1.2. Наука як система знань

Складовою частиною і основою наукових знань є факти. Факти – це знання про об’єкти або явища, вірність який є доведеною. Їх систематизують і узагальнюють за допомогою простіших абстракцій – понять, визначень.

Поняття – це думка, що узагальнює та відокремлює предмети, явища за певними ознаками, відображує суттєві його якості. Поняття можуть бути загальні, одиничні, конкретні, абстрактні, абсолютні, відносні. Найбільш загальні та фундаментальні поняття називають категоріями. Вони відображують найбільш суттєві, загальні якості явищ дійсності.

Вихідними положеннями якоїсь галузі науки, початковою формою систематизації знань є принципи, постулати, аксіоми.

Принципи – це вихідні положення будь-якої теорії, вчення, науки або світогляду; це абстрактне визначення ідеї, що виникла у результаті суб’єктивного осягнення досвіду.

Аксіоми – це істинні положення, що приймаються без логічного доказу, у силу їх безпосередньої переконаності.

Постулати – це твердження (судження), що приймаються науковою теорією як істинні, хоча вірність їх не доведена.

Найбільш високою формою узагальнення і систематизації знань є теорія. Теорія – це вчення про узагальнений досвід, практику, яке формулює наукові принципи і методи, що дозволяють узагальнити, вивчити суттєві процеси і явища, проаналізувати дію на них різних факторів і запропонувати рекомендації щодо використання їх на практиці. Теорія є формою достовірного наукового знання про дійсність; це система понять, тверджень, доказів, що дає цілісне уявлення щодо закономірностей та зв’язків у системі.

Наукова теорія визначається предметністю, адекватністю об’єктивній дійсності, конкретністю, істинністю та достовірністю. До структури її, окрім фактів, категорій, аксіом, постулатів, принципів та понять, входять судження, умовиводи та закони.

Судження (висловлювання) – це висловлена думка, що відображує ставлення до змісту наукової теорії, її істинності або хибності. Судження можуть бути безпосередні та опосередковані.

Умовивід – це процес мислення, що об’єднує послідовність двох та більше суджень, у результаті чого з’являється нове судження. Умовиводи можуть бути загальні, часткові, умовні, конкретні, стверджуючі, заперечуючи.

Закони відображують найбільш суттєві, стійкі, об’єктивні внутрішні зв’язки, які повторюються в природі, суспільстві і мисленні. Вони виявляються у формі визначених співвідношень понять або категорій.

В умовах нестачі інформації, фактів, як засіб досягнення наукових результатів використовують гіпотези. Це припущення, що є науково обґрунтованими і які висувають для пояснення якогось процесу і які після перевірки можуть виявитися істинними або хибними. Тобто це початковий, чорновий варіант закону, що відкривається. Під час дослідження іноді висувають декілька гіпотез і з їх переліку вибирають вірну. Слід зауважити, що більшість законів і теорій було отримано саме на основі гіпотез.

Гіпотеза висувається у проблемній ситуації і її цінність визначається нестандартністю. Лише на перший погляд виникнення гіпотези може здатися випадковим. Навпаки, вона є результатом глибокого творчого процесу, що базується на знанні теоретичних положень та практичному досвіді, їх інтегрованому аналізі.

Основними вимогами до гіпотези є її обґрунтованість, відповідність науковим знанням, чіткість та конкретність. Навіть гіпотези, що виявилися після перевірки хибними, є корисними у тому плані, що сприяють накопиченню досвіду у виборі їх при подальших пошуках цим дослідником та іншими.

Гіпотези поділяють на два типи:

- теоретичні або пояснювальні, що базуються на наукових закономірностях, методологічних положеннях, логічних судженнях, аргументованих прогнозуваннях, фундаментальних знаннях; вони встановлюють наявні взаємозв’язки між складовими явища, розкривають причини тих чи інших процесів або явищ;

- емпіричні або описові, які засновані на результатах практичного досвіду; вони вказують причини, результати того чи іншого явища, але не встановлюють закономірності їх виникнення.

У основі гіпотези лежить ідея, тобто, основна думка, що виникає на основі усвідомлення існуючої суперечності та направлена на її вирішення. Якщо висувають декілька гіпотез, що по-різному пояснюють одне і те ж явище, то їх називають версії.

Формою розвитку науки є наукове дослідження. Це вивчення явищ і процесів, аналіз впливу на них різних факторів, взаємодії між явищами з метою отримання доказаних і корисних для науки і практики рішень з максимальним ефектом. Наукове дослідження має об’єкт, тобто предмет, на вивчення якого воно спрямоване.

Об’єкт дослідження – це сукупність предметів, зв’язків, відносин, якостей досліджуваного явища, загальна сфера пошуку дослідника. Це може бути предмет матеріального світу (наприклад, ректифікаційна колона, коксова піч, прокатний стан), явища (наприклад, процеси тепло - та масообміну у доменній печі, осадження частинок пилу у відцентровому апараті, утворення оксидів азоту при спаленні палива), властивості (наприклад, фізико – хімічні показники продуктів переробки нафти у ректифікаційній колоні або вугілля у коксовій батареї, вміст забруднюючих речовин у стічних водах або газах, що викидаються у довкілля з промислового агрегату), а також зв’язок між явищами і властивостями (наприклад, вплив теплообмінних процесів на якість продукції, інтенсифікації технологічного процесу на структуру та рівень шкідливих викидів у оточуюче середовище).

