Методы научных исследований : введение в научный метод

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ  
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 

 

 
 
 

 

 

 

 
 

 

№ 2756 

Кафедра физических процессов горного производства 
и геоконтроля 

В.В. Набатов 
 
 

Методы научных исследований

Введение в научный метод 

Учебное пособие 

Утверждено Методическим советом НИТУ «МИСиС» 

Москва 2016 

УДК 001.8(075.8) 
 
Н13 

Р е ц е н з е н т ы :  
д-р техн. наук С.В. Мазеин (Тоннельная ассоциация России); 
д-р техн. наук, проф. К.С. Коликов (НИТУ «МИСиС») 

Набатов В.В. 
Н13  
Методы научных исследований : введение в научный метод : учеб. пособие / В.В. Набатов. – М. : Изд. Дом МИСиС, 
2016. – 84 с. 
ISBN 978-5-906846-13-6 

В материале пособия собраны основные сведения о научном методе. В 
частности, подняты вопросы: как строятся и подтверждаются научные теории, с помощью каких критериев принято разделять научные и ненаучные 
теории, как ведутся эмпирические исследования, как строится логика научного мышления, как ведется поиск нового научного знания в рамках логических построений. Все описанные методы иллюстрируются примерами из различных областей науки.  
Пособие предназначено для студентов направления/специальности 
21.05.05 «Физические процессы горного или нефтегазового производства». 
Может быть использовано для самостоятельной работы студентов с проверкой уровня освоения материала по решению задач, приведенных в отдельном 
разделе. 

УДК 001.8(075.8) 

 
 В.В. Набатов, 2016 
ISBN 978-5-906846-13-6 
 НИТУ «МИСиС», 2016 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение