Александр Пужаев - Исследование систем управления. Научно-популярное издание

А как всё это происходит? С чего начинается научное исследование? И чем заканчивается? Каков процесс? И существует ли он вообще? Ведь сколько существует примеров того, как открытия делались спонтанно, даже во время сна. Например, Ньютон открыл закон всемирного тяготения, когда в саду ему на голову упало яблоко. А Менделееву его таблица приснилась во сне. А сколько открытий было сделано случайно и даже в результате ошибок. Рассказывают, что нагревательные свойства микроволнового излучения, в результате которого была создана микроволновка, были обнаружены, когда в кармане одного из специалистов непонятно почему растаял шоколадный батончик. А пенициллин был обнаружен в чашке, которую забыли помыть. Ну конечно, это всё легенды. Тем более, что учёные часто обладают повышенным чувством юмора и придумывают истории, весьма далёкие от реальности. Хотя существуют документально зафиксированные случаи внезапных озарений, в результате которых появлялись очень важные открытия и полезные изобретения. Но если более подробно изучить обстоятельства, при которых были сделаны, якобы случайно, открытия или изобретения, то окажется, что их в 99,9 % случаев сделали учёные. Они проводили исследования, иногда даже в несколько иной плоскости, но были достаточно наблюдательны и любопытны, чтобы заметить попутно что – то непонятное и пытаться выяснить, что же это такое. Так были открыты рентгеновские лучи, антибиотики, резина и многое другое. Как справедливо сказал Луи Пастер: «Не всякому помогает случай. Судьба одаривает лишь подготовленные умы».

Но всё же, процесс исследования, как правило, планируется, а значит, может быть представлен некоторой последовательностью этапов. Конечно, не всегда исследователи строго следуют разработанному плану. Исследование – это творческий процесс. И иногда в план приходится вносить коррективы. А какие – то этапы по мере изучения поставленной задачи приходится повторять по нескольку раз. Исследования в разных науках имеют свою специфику, которая, конечно, отражается в процессах исследования. Но есть и общее, которое используют все учёные. Рассмотрим последовательно основные этапы унифицированного процесса исследования, целью которого является получение нового знания , и используемые при этом методы (см. рис. 1.1).

Рис. 1.1. Примерная последовательность этапов процесса научного исследования

Любое исследование начинается с вопроса: Что исследовать? Начинающий исследователь, как правило, сталкивается с этим вопросом. Если ему повезло, и он попал в научно – исследовательское учреждение, активно проводящее десятки исследований, в котором немало талантливых учёных, имеющих на своём счету изобретения или другие результаты, высоко оценённые научным сообществом, то выбрать тему исследования труда не составит. Однако даже в этом случае необходимо максимально конкретизировать исследуемую проблему и выяснить, не решена ли она уже. Проблемой, задачей или целью, в данном случае считается тот вопрос, ответ на который должно дать предстоящее исследование.

Конкретизация заключается в первую очередь в определении объекта и предмета исследования. Под объектом, в общем случае, понимается некая система, подсистема или элемент. Предметом является свойство или характеристика. Если исследование планируется проводить применительно к технической системе, например, к оборудованию, то конкретизацией может быть какой – то узел или даже деталь. А характеристикой в последнем случае может быть, например, прочность. А если система социально – экономическая, то объектом часто является предприятие, цех, отдел, работники. А предметом, например, – планирование, оплата труда, социально – психологический климат.

Поскольку получаемое в результате исследования знание должно быть новым, или хотя бы иметь элементы новизны, необходимо убедиться, что проблема является актуальной. Необходимо установить, какие подобные исследования уже проводились, и какие результаты были получены. И какие «белые пятна» остались не исследованы, какие результаты будут иметь новизну. Есть выражение «изобретать велосипед», то есть пытаться изобрести то, что уже давно придумано и прекрасно работает. Так вот надо убедиться, что планируемое исследование не будет таким изобретением. Основными источниками информации для такого поиска служат отчёты о научных исследованиях, диссертации, опубликованные статьи в сборниках научных трудов.

Постановка проблемы является очень важным этапом. Рассказывают, что Альберт Эйнштейн однажды сказал, что правильная постановка проблемы важнее даже, чем её решение. Возможно, это является некоторым преувеличением, однако подчёркивает важность первого этапа процесса исследования.

Гипотеза – предполагаемое, возможное объяснение известных или новых фактов, их взаимосвязи между собой, причин их возникновения; решение поставленной проблемы, задачи и т. п., – то есть форма вероятного знания, поскольку его истинность или ложность предстоит установить в процессе исследования. Не всякое предположение или простая догадка являются научной гипотезой. Часто называют следующие условия, соблюдение которых позволяют считать гипотезу научной:

• гипотеза должна находиться в соответствии с установленными наукой законами. Если гипотеза игнорирует ранее установленные бесспорные знания, то она является выдумкой, и тратить время и силы на её доказательство бессмысленно. Например, если давно доказано, что человек не может летать без тех или иных технических приспособлений, то любая гипотеза о левитации бессмысленна.

• гипотеза должна опираться на все имеющиеся в данной области факты. Главное при этом, чтобы факты были достоверными, установленными научными методами. Тогда игнорирование фактов становится часто уловкой недобросовестных учёных для достижения личных целей.

Иногда ещё одни условием научности гипотезы называют необходимость возможности практической, экспериментальной и вообще эмпирической проверки. В большинстве случаев это так. Однако, в истории науки встречались случаи выдвижения гипотез, которые не могли быть проверены имеющимися на тот момент средствами, но оказались весьма прозорливыми. Так древнегреческий философ Демокрит (460 до н. э. – 370 до н. э.) считается автором атомистической теории строения материи. Но доказана эта теория была только в 20 веке. Другой учёный Ибн Сина (980 – 1037) предположил, что заболевания могут вызываться какими – то мельчайшими существами, которых человеческий глаз не видит. Эта гипотеза была доказана лишь в 19-ом веке, когда появился микроскоп.