К основным общелогическим методам познания относятся индукция и дедукция, анализ и синтез.
Индукция (лат. inductio — наведение) — это логическая форма мышления, которая “наводит” исследователя на какое-нибудь правило, общее свойство, положение, характерное для целого класса предметов. “Наведение на правило” имеет древнюю историю и восходит непосредственно к практической деятельности. Индукция — способ рассуждения, осуществляющийся от единичных фактов к их обобщению. В мышлении этот процесс развертывается от фиксации повторяемости к выводу о закономерности. Множество эмпирических законов сформулировано на основе индуктивного метода, имеющего свои корни в практике действия с отдельными предметами. Д. И. Менделеев, изучив отдельные элементы, открыл периодический закон химических элементов. К. А. Тимирязев, проделав громадное количество опытов с растениями, увидел причину приспособляемости растений в естественном и искусственном отборе. Индуктивный метод был ведущим методом Ч. Дарвина, пришедшего к выводу об источнике формирования видов. Примеры можно продолжить.
Считается, что первым, кто начал исследовать индуктивный метод, был Сократ. Аристотель высоко оценил разработку Сократом индуктивных рассуждений и образование общих понятий. Сам Аристотель как создатель формальной логики исключительное внимание уделил и индуктивному методу, указал некоторые его виды. В Новое время теорией индукции занимался Ф. Бэкон, а в XIX в. — Дж. Милль.
Логический смысл индукции в том, что на основе знания об отдельных предметах делается вывод о всех предметах данного класса. Все индуктивные рассуждения различаются по содержанию, но одинаковы по форме.
Пример индуктивного рассуждения.
Круг пересекается прямой в двух точках.
Эллипс пересекается прямой в двух точках.
Парабола пересекается прямой в двух точках.
Гипербола пересекается прямой в двух точках.
Круг, эллипс, парабола и гипербола — это все виды конических сечений.
Все конические сечения пересекаются прямой в двух точках.
Различают следующие виды индукции: полная индукция, популярная индукция и научная индукция. Полная индукция предполагает учет максимально возможных или всех признаков объекта. Это надежный метод исследования, но трудный для исполнения. Популярная (неполная) индукция — это более быстрый способ обобщения отдельных фактов или признаков. Классификации, производимые на ее основе, менее надежны, поскольку используют случайные признаки, не представляющие подчас существа предметов. Научная индукция развертывается на основе выявленных существенных признаков объектов, поэтому обобщения и классификации здесь более адекватны и важны для науки.
Индуктивный метод воспроизводит ход логических процедур: исследование отдельных предметов, нахождение в них общего, рассмотрение этого общего в качестве основы определенного класса предметов. Метод предполагает также переход знания от менее общих к более общим положениям.
Индуктивный метод представляет собой форму изложения и организации знания в процессе его передачи другим людям. Лекция, доклад, беседа могут быть построены на основании хода рассуждения от менее общих положений к более общим.
Широкое использование индукции свидетельствует о ее большой ценности в исследовании, организации знания и обучении. Исторически и теоретически противостоит дедуктивному методу. Оставаясь самостоятельным, индуктивный метод всегда находится “в связке” с дедукцией.
Дедуктивный метод (лат. deductio — выведение). Это форма мышления, при помощи которой новое знание выводится из старого логическим путем.
Например:
Все цифровые машины имеют арифметическое устройство.
“Атлас” — цифровая машина.
“Атлас” имеет арифметическое устройство.
В данном случае дедуктивное умозаключение представлено в форме силлогизма, включающего: 1) общую посылку, представляющую какое-либо знание целого класса вещей; 2) частную посылку, выражающую искомое явление; 3) заключение об этом искомом явлении. То есть дедукция употребляется всякий раз, когда есть необходимость на основе известного общего положения дать заключение о частном явлении. Обе посылки содержат правило вывода, которое характеризуется жесткостью и принудительностью, чем и обеспечивает адекватность вывода. “Структура дедуктивного умозаключения и принудительный характер его правил; заставляющих с необходимостью принять заключение, логически вытекающее из посылок, отобразили самые распространенные
отношения между предметами материального мира: отношения рода, вида и особи, т.е. общего, частного и единичного”.42
Аналогично индукции дедуктивный метод выступает как метод исследования, который включает ряд этапов или процедур: нахождение ближайшего рода, соответствующего закона, присущего всем предметам данного рода, и, наконец, переход от более общих положений к менее общим. Этот метод используется также как способ организации текстов (лекций, докладов, бесед), по типу “от общего к частному”.
Дедуктивный метод широко используется и в научном, и в обыденном сознании. Его возникновение обусловлено практикой. Как форма мышления стал изучаться вместе с развитием науки. Как мы знаем, структура дедукции, ее элементы, правила, термины разработаны Аристотелем. Это был основной способ мышления (и доказательства) в Средние века, особенно в период схоластики. Изучение применения дедукции в теоретических исследованиях Средневековья особенно четко проявило значение предпосылок дедуктивного мышления. Дедуктивная организация мышления может выступать в качестве научного метода только в том случае, если верны предпосылки. Предпосылки в схоластике не были научными. В этой функции выступали религиозные догматы и переработанные в русле геоцентризма тексты Аристотеля.
