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.