<<
>>

4.1. Состав и выбор методов исследования систем управления

Процесс познания окружающего нас мира в самом общем виде представляет собой решение разного рода задач, возника­ющих в ходе практической деятельности человека. Эти пробле­мы решаются путем использования особых приемов — методов.

Научный метод — это совокупность приемов и операций практического и теоретического познания действительности. Они оптимизируют деятельность человека, вооружают его наи­более рациональными способами организации деятельности.

На эмпирическом уровне происходит сбор фактов и инфор­мации (установление фактов, их регистрация, накопление), а также их описание (изложение фактов и их первичная систе­матизация).

Теоретическая сторона связана с объяснением и обобще­нием фактов, созданием новых теорий, выдвижением гипотез, открытием новых законов, а также предсказанием новых фак­тов в рамках этих теорий. С их помощью вырабатывается науч­ная картина мира, что важно для осуществления мировоззрен­ческой функции науки.

В основе методов науки лежит единство эмпирических и теоретических сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной стороны за счет другой, закрывает путь к правильному позна­нию природы: теория становится беспредметной, опыт — сле­пым.

Помимо выделения двух уровней познания в основу клас­сификации научных методов может быть положена применяе­мость метода, возможность его использования в разных сферах человеческой деятельности. В таком случае можно выделить общие, особенные и частные методы научного познания.

Общие методы познания касаются любого предмета, любой науки. Это различные формы метода, дающего возможность связывать воедино все стороны процесса познания, все его сту­пени. Это, скорее, общефилософские методы познания. В исто­рии философии можно найти только два таких метода — мета­физический и диалектический. До конца XIX столетия в науке господствовал метафизический метод, и лишь с XX в.

он усту­пил свое место диалектическому методу познания. Оба этих метода лишь намечают границы познания.

Частные методы научного познания — это специальные методы, действующие только в пределах отдельной отрасли науки. Таков, в частности, метод кольцевания птиц, применяе­мый в зоологии. Иногда частные методы могут использоваться за пределами той области знания, в которой они возникли. Так, методы физики, применяемые в других отраслях естествозна­ния, привели к созданию астрофизики, геофизики, кристалло­физики и других междисциплинарных наук. Нередко применя­ется комплекс взаимосвязанных частных методов к изучению одного предмета. Например, молекулярная биология одновре­менно пользуется методами физики, математики, химии, кибер­нетики.

Хотя частные методы и способы исследования в разных науках могут заметно отличаться друг от друга, однако общий подход этих методов к процессу познания остается в сущности одним и тем же. Все они определяют тактику исследования. Стратегию исследования определяют особенные методы позна­ния. Кроме того, все частные методы познания связаны с опре­деленными сторонами или сочетаниями особенных методов.

Особенные методы научного познания используются боль­шинством наук на разных этапах познавательной деятельности и касаются определенной стороны изучаемого предмета или при­ема исследования. Именно среди особенных методов можно вы­делить эмпирический и теоретический уровни познания. Таким образом, существуют особенные методы, проявляющиеся:

• на эмпирическом уровне познания (особенные эмпиричес­кие методы);

• на теоретическом уровне познания (особенные теорети­ческие методы);

• как на эмпирическом, так и на теоретическом уровнях познания (особенные универсальные методы).

Остановимся подробнее на этих трех группах особенных методов научного познания.

К особенным эмпирическим методам научного познания относятся наблюдение, измерение и эксперимент.

Наблюдение — это целенаправленный строгий процесс вос­приятия предметов действительности, которые не должны быть изменены.

Сущностью наблюдения является чувственное отражение предметов и явлений объективного мира, в ходе которого мы получаем некую первичную информацию о них. Поэтому иссле­дование любых интересующих объектов окружающего нас мира чаще всего начинают с наблюдения и лишь затем переходят к другим методам изучения.

Результаты наблюдения должны фиксироваться в описа­нии, отмечающем те свойства и стороны изучаемого объекта, которые являются предметом исследования ученого. Такое опи­сание должно быть максимально полным, точным и объектив­ным. Ведь оно должно дать достоверную и адекватную картину изучаемого явления. Именно описания результатов наблюдений составляют эмпирический базис науки, на их основе создаются эмпирические обобщения, систематизации и классификации.