В Новое время Р. Декарт выступил за создание истинной дедукции, где в роли предпосылок выступали аксиомы, то есть очевидные положения, в которых невозможно было сомневаться. В борьбе со схоластикой Декарт отстаивал научную ценность дедуктивного метода. Но он резко противопоставил дедукцию индуктивному эмпиризму Бэкона, что следует оценить как односторонний подход к проблеме организации мышления.
Индукция и дедукция могут изучаться и применяться раздельно, но крупные, значительные проблемы, как правило, исследуются и тем, и другим методами. Разрывать и противопоставлять их нельзя. Оба метода имеют научную ценность, широко и плодотворно используются.
Анализ и синтез (греч.: analysis — разложение, расчленение, разбор; synthesis — соединение, составление, сочетание) — методы исследования в определенном смысле противоположные, но не абсолютно. Анализ — методологический прием, при помощи которого предмет мысленно расчленяется на части и каждая из частей отдельно изучается. После глубокого изучения частей, в результате которого получается новое знание, части соединяются в целое при помощи логического приема — синтеза. Синтезированное целое — целое, обогащенное новым знанием частей, — относится к более высокому уровню теоретического знания.
Анализ и синтез возникли в процессе практической деятельности людей. Начало их использования теряется в глубинах истории. Известно только, что элементы рассудочной деятельности свойственны даже высшим животным. Логическое учение об анализе, то есть рефлексивное осознание данного метода, более позднего происхождения. Интенсивно он стал изучаться в Новое время. Значительный вклад в осмысление анализа внес диалектический подход к данной проблеме. Согласно этому подходу, данный логический прием рассматривается в связи с другими методами — абстрагированием, обобщением, синтезом. Так, Энгельс пишет: “...Мышление состоит столько же в разложении предметов сознания на их элементы, сколько в объединении связанных друг с другом элементов в некоторое единство. Без анализа нет синтеза”.43
Синтез представляет собой мысленное соединение расчлененных в процессе анализа элементов предмета, изучение взаимодействия и связи частей, познание предмета как единого целого. Синтез не является простой совокупностью элементов или частей. Изученные в процессе анализа части уже являются обогащенными полученным знанием. А кроме того, синтез частей также содержит новое знание, касающееся их взаимодействия и связей.
Особенностью методов анализа и синтеза является возможность их многократного последовательного повторения (“закольцовки”), что позволяет получать более качественные результаты. Данное свойство получило название итерации. Итерация широко используется в научном познании.
Анализ и синтез — это, по сути, единый метод, несмотря на противоположность их направления и логических процедур. Невозможно представить себе, чтобы один из них мог справиться с исследованием или изложением научного материала. Они противоположны, но взаимно предполагают друг друга, зависимы один от другого. Диалектик А. И. Герцен писал: “Обыкновенно говорят, что есть два способа познания: аналитический и синтетический. В этом и спорить нельзя, что анализ и синтез не все равно и что то и другое суть способы познания; но, нам кажется, несправедливо принять их за отдельные способы познания: это поведет к ужаснейшим ошибкам. Ни синтез, ни анализ не могут довести до истины, ибо они суть две части, два момента одного полного познания”.44
Аналогия также относится к общенаучным методам. Она предполагает обнаружение сходства качеств или свойств в объектах, не относящихся к одной области, перенос сходных чёрт и характеристик с одного явления на другое. В отличие от индукции (рассуждения от частного к общему) или дедукции (рассуждение от
общего к частному), для краткого обозначения аналогии используют выражение “от частного к частному”. Здесь происходит сопоставление различных объектов, и чаще всего отмечаются уже отчетливо проявленные свойства, т.е. лежащие на поверхности явлений. Они могут оказаться случайными или не отвечающими природе одного из сравниваемых объектов, поэтому данный способ познания не считается надежным. А некоторые исследователи вообще не относят его к научным методам, хотя он широко употребляется в науке в роли априорного предположительного средства, близкого к гипотетическому.
Эмпирическое исследование базируется на непосредственном, практическом взаимодействии ученого с объектом. Поэтому действительность и выступает на этом уровне важнейшим источником знания. Действующие объективные законы проявляются через повторяемость различных черт и признаков, и черезнаблюдение над этим повторением ученый фиксирует в нем признаки какого-либо существенного свойства или факта, указывающего на возможность закона.
