7.1 Задачи и методы теоретического исследования

Теория– это учение, система научных принципов, идей, обобщающих практический опыт и отражающих закономерности природы, общества, мышления. Это также совокупность обобщенных положений, образующих науку или раздел какой-либо науки.

Теоретические исследования ставят своей целью выделение в процессе синтеза знаний существенных связей между исследуемым объектом и окружающей средой, объяснение и обобщение результатов эмпирического исследования, выявление общих закономерностей и их формализацию.

Теория проходит в своем развитии различные стадии от качественного объяснения и количественного измерения процессов до их формализации и в зависимости от стадии может быть представлена как в виде качественных правил, так и в виде математических уравнений (соотношений). Однако формирование теории не всегда связано с построением ее математического аппарата.

Задачамитеоретического исследования являются:

– обобщение результатов исследования, нахождение общих закономерностей путем обработки и интерпретации опытных данных;

– расширение результатов исследования на ряд подобных объектов без повторения всего объема исследований;

– изучение объекта, недоступного для непосредственного исследования,

– повышение надежности экспериментального исследования объекта (обоснования параметров и условий наблюдения, точности измерений).

Теоретические исследования включают анализ физической сущности процессов и явлений, формулирование гипотезы исследования, построение (разработку) физической модели, проведение математического исследования, анализ теоретических решений, формулирование окончательных выводов. Если не удается выполнить математическое исследование, то рабочая гипотеза формулируется в словесной форме с привлечением графиков, таблиц и т. д.

Процесс проведения теоретических исследований состоит обычно из нескольких стадий.

Оперативная стадия включает проверку возможности устранения технического противоречия, оценку возможных изменений в среде, окружающей объект, а также анализ возможности переноса решения задачи из других отраслей знания, применения «обратного» решения (нельзя ли использовать решения задач, обратных данной, взяв их со знаком «минус») или использования «прообразов» природы.

В процессе второй – синтетической – стадии исследования определяется влияние изменения одной части объекта на построение других его частей, устанавливается необходимость изменения других объектов, работающих совместно с данным, оценивается возможность применения измененного объекта или найденной технической идеи при решении других задач.

На следующей стадии – постановки задачи – определяется конечная цель решения задачи, проверяется возможность достижения той же цели более простыми средствами, выбирается наиболее эффективный путь решения и определяются требуемые количественные показатели.

Аналитическая стадия включает определение конечного результата, который желательно получить в самом идеальном случае, также выявляются препятствия, мешающие достижению идеала, и их причины, определяются условия, обеспечивающие получение идеального результата с целью найти, при каких условиях исчезнет «помеха».

При проведении теоретических исследований широко используются методы расчленения и объединения элементов исследуемой системы (объекта, явления).

Метод расчлененияпредложен французским философом и естествоиспытателем Р. Декартом. В своей работе «Правила для руководства ума» он пишет: «Освободите вопрос от всех излишних представлений и сведите его к простейшим элементам». В процессе расчленения выделяются существенные и несущественные параметры, основные элементы и связи между ними. Следует, однако, отметить, что каждый объект можно расчленить разными способами, и это существенно влияет на проведение теоретических исследований, так как в зависимости от способа расчленения процесс изучения объекта может упроститься или, при неправильном расчленении, наоборот, усложниться. После расчленения объекта изучается вид взаимосвязи элементов и осуществляется моделирование каждого структурного элемента. На завершающей стадии исследования элементы объединяются в сложную модель объекта.

Упрощения, которые вводятся на всех этапах построения модели объекта, сопровождаются определенными допущениями, которые должны быть осознанными и обоснованными. Неверные допущения могут приводить к серьезным ошибкам при формулировании теоретических выводов.

Метод объединения,противоположный методу расчленения, тесно связан с комплексным подходом к изучению объекта. Их объединение называют «общей теорией систем», или «системологией».

Общая теория систем(ОТС) возникла на основе изучения некоторых биологических объектов и явлений и впервые была сформулирована Л. Берталанфи. Со временем в ее структуре выделились два направления. Цель первого – развитие ОТС как некоторой философской концепции, включающей в себя такие понятия, как принцип системности, системный подход, системный анализ и т. д. В другом направлении общая теория систем представляет собой некоторый математический аппарат, претендующий на строгое описание закономерностей формирования и развития любых систем.

ОТС базируется на трех постулатах, которые дают возможность определения организации системы, исходя из характеристик взаимодействия с внешней средой, а характеристик взаимодействия, в свою очередь, исходя из организации системы.

Первый постулат утверждает, что функционирование систем любой природы может быть описано на основе рассмотрения структурно-функциональных связей между отдельными элементами систем. Второй постулат состоит в том, что организация системы может быть установлена на основе проведенных извне системы наблюдений за элементами, которые непосредственно взаимодействуют с ее окружением. Третий постулат гласит, что организация системы полностью определяет ее функционирование и характер взаимодействия с окружающей средой.

При разработке теорий наряду с вышеизложенными методами используются логические методы и правила, носящие нормативный характер. К их числу относятся правила вывода сложных понятий из простых, установления истинности сложных высказываний. Для построения теорий применяют также принципы формирования аксиоматических теорий, критерии непротиворечивости, полноты и независимости систем аксиом и гипотез и др.

Теоретические исследования играют большую роль в процессе познания объективной действительности, поскольку они позволяют глубоко проникать в сущность природных явлений, создавать постоянно развивающуюся научную картину мира.