Измерение — это определение количественных значений (характеристик) изучаемых сторон или свойств объекта иссле­дования с помощью специальных технических устройств.

Эти устройства могут работать как в руках человека, так и в автоматическом режиме. Современные компьютеры позволя­ют проводить не только процедуру измерения, но и обрабаты­вать полученные данные.

Большую роль в исследовании играют единицы измерения — эталоны, с которыми сравниваются полученные данные. Они могут быть основными, или базисными, и производными, выво­димыми из них с помощью математических операций.

За последние четыре века бурного развития естествознания образовалось множество различных систем единиц измерения, что затрудняло работу ученых. Поэтому в 1960 г. Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систе­му единиц измерения — СИ. Она базируется на семи основных единицах: метр (м) — единица длины, килограмм (кг) — единица массы, секунда (с) — единица времени, ампер (А) — сила элект­рического тока, кельвин (К) — термодинамическая температура в градусах, кандела (Кд) — сила света, моль — количество веще­ства) и двух дополнительных: радиан (рад) — плоский угол, сте­радиан (ср) — телесный угол. Сегодня большая часть измеритель­ных приборов градуируется в этих единицах.

На основании данных единиц измерения введены производ­ные единицы — площади, объема, частоты, скорости, ускоре­ния и др.

Развитие науки немыслимо без развития измерительной техники. Можно говорить как о совершенствовании давно изве­стных приборов, так и о появлении принципиально новых инст­рументов, сконструированных на основе недавно появившихся в науке гипотез и теорий.

Частным случаем измерения является сравнение. Оно позво­ляет оценить различные объекты и соотнести их друг с другом.

Эксперимент — более сложный метод эмпирического по­знания по сравнению с наблюдением, без которого он не обхо­дится.

Эксперимент — это целенаправленное и строго контроли­руемое воздействие исследователя на интересующий его объект для изучения различных его сторон, связей и отношений.

Таким образом, в ходе эксперимента ученый может вмеши­ваться в естественный ход процессов, преобразовывать объект исследования, помещать его в искусственные условия. Специфика эксперимента состоит также в том, что он позволяет увидеть объект или процесс в "чистом" виде за счет максимального ис­ключения воздействия посторонних факторов. Ведь в обычных условиях все природные процессы крайне сложны и запутанны, не поддаются полному контролю и управлению. Поэтому экспе­риментатор отделяет существенные факторы от несуществен­ных и тем самым значительно упрощает ситуацию. Такое упро­щение способствует более глубокому пониманию сути явлений и процессов и дает возможность контролировать немногие важные для данного эксперимента факторы и величины.

К особенным теоретическим методам научного познания относятся процедуры абстрагирования и идеализации, в ходе которых образуются научные понятия.

Абстрагирование — мысленное отвлечение от всех свойств, связей и отношений изучаемого объекта, которые представля­ются несущественными для данной теории.

Результат процесса абстрагирования называется абстрак­цией. Примером абстракций являются такие понятия, как точ­ка, прямая, множество и т.

д.

Идеализация — это операция мысленного выделения какого- либо одного, важного для данной теории свойства или отношения (не обязательно, чтобы это свойство существовало реально) и мыс­ленного конструирования объекта, наделенного этим свойством.

Именно посредством идеализации образуются такие поня­тия, как "абсолютно черное тело", "идеальный газ", "атом" в классической физике и т. д. Полученные таким образом идеаль­ные объекты в действительности не существуют, так как в при­роде не может быть предметов и явлений, имеющих только одно свойство или качество. В этом состоит главное отличие идеаль­ных объектов от абстрактных.

Формализация — использование специальной символики вместо реальных объектов.

Ярким примером формализации является широкое исполь­зование математической символики и математических методов в естествознании. Формализация дает возможность исследовать объект без непосредственного обращения к нему и записывать полученные результаты в краткой и четкой форме.

Индукция — метод научного познания, представляющий собой формулирование логического умозаключения путем обоб­щения данных наблюдения и эксперимента, получение общего вывода на основании частных посылок, движение от частного к общему.

