исследований частных, единичных объектов и переносе их на известные, но не исследованные объекты. Например, этим методом получен ряд закономерных внутренних связей в жидкости по резуль­татам исследований газа и наоборот.

Дедуктивный метод - умозаключение, в котором вывод о некото­ром элементе множества (системы, процесса, явления) делается на ос­новании знания общих свойств (закономерностей, связей) всего мно­жества. Индукция и дедукция - взаимообратные методы познания час­то базирующиеся на частных методах формальной логики.

Абстрагирование - это мысленное отвлечение от частных, иногда несущественных, свойств рассматриваемого процесса (явления) для того, чтобы сосредоточить внимание на общих, существенных его свойствах (закономерностях). Абстрагирование осуществляется, как правило, в два этапа. На первом этапе выделяются несущественные связи, на втором - исследуемый объект заменяется более простым, представляющим собой упрощенную модель, сохраняющую главное в слож­ном.

Мысленно оперируя выделенными свойствами, закономерностями, исследователь разрабатывает новые научные понятия, закономерности, научные положения, которые представляют собой научные абстракции, в которых и концентрируется система знаний соответствующей облас­ти науки. Научная абстракция обусловливает возможность выявить реальную (объективную) систему и закономерную связь в сложном, на первый взгляд, несистемном объекте (процессе, явлении). Наиболее высокий уровень абстрагирования достигается при исследовании с использованием математического аппарата, теоретической механики, когда любая машина, агрегат может быть представлен в виде тела или системы, на которую действуют ряд сил, равнодействующая которых, приложена к центру масс.

Например, пахотный агрегат, легко подвергается силовому ана­лизу, если его рассматривать как систему, на которую действуют все реальные силы, а их результирующая, приложенная к центру сопротив­ления агрегата, проходит через точку присоединения прицепного плу­га к трактору. Это типичный пример абстракции при обосновании основных параметров и режимов работы любого мобильного агрегата.

При теоретических исследованиях используется метод формализации, который заключается в отображении реального объекта (процесса, явления) в знаковой форме какого-либо условного языка и обес­печении возможности изучения этого объекта и его свойств через формальное исследование соответствующих символов (знаков). Формализация составляет сущность математического абстрагирования в любых, даже не инженерных, науках, например, в медицине, биологии, кибернетике и др. Математика, как аппарат формализации, обуславливает возможность формулировать любые решаемые исследователем задачи, она систематизирует мышление, придает логическую полноту суждениям.

Использование математики в разных областях науки интенсифицировалось в результате появления и использования электронно-кибернетических устройств и ЭВМ. В результате формализации процедур технической диагностики созданы логические диагностические приборы и системы для изучения состояния машин, определения остаточного их ресурса и гамма - ресурса машинно-тракторного парка.

Другим наглядным примером метода формализации является математическая статистика, основной областью применения которой является оптимальное планирование эксперимента, обработка экспериментальных данных, построение уравнений регрессии, функций и поверхностей от­клика.

Аксиоматический метод представляет собой способ построения научной теории, при котором некоторые утверждения принимаются без строго математического обоснования и используются для получения остальных знаний путем применения определенных логических правил. Примером могут служить общеизвестные со школьного курса математики аксиомы, которые в геометрии приняты без доказательства.

Существуют и успешно используются другие частные методытеоретических исследований. Все методы, как правило, не используется в отдельности, а почти всегда в комплексе. Все они связаны между собой, дополняют друг друга, а порой и вытекают один из другого.

Теоретические исследования, где оперируют не с материальными объектами, а с их абстракциями, их математическими моделями, в прикладных и тем более технических науках являются, как правило, одним из основных условий успешного решения поставленных проблем.

В большинстве своем только теоретические исследования обус­ловливают высокий уровень научной работы, всеобъемлющее обобщение результатов, объективность объяснения причинно-следственных связей, достоверность прогнозирования направлений решения очередных проблем на ближайшую и более отдаленную перспективу.