CC BY
836
УДК 001.82
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-11-279-283
МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ
А.Г. Ануфриева, К.А. Головин, А.Б. Копылов
В данной статье рассматриваются и анализируются методы и методология научного познания, приводятся примеры применимости данных методов в сфере архитектуры и строительства.
Ключевые слова: методология, диалектический метод, метафизический метод, эмпирический уровень, синтез, анализ, индукция, дедукция, наблюдение, измерение, эксперимент, сравнение, абстрагирование (идеализация), аналогия, моделирование, системный подход.
Наука за все свое существование развивается достаточно стремительно, в современном мире объем научных знаний увеличивается примерно в 2 раза каждые 10-15 лет. Весь окружающий нас мир показывает какого прогресса достигло человечество. Именно наука явилась главной причиной столь бурно протекающей НТР, появления В1М-технологий, искусственного интеллекта, переформирования знаний человечества в электронную форму, столь удобную для хранения, систематизации, поиска и обработки и др.
В современном виде (к концу 2000-х гг.) наука например в области архитектуры, заключает в себе намного больше относительных истин, чем 35-40 лет назад. Так на ее состоянии отражается общий прирост научного знания. Хотя за прошедшие годы некоторые знания, казавшиеся в определенный момент истинными, перестали быть таковыми, но появились новые относительные истины. Чтобы правильно оценивать истинность и обоснованность знания в ар-хитектуроведении, необходимо учитывать отражение в нем общих тенденций современной науки. Например, установка на такую систему знаний, в которой не все представляет собой окончательную и незыблемую истину, когда наряду с достоверным знанием возможно и проблемное; относительность критериев строгости, точности и всесторонней обоснованности научного знания и возможность присутствия в нем вероятности и неуточненности; правомерность различных видов описания изучаемого объекта; понимание относительности научного знанияи его оснований, а значит, допустимости некоторых изменений принципов науки - необходимости периодической ревизии научных принципов, допущений, схем решения поставленных задач и т. д.
Все это несомненно показывает, что главная форма человеческого познания -наука в наше время становится неотъемлемой частью общества.
Обилие методов, которые разрабатывает наука для познания реальности безостановочно увеличивается. Точное их количество, пожалуй, трудно сосчитать. Ведь в мире существует около 15000 наук и каждая из них имеет свои специфические методы и предмет исследования.
Учение о методе начало эволюционировать еще в науке Нового времени. Ее представители считали правильный метод маяком в движении к верному, истинному знанию. Так, видный философ XVII в. Ф. Бэкон ассоциировал метод познания с фонарем, озаряющем дорогу путнику, идущему в темноте. А другой известный ученый и философ этого же периода Р. Декарт изложил свое понимание метода следующим образом: «Под методом, — писал он, —я разумею точные и простые правила, строгое соблюдение которых... без лишней траты умственных сил, но постепенно и непрерывно увеличивая знания, способствует тому, что ум достигает истинного познания всего, что ему доступно».
Методология научного познания. Существует целая отрасль познания, которая намеренно занимается исследованием методов и которую принято называть методологией. Методология дословно означает «учение о методах» (ибо происходит этот термин от двух греческих слов: «методос» — метод и «логос» — учение).
В исследовательской работе необходимо стремиться к освоению мощного корпуса методологических подходов и методических средств; следует подчеркнуть, что правильно выбранные методы исследования позволяют гораздо быстрее и успешнее решать поставленные научные задачи.
Методы научного познания принято разграничивать по степени их идентичности, т. е. по широте применимости в процессе научного исследования.
279
Всеобщих методов в истории познания известно два: диалетический и метафизический [5]. Это общефилософские методы. Метафизический метод с середины XIX века начал все больше и больше вытесняться из естествознания диалектическим методом.
Вторую группу методов познания составляют общенаучные методы, которыеисполь-зуются в самых различных областях науки, т. е. имеют весьма широкий, междисциплинарный спектр применения.
Классификация общенаучных методов стоит близко с понятием уровней научного познания.
Различают два уровня научного познания: эмпирический и теоретический [5]. Одни общенаучные методы применяются только на эмпирическом уровне (наблюдение, эксперимент, измерение), другие — только на теоретическом (идеализация, формализация), а некоторые (например, моделирование) — какна эмпирическом, так и на теоретическом уровнях.
Эмпирический уровень научного познания трактуется прямым исследованием объективно существующих, чувственно воспринимаемых объектов.
Теоретический уровень научного познания можно обозначить преобладанием рационального момента - понятий, теорий, законов и других форм и «мыслительных операций».