Различают полную и неполную индукцию. Полная индук­ция строит общий вывод на основании изучения всех предме­тов или явлений данного класса. В результате полной индукции полученное умозаключение имеет характер достоверного вы­вода. Но в окружающем нас мире не так много подобных объек­тов одного класса, число которых ограниченно настолько, что исследователь может изучить каждый из них.

Поэтому гораздо чаще ученые прибегают к неполной индук­ции, которая строит общий вывод на основании наблюдения ог­раниченного числа фактов, если среди них не встретились такие, которые противоречат индуктивному умозаключению. Например, если ученый в ста или более случаях наблюдает один и тот же факт, он может сделать вывод, что этот эффект проявится и при других сходных обстоятельствах.

Естественно, что добытая та­ким путем истина неполна, полученное знание носит вероятнос­тный характер и требует дополнительного подтверждения.

Индукция не может существовать в отрыве от дедукции.

Дедукция — метод научного познания, представляющий собой получение частных выводов на основе общих знаний, вы­вод от общего к частному.

Дедуктивное умозаключение строится по следующей схе­ме: все предметы класса А обладают свойством В, предмет а от­носится к классу А; следовательно, а обладает свойством В. На­пример: "Все люди смертны"; "Иван — человек"; следователь­но, "Иван — смертен".

Дедукция как метод познания исходит из уже познанных законов и принципов. Поэтому метод дедукции не позволяет получить содержательно нового знания. Дедукция представля­ет собой лишь способ логического развертывания системы по­ложений на базе исходного знания, способ выявления конкрет­ного содержания общепринятых посылок. Поэтому она не мо­жет существовать в отрыве от индукции. Как индукция, так и дедукция незаменимы в процессе научного познания.

К универсальным методам научного познания относятся аналогия, моделирование, анализ и синтез, а также классифи­кация.

Аналогия — метод познания, при котором происходит пе­ренос знания, полученного при рассмотрении какого-либо од­ного объекта, на другой, менее изученный, но схожий с первым объектом по каким-то существенным свойствам.

Метод аналогии основывается на сходстве предметов по ряду каких-либо признаков, причем сходство устанавливается в результате сравнения предметов между собой. Таким обра­зом, в основе метода аналогии лежит метод сравнения.

Применение метода аналогии в научном познании требует определенной осторожности. Дело в том, что можно принять чисто внешнее случайное сходство между двумя объектами за внутреннее, существенное, и на этом основании сделать вывод о сходстве, которого на самом деле нет. Так, хотя и лошадь, и автомобиль используются как транспортные средства, было бы неверным переносить знания об устройстве машины на анато­мию и физиологию лошади. Данная аналогия будет ошибочной.

Тем не менее метод аналогии занимает намного более зна­чимое место в познании, чем это может показаться на первый взгляд. Ведь аналогия не просто намечает связи между явлени­ями. Важнейшей особенностью познавательной деятельности человека является то, что наше сознание не способно воспри­нять абсолютно новое знание, если у него нет точек соприкосно­вения с уже известным нам знанием. Именно поэтому при объяс­нении нового материала на занятиях всегда прибегают к при­мерам, которые и должны провести аналогию между известным и неизвестным знанием.

Метод аналогии тесно связан с методом моделирования.

Метод моделирования предполагает изучение каких-либо объектов посредством их моделей с дальнейшим переносом по­лученных данных на оригинал.

В основе этого метода лежит существенное сходство объек­та-оригинала и его модели. К моделированию следует относить­ся с той же осторожностью, что и к аналогии, строго указывать пределы и границы допустимых при моделировании упрощений.

Современной науке известно несколько типов моделирова­ния: предметное, мысленное, знаковое и компьютерное.

Предметное моделирование представляет собой использо­вание моделей, воспроизводящих определенные геометричес­кие, физические, динамические или функциональные характе­ристики прототипа. Так, на моделях исследуются аэродинами­ческие качества самолетов и других машин, ведется разработ­ка различных сооружений (плотин, электростанций и др. ).

Мысленное моделирование — это использование различных мысленных представлений в форме воображаемых моделей. Широко известна идеальная планетарная модель атома Э. Ре­зерфорда, напоминавшая Солнечную систему: вокруг положи­тельно заряженного ядра (Солнца) вращаются отрицательно заряженные электроны (планеты).