Предмет дослідження - це аспект, ракурс досліджуваного об’єкту. Тобто, це більш конкретне поняття, що встановлює межі дослідження; предмет дослідження є невід’ємною складовою частиною об’єкту досліджень.

Ціль наукового дослідження – визначення конкретного об’єкту і всебічне, достовірне вивчення його структури, характеристик, зв’язків на основі розроблених в науці принципів і методів пізнання, а також отримання корисних для діяльності людини результатів. Вона виражає те основне, що повинен виконати дослідник, формулюється коротко, точно та чітко і конкретизується у завданнях дослідження.

Концепція дослідження – це система взаємопов’язаних наукових положень, що використовує дослідник для досягнення результату. Вона може ґрунтуватися на розробках певної наукової школи або бути авторською, тобто, містити його власні систематизовані міркування.

Існують поняття методології і методу досліджень. Методологія – це сукупність методів, способів, прийомів, їх визначена послідовність, схема, яка прийнята при дослідженні. Вона включає в себе:

- принципи організації та проведення наукового дослідження;

- методи наукового дослідження та способи визначення його стратегії;

- науковий апарат, тобто понятійно-категоріальну основу наукового дослідження – актуальність, наукову новизну, евристичну цінність, теоретичну та практичну значущість, проблематику, об’єкт, предмет, гіпотезу, мету та завдання.

Фундаментальними принципами методології пізнання є:

- єдності теорії та практики;

- об’єктивності, який потребує врахування усіх факторів, що характеризують те чи інше явище;

- конкретності, що вказує на суттєві сторони та закономірності об’єктивних процесів і конкретні підході до їх оцінки;

- розвитку, що полягає у формуванні наукового знання із відображенням суперечностей, кількісних та якісних змін об’єкту пізнання;

- принцип закономірності, що потребує обумовленості явищ із врахуванням відносин та зв’язків між ними.

Важливу роль у науковому дослідженні відіграє його логіка, шлях, за яким виконується науковий пошук. Логіка – це наука про закони, прийоми правильної побудови думки, спрямованої на пізнання об’єктивної дійсності. Її задачами є досягнення істинності знань, побудова структури розумового процесу та застосування вірних методів пізнання тощо. Основою логіки наукового дослідження є раціональне мислення, що умовно поділяється на три типи - теоретичне, інтуїтивне та практичне.

Метод – це спосіб теоретичного або експериментального дослідження явища або процесу. Тобто, це інструмент дослідження і його вибір залежить як від об’єкту, так і виду дослідження.

Основними вимогами до наукового методу є:

- детермінованість, тобто обумовленість закономірностями як об’єкту, так і пізнавальної діяльності;

- заданість ціллю дослідження, що означає відповідність усіх компонентів методу цілі дослідження;

- результативність та надійність, тобто наявність результату із високим ступенем вірогідності;

- ефективність, яка забезпечує досягнення мети із мінімальними зусиллями та максимальним результатом;

- економічність, тобто можливість досягнення конкретних результатів без впровадження додаткових зусиль;

- доступність у розумінні та застосуванні.

У багатьох випадках значне підвищення ефективності наукового дослідження може бути досягнуто не тільки за рахунок раціонального вибору та використання одного конкретного методу, а комплексного застосування декількох методів.

Науковий пошук має декілька рівнів, серед яких виокремлюють:

- інформаційний (проблемно-пошуковий), що передбачає виявлення та усвідомлення інформації щодо існуючих знань;

- критичний, тобто виявлення рівня розробленості обраної проблематики;

- аналітико-синтетичний, що передбачає занурення у проблематику та узагальнення отриманих знань;

- науково-дослідний, на якому визначається теоретико-експериментальна розробленість обраної проблематики;

- прогностичний, тобто узагальнюючий із визначенням перспектив у подальшому вивченні обраної проблематики.

Задачі можуть бути емпіричні і теоретичні. Емпіричні задачі вирішують спостереженням і експериментом.

Спостереження – це метод пізнання, при якому об’єкт вивчають без втручання в нього; вимірюють лише властивості об’єкту, їх зміну. Наприклад, як змінюється витрата палива в агрегат на протязі доби, у залежності від продуктивності установки, вмісту кисню в продуктах згоряння і т. д.

Експеримент – це найбільш загальний емпіричний метод, в якому не тільки виконують спостереження, але і цілеспрямовано змінюють властивості об’єкту. За допомогою емпіричних методів не тільки підкріплюють або спростовують теоретичні положення; їх результати часто самі по собі стають предметом відкриття нових закономірностей або явищ.

Теоретичні задачі вирішуються для отримання нових законів, розробки нових теорій, перевірки і теоретичного обгрунтування фактів. Тобто, теоретичні і емпіричні дослідження звичайно дуже тісно пов’язані між собою.

Важливішими вимогами до наукових знань є можливість перевірки, репродукування (відтворність) і стійкість. Швидке старіння наукових знань може свідчити або про недостатню глибину розробки, або про низький рівень узагальнення, або про неточність виявлених законів.

Знання можна поділити на 2 групи: це наука про суспільство і наука про природу. В кожній з цих груп виділяють наукові дисципліни: в першій – філософія, історія, право і т.д.; в другій – фізика, хімія, технічні науки.