Обратимся, прежде всего, к методам, которые находят применение на эмпирическом уровне научного познания - к наблюдению и эксперименту.
Наблюдение [5] - это преднамеренное и целенаправленное восприятиеявлений и процессов без прямого вмешательства в их течение, подчиненное задачам научного исследования. Наблюдение в современной науке связано с обширным применением приборов, которые, во-первых, усиливают органы чувств, а во-вторых, снимают налет субъективизма с оценки наблюдаемых явлений. Важное место в процессе наблюдения (как и эксперимента) занимает операция измерения.
Измерение [5] - есть определение отношения одной (измеряемой) величины к другой, принятой за эталон. В социологии и психологии различают простое и соучаствующее (включенное) наблюдение. Психологи наряду с этим используют и метод интроспекции (самонаблюдения).
Эксперимент [5], в отличие от наблюдения - это метод познания, прикотором явления исследуют в контролируемых и управляемых условиях. Эксперимент, как правило, осуществляется на основе теории или гипотезы, определяющих постановку задачи и интерпретацию результатов. Превосходства эксперимента в сопоставлении с наблюдением заключаются в том, что во-первых, оказывается возможным исследовать явление, так сказать, в "чистом виде", во-вторых, могут разниться условия протекания процесса, в-третьих, сам эксперимент может неоднократно повторяться. Различают несколько видов эксперимента. 1). Простейший вид эксперимента
- качественный, устанавливающий наличие или отсутствие предлагаемых теорией явлений. 2). Вторым, более сложным видом является измерительный или количественный эксперимент, устанавливающий численные параметры какого-либо свойства (или свойств) предмета, процесса. Например,лабораторные исследования различных свойств строительных материалов. 3).Особой разновидностью эксперимента в фундаментальных науках является мысленный эксперимент. 4). Наконец: характерным видом эксперимента является социальный эксперимент, осуществляемый в целях внедрения новых форм социальной организации и оптимизации управления. Сфера социального эксперимента имеет свои рамки- это моральные и правовые нормы.
Без идеи в голове, как говорил И.П.Павлов, не увидишь факта. Наблюдение иэкспери-мент являются источником научных фактов, под которыми в науке понимаются особого рода предложения, фиксирующие эмпирическое знание. Факты - фундамент здания науки, они образуют эмпирическую основу науки, базу для выдвижения гипотез и создания теорий. Обозначим некоторые методы обработки и систематизации знаний эмпирического уровня. Это прежде всего анализ и синтез.
Анализ [5] - процесс мысленного, а нередко и реального расчленения предмета, явления на части (признаки, свойства, отношения). Например, предпроектный анализ, он заключается в расчленении процесса исследованияпроектного задания, предлагаемого архитектору на ряд этапов, самостоятельных по целям и результатам работы. Этот прием называют
«расширением смыслового поля в проектировании». В итоге углубленного (последовательного и детального обследования различных аспектов темы проекта) появляется множество предложений, которые создают качественно новый осмысленный подход с выработанны-
ми установками (идейными, образными, экологическими, техническими и пр.). Также ярким примером данного метода в сопротивлении материалов, строительной механике, теории упругости и пластичности, строительных конструкциях являются: представление реального здания или сооружения в виде расчетной схемы, а также метод сечений. Анализу может быть подвергнут отечественный и зарубежный опыт проектирования, строительства и эксплуатации любых конкретных типов зданий, сооружений и их комплексов. Процедурой, обратной анализу, является синтез. Синтез [5] - это соединение выделенных в ходе анализа сторон предмета в единое целое. Примером этого метода является переход от исследования напряженно-деформированного состояния отдельного стержня в сопротивлении материалов к стержневой системе (раме, ферме, арке и их комбинациям) в строительной механике.
Значительная роль в обобщении результатов наблюдения и экспериментов принадлежит индукции [5] (от лат. inductio - наведение), особому виду обобщения данных опыта. При индукции мысль исследователя движется от частного (частных факторов) к общему. Различают популярную и научную, полную и неполную индукцию. Это рискованный, но творческий метод. При строгой постановке эксперимента, логической последовательности истрогости выводов она способна давать достоверное заключение. Научная индукция является истинным источником действительно научного прогресса.Противоположностью индукции является дедукция [5], движение мысли от общего к частному. Процесс индукции связан с такой операцией, как сравнение [5] - установление сходства и различия объектов, явлений. Например, морфологический анализ аналогового ряда объектов, в котором сопоставляются плюсы и минусы конкретных объектов по различным критериям, таким как экономичность, эргономичность, эстетичность. Индукция, сравнение, анализ и синтез подготавливают почву для выработки классификаций - объединения различных понятий и соответствующих имявлений в определенные группы, типы с целью установления связей между объектами и классами объектов. Например- классификация архитектурных стилей, классификация ледовых арен по их вместимости, классификация многоэтажных зданий по их высотности, классификация помещений проектируемого объекта по их назначению, классификация градостроительных исследований Н. П. Крайней [1] и градостроительныхподсистем А. В. Яковлева [2], деление стержневых систем на рамы, фермы, арки, арочные фермы, вантовые системы и т.д. Для большей продуктивности классификационного метода следует строже подходить к применяемой терминологии. Часто она неточна или искажена по смыслу. Например, А. Гайдученя [3, с. 2] классифицирует динамическую архитектуру и в то же время называет ее кинетической (а это разные вещи).
А теперь обратимся к методам познания, используемым на теоретическом уровне научного познания. Это, вчастности, абстрагирование (идеализация) [5] - метод, сводящийся к отвлечению в процессе познания от каких- то свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной его стороны. Результатом абстрагирования является выработка абстрактных понятий, характеризующих объекты с разных сторон. Пример такой идеализации в механике- материальная точка, т.е. точка, обладающая массой, но лишенная всяких размеров. Таким же абстрактным (идеальным) объектом является абсолютно твердое тело. Развиваясь, наука восходит от одного уровня абстрактности к другому, более высокому. В связи с этим В. Гейзенберг отмечает: «Понятия, первоначально полученные путем абстрагирования от конкретного опыта, обретают собственную жизнь. Они оказываются более содержательными и продуктивными, чем можно было ожидать поначалу. В последующем развитии они обнаруживают собственные конструктивные возможности: они способствуют построению новых форм и понятий, позволяют установить связи между ними и могут быть в известных пределах применимы в наших попытках понять мир явлений» [4]. В процессе познанияиспользуется и такой прием, как аналогия [5] - умозаключение о сходстве объектов в определенном отношении на основе их сходства в ряде иных отношений. Например, здание-лотос в Чанчжоу (Lotus in Hangzhou), Китай, создано по подобию цветка-лотоса. Объект возведен на воде искусственного озера, окруженного парком, конструкция представляет собой огромные металлические лепестки, подсвечиваемые днем и ночью, а под куполом висит огромная, 7 метровая люстра в форме тычинки цветка, что является аналогией цветку-лотосу. С таким приемом как аналогия тесно связан метод моделирования[5], получивший особое распространение в современных условиях. Моделирование используется в тех случаях, когдасам объект либо труднодоступен, либо его прямое изучение экономически невыгодно и т.д.
Существенное место в современной науке занимает системный метод исследования или (как часто говорят) системный подход. Этот метод нельзя отнести к старым или новым. Его можно назвать старым, поскольку такие его формы и составляющие, как подход к объектам
под углом зрения взаимодействия части и целого, становления единства и целостности, рассмотрения системы как закона структуры данной совокупности компонентов существовали, что называется от века, но они были разрозненны. Специальная разработка системного подхода началась с середины ХХ века с переходом к изучению и использованию на практике сложных многокомпонентных систем. Системный подход [5] - это способ теоретического представления и воспроизведения объектов как систем.
В центре внимания при системном подходе находится изучение не элементовкак таковых, а прежде всего структуры объекта и места элементов в ней. Также важное место в методологии науки занимают методы построения и обоснования теории.
Среди них особое место занимает объяснение - использование более конкретных, в частности, эмпирических знаний для уяснения знаний более общих. Объяснение может быть: а) структурным, например, как устроен несущий остов здания; б) функциональным: как действует несущий остов здания; в) причинным: почему и как он работает. При построении теории сложных объектов важную роль играет метод восхождения от абстрактного к конкретному. На начальном этапе познание идет от действиительного, предметного, определенного к разработке абстракций, выражающих обособленные стороны анализируемого объекта. Рассекая объект, сознание как бы умерщвляет его, представляя объект расчлененным, разъятымскальпелем мысли. Теперь возникает следующая задача - воссоздать объект, его целостную картину в системе понятий, отталкиваясь от выработанных на первом этапе абстрактных определений, т.е. перейти от абстрактного к конкретному, но уже запечатленному в мышлении или к духовно - конкретному.
