Научное исследование – это процесс деятельности по получению научных знаний.
В ходе научных исследований взаимодействуют два уровня познания: эмпирический и теоретический. На первом уровне устанавливаются новые научные факты и выявляются эмпирические зависимости. На втором уровне создаются более совершенные теоретические модели действительности, позволяющие объяснить новые явления, находить общие закономерности, осуществлять прогнозирование изучаемых объектов.
В процессе научного исследования можно отметить следующие этапы:
1) возникновение идеи;
2) формулирование познавательной задачи;
3) изучение имеющихся знаний и методов, накопленных в данной области исследований;
4) формирование понятий и суждений;
5) выдвижение и теоретический анализ гипотез;
6) планирование, организация и проведение необходимых наблюдений и экспериментов;
7) анализ и обобщение полученных результатов и иных научных фактов;
8) построение теории и формулирование законов;
9) доказательство правильности гипотез и суждений;
10) выработка научных прогнозов.
Научная идея — это интуитивное объяснение явления без промежуточной аргументации, без осознания всей совокупности связей, на основании которой делается вывод. Она базируется на уже имеющемся знании, но вскрывает ранее не замеченные закономерности. Свою специфическую материализацию идея находит в гипотезе.
Гипотеза — это предположение о причине, которая вызывает данное следствие. Если гипотеза согласуется с наблюдаемыми фактами, то в науке ее называют теорией или законом.
В процессе познания каждая гипотеза подвергается проверке, в результате которой устанавливается, что следствия, вытекающие из гипотезы, действительно совпадают с наблюдаемыми явлениями, что данная гипотеза не противоречит никаким другим гипотезам, которые считаются уже доказанными.
Для подтверждения правильности гипотезы необходимо убедиться не только в том, что она не противоречит действительности, но и в том,что она является единственно возможной и с ее помощью вся совокупность наблюдаемых явлений находит себе вполне достаточное объяснение. С накоплением новых фактов одна гипотеза может быть заменена другой лишь в том случае, если эти новые факты не могут быть объяснены старой гипотезой или ей противоречат. При этом часто старая гипотеза не отбрасывается целиком, а только исправляется и уточняется. По мере уточнения и исправления гипотеза превращается в закон.
Закон − это внутренняя существенная связь явлений, обусловливающая их необходимое закономерное развитие. Закон выражает определенную устойчивую связь между явлениями или свойствами материальных объектов. Закон, найденный путем догадки, должен быть логически доказан, только тогда он признается наукой.
Для доказательства закона наука использует суждения, которые были ранее признаны истинными и из которых логически следует доказываемое умозаключение. В редких случаях в равной мере оказываются доказуемыми противоречивые суждения. В таких случаях говорят о возникновении парадокса в науке, что всегда свидетельствует о наличии ошибок в логике доказательства или несостоятельности исходных суждений в данной системе знаний.
Парадокс в широком смысле — это утверждение, резко расходящееся с общепринятым, установившимся мнением, отрицание того, что представляется «безусловно правильным».
Парадокс в узком смысле — это два противоположных утверждения, для каждого из которых имеются представляющиеся убедительными аргументы.
Парадоксальность является характерной чертой современного научного познания мира. Наличие парадоксов становится свидетельством несостоятельности существующих теорий, требованием дальнейшего их совершенствования. Выявление и разрешение парадоксов стало обычным в современной науке. Существуют два основных пути разрешения научных парадоксов:
1) устранение ошибок в логике доказательств;
2) совершенствование исходных суждений в данной системе знаний.
В результате проработки и сопоставления с действительностью научная гипотеза может стать теорией.
Теория (от лат. theoreo—рассматриваю) — это система обобщенного знания, объяснения тех или иных сторон действительности. Теория является духовным, мысленным отражением и воспроизведением реальной действительности. Она возникает в результате обобщения познавательной деятельности и практики. Теория - это обобщенный опыт в сознании людей.
Структуру теории формируют принципы, аксиомы, законы, суждения, положения, понятия, категории и факты.
Под принципом в научной теории понимается самое абстрактное определение идеи (начальная форма систематизации знаний). Принцип — это правило, возникшее в результате субъективно осмысленного опыта людей.
Исходные положения научной теории называются постулатами или аксиомами.
Аксиома (постулат) — это положение, которое берется в качестве исходного, недоказуемого в данной теории, и из которого выводятся все остальные предложения и выводы теории по заранее фиксированным правилам. Аксиомы очевидны без доказательства. В современной логике и методологии науки постулат и аксиома обычно используются как эквивалентные.
Теория слагается из относительно жесткого ядра и его защитного пояса. В ядро входят основные принципы. Защитный пояс теории содержит вспомогательные гипотезы, конкретизирующие ее ядро. Этот пояс определяет проблемы, подлежащие дальнейшему исследованию, предвидит факты, не согласующиеся с теорией, и истолковывает их так, что они превращаются в примеры, подтверждающие ее.
Теория является наиболее развитой формой обобщенного научного познания. Она заключает в себе не только знания основных законов, но и объяснение фактов на их основе. Теория позволяет открывать новые законы и предсказывать будущее.