Знаковое (символическое) моделирование использует в ка­честве моделей схемы, чертежи, формулы. В них в условно-зна­ковой форме отражаются какие-то свойства оригинала. Разно­видностью знакового является математическое моделирование, осуществляемое средствами математики и логики. Язык мате­матики позволяет выразить любые свойства объектов и явле­ний, описать их функционирование или взаимодействие с дру­гими объектами с помощью системы уравнений. Так создается математическая модель явления. Часто математическое моде­лирование сочетается с предметным моделированием.

Компьютерное моделирование получило широкое распро­странение в последнее время. В данном случае компьютер яв­ляется одновременно и средством, и объектом эксперименталь­ного исследования, заменяющим оригинал. Моделью при этом является компьютерная программа (алгоритм).

Анализ — метод научного познания, в основу которого по­ложена процедура мысленного или реального расчленения пред­мета на составляющие его части и их отдельное изучение.

Эта процедура ставит своей целью переход от изучения целого к изучению его частей и осуществляется путем абстра­гирования от связи этих частей друг с другом.

Анализ — органичная составная часть всякого научного ис­следования, являющаяся обычно его первой стадией, когда ис­следователь переходит от описания нерасчлененного изучаемо­го объекта к выявлению его строения, состава, а также свойств и признаков. Для постижения объекта как единого целого недоста­точно знать, из чего он состоит. Важно понять, как связаны друг с другом составные части объекта, а это можно сделать, лишь изу­чив их в единстве. Для этого анализ дополняется синтезом.

Синтез — метод научного познания, в основу которого по­ложена процедура соединения различных элементов предмета в единое целое, систему, без чего невозможно действительно научное познание этого предмета.

Синтез выступает не как метод конструирования целого, а как метод представления целого в форме единства знаний, по­лученных с помощью анализа. Важно понять, что синтез вовсе не является простым механическим соединением разъединен­ных элементов в единую систему. Он показывает место и роль каждого элемента в этой системе, его связь с другими состав­ными частями системы. Таким образом, при синтезе происхо­дит не просто объединение, а обобщение аналитически выде­ленных и изученных особенностей объекта.

Синтез — такая же необходимая часть научного познания, как и анализ, и идет вслед за ним. Анализ и синтез — это две стороны единого аналитико-синтетического метода познания, которые не существуют друг без друга.

Классификация— метод научного познания, позволяющий объединить в один класс объекты, максимально сходные друг с другом в существенных признаках.

Классификация позволяет свести накопленный многообраз­ный материал к сравнительно небольшому числу классов, ти­пов и форм, выявить исходные единицы анализа, обнаружить устойчивые признаки и отношения. Как правило, классифика­ции выражаются в виде текстов на естественных языках, схем и таблиц.

Разнообразие методов научного познания создает трудно­сти в их использовании и понимании их значимости. Эти про­блемы решаются особой областью знания — методологией, т. е. учением о методах. Важнейшая задача методологии — изуче­ние происхождения, сущности, эффективности и других харак­теристик методов познания.

<< | >>
Источник: Фомичев А. Н.. Исследование систем управления: Учебник / А. Н. Фо­мичев. — М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», — 348 с.. 2013

Еще по теме 4.1. Состав и выбор методов исследования систем управления:

  1. 5.2. Экспертные методы исследования систем управления
  2. Глава 6. Эмпирические методы исследования систем управления
  3. ГЛАВА 4. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
  4. 4.1. Структуризация методов исследования систем управления
  5. 4.1. Структуризация методов исследования систем управления
  6. Глава 4. Методы исследования систем управления
  7. 4.1. Состав и выбор методов исследования систем управления
  8. 4.3. Тестирование в исследовании систем управления
  9. Темы индивидуальных заданий по дисциплине «Исследование систем управления»
  10. Глава 1. Общенаучные методы исследования систем управления
  11. 1.3. Объект, предмет, практическая формула диалектического подхода к исследованию систем управления
  12. 1.5. Классификация исследований систем управления
  13. 1.6. Состав и выбор методов исследования
  14. Глава 2. Частно-научные методы исследований систем управления
  15. Частно-научные методы исследований систем управления