“Факт (от лат. factum — сделанное, совершившееся) — 1) синоним понятий “истина”, “событие”, “результат”; нечто реальное в противоположность вымышленному; конкретное, единичное в отличие от абстрактного и общего; 2) в философии науки — особого рода предложения, фиксирующие эмпирическое знание. Как форма эмпирического знания факт противопоставляется теории или гипотезе”^5 Само по себе наблюдение не дает еще факта науки. Результат наблюдения может стать фактом только при определенной логической обработке, в результате операции объяснения в связи с другими фактами или при подведении под общее. Научный факт отличается от фактов действительности тем, что он фиксируется в языке науки, выражен в терминах. Научный факт эмпирического познания отличается и от положений теоретического уровня. Он лежит в основе обобщений. Взятые в совокупности факты составляют эмпирический базис науки — выступают исходным материалом построения гипотез, теорий, а впоследствии и их проверки.
Наблюдение должно быть строго зафиксировано: строго представлен объект, в связи с поставленной целью описаны его черты, границы. Важным элементом наблюдения является субъект. К нему нормативно предъявляются требования, определяемые ситуацией (местоположение, вооруженность приборами, умение ими пользоваться, способность интерпретации). Операция наблюдения предполагает использование средств (например, оптических). В современной науке их множество, поэтому необходим грамотный и эффективный выбор и набор этих средств.
Поскольку эмпирическое познание не получает в качестве результата чистые законы, условия наблюдения должны быть доступны другому наблюдателю, т.е. должны включать специфическую технологию научной коммуникации, которая может обеспечить соответствие такой важнейшей норме наблюдения, как интерсубъективность, или общепризнанность.
Если само эмпирическое познание предполагает непосредственную практическую связь субъекта с объектом, то один из способов такого познания — наблюдение — может быть как непосредственным, так и опосредствованным. Существуют объекты (космические, например), недоступные прямому наблюдению. Их называют косвенными наблюдениями. Их суть такова, что процедура осуществляется через какой-либо изученный посредник. В роли такого посредника может выступать предположение о закономерной взаимосвязи наблюдаемых объектов с ненаблюдаемыми. В результате эти ненаблюдаемые объекты могут быть пространственно определены, подтверждены их свойства, закономерная взаимосвязь.
Наблюдение как целенаправленное восприятие явлений действительности требует описания, фиксации средствами естественного или искусственного языка сведений об объектах, измерения, позволяющего сравнивать объекты по каким-либо сходным свойствам или сторонам.
Другим важным методом эмпирического познания является эксперимент — наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явлений при повторении условий. Эксперимент есть форма познания, включающая материальное воздействие на объект или условия его существования. Материальные преобразования здесь производятся в целях познания данного объекта. Данный род деятельности весьма разнообразен. Его варианты зависят от цедей, исходных теоретических положений, уровня средств измерения и др.
Эксперимент, как и наблюдение, имеет структуру, в которой выделяют цель; объект экспериментирования; условия, которые создает ему экспериментатор; средства, которыми осуществляется экспериментальная деятельность. По цели эксперименты делятся на поисковые и проверочные. Проверочные эксперименты бывают качественные и количественные, естественнонаучные, прикладные, технические; однофакторные и многофакторные и т.д. По объекту — соответственно предметам научных дисциплин (физические, химические и пр.). По средствам — соответственно при-борно-орудийной оснащенности эксперимента (различаются, например, классические средства экспериментального познания, т.н. КЛЭСПы, квантово-механические, квантово-динамические и т.д.).
Эмпирическое познание часто пользуется таким методом, как моделирование, т.е. процесс формирования и исследования моделей. Модель является отображением реальных объектов или явлений окружающего мира. Они могут относиться к органическим и неорганическим процессам, к конструируемым объектам, к формируемым технологическим связям.
Выделяют предметное и знаковое моделирование. Предметное моделирование осуществляется на материальных моделях, воспроизводящих основные характеристики, которые требуют исследования или совершенствования. При знаковом моделировании моделями служат схемы, чертежи, формулы. Важнейшим современным видом такого моделирования является логико-математическое моделирование. Математическое моделирование представляет собой формирование уравнений, описывающих природные объекты, и их решение с учетом меняющихся начальных условий. Вариантом математического моделирования является т.н. имитационное моделирование, при котором в системы уравнений вводятся оценки параметров, имеющие вероятностный, случайный характер. Все модели проверяются на адекватность физическим (химическим, биологическим и пр.) экспериментом и практикой.
Модель, как правило, не полностью повторяет все параметры реального объекта. Она должна быть проще и содержать по возможности главные, существенные свойства, которые подлежат исследованию или проверке. “Прекрасной иллюстрацией, подтверждающей правильность приведенного тезиса, является история с попыткой имитационного моделирования, предпринятой в Министерстве обороны США в период его работы по программе Стратегической оборонной инициативы (СОИ). Данная программа предполагала создание сложной, глубоко эшелонированной системы противоракетной обороны, эффективность которой могла меняться в весьма широких пределах в зависимости от огромного числа внутренних и внешних факторов. Создание имитационной модели такой системы заняло несколько лет и стоило много миллионов долларов. Однако, как с горечью подытожил один из руководителей данного проекта, “в результате мы получили самую большую в мире игротеку”.46