Заключение. Каждая наука использует различные методы, которые зависят от характера решаемых в ней задач. Однако своеобразие научных методов состоит в том, что они относительно независимы от типа проблем, но зато зависимы от уровня и глубины научного исследования, что проявляется, прежде всего вих роли в научно-исследовательских процессах. Иными словами, в каждом научно-исследовательском процессе меняется сочетание методов и их структура. Благодаря этому возникают особые формы (стороны) научного познания, важнейших из которых являются эмпирическая и теоретическая.
В основе методов научного познания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, аопыт - слепым.
Целью данной статьи являлось краткое, а вместе с тем, понятное и простое изложение основ методологии научного познания, показать применимость данных методов познания для сферы архитектуры. Рассмотренный ряд исследовательских методов также не является чем-то законченным. Специфика известных (общенаучных) методов- анализ, синтез и т.д.- определяется предметом исследования и методологическим подходом, а значит, арсенал архитектурной и градостроительной науки будет пополняться новыми методами с разработкой методологических подходов.
Список литературы
1. Стратегия развития научных исследований в области архитектуры и градостроительства: матер. науч. семинара 1988. М., 1989. 70 с.
2. Яковлев А.В. К методологии градостроительных исследований // Градостроительство. Теория и практика. Л., 1983. С. 5- 10.
3. Гайдученя А. В нашем меняющемся мире // Газ. «Архитектура». 1978. № 5. С. 2.
4. Гейзенберг В.К. Шаги за горизонт // Мир философии. М., 1990. Т.1. 271 с.
5. Степин В.С., Елсуков А.Н. Методы научного познания. М., 1974. 152 с.
Ануфриева Антонина Геннадьевна, магистрант, anufrievatoni@jyandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Копылов Андрей Борисович, д-р техн. наук, профессор, toolart@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Головин Константин Александрович, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, kagolovin@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
282
METHODS AND METHODOLOGY OF SCIENTIFIC KNO WLEDGE A.G. Anufrieva, K.A. Golovin, A.B, Kopylov
This article examines and analyzes the methods and methodology of scientific knowledge, provides examples of the applicability of these methods in the ^ field of architecture and construction.
Key words: methodology, dialectical method, metaphysical method, empirical level, synthesis, analysis, induction, deduction, observation, measurement, experiment, comparison, abstraction (idealization), analogy, modeling, systems approach.
Anufrieva Antonina Gennadievna, master, anufrievatoni@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical sciences, professor, toolart@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Golovin Konstantin Alexandrovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, kagolovin@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 711.4
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-11-283-292
БЕТОН КАК КОМПОНЕНТ СТРУКТУРНОЙ "КОЖИ" НЕЛИНЕЙНОЙ ФОРМЫ
В СОВРЕМЕННОЙ АРХИТЕКТУРЕ
Ю.С. Трофимова, А.Б. Копылов, К.А. Головин
Статья посвящена бетону, используемому в качестве компонента нелинейного формирования структурной "кожи" в архитектуре. Здания с криволинейной геометрией заставляют устанавливать отношения между геометрией и материалом, которые отличаются от прежних. Представлено, как бетон используется в так называемых многослойных структурных сооружениях со сложной геометрией, которую легко получить с помощью средств цифрового проектирования CAD.
Ключевые слова: бетон, многослойная структурная, армировка, стекловолокно, оболочка.
Творческий потенциал цифровых медиа, наряду с производственными достижениями, уже достигнутыми в автомобильной и судостроительной промышленности, открывают новые измерения в архитектурном дизайне. CAD CAM технологии создают новые возможности, позволяя производить и строить сложные формы, которые до недавнего времени было трудно спроектировать и построить с помощью традиционных строительных технологии. Неограниченное создание свободных форм стало новой эстетической парадигмой: архитектурные требования стимулировали поиск новых типов конструкций. Для реализации цифровых свободных поверхностей необходимо техническое владение материалом, так как новые геометрические решения часто открывают путь к исследованию новых материалов и наоборот. Виртуальная свободная поверхность накладывает такие технические решения и материалы, которые ставят под сомнение традиционное представление о здании. Все дело в принципе объединения несущей конструкции и "кожи" в один тектонический самонесущий элемент. Структурная "кожа" -это интеграция поверхности и структуры в единое целое. Как видно, различные виды бетона используются в качестве компонента структурной "кожи". Наиболее популярным является фибробетон. Этот материал является относительно новым и до сих пор является предметом многочисленных исследований. Бетон является дружественным к окружающей среде на всех этапах своего жизненного цикла, что делает его естественным выбором для экологичного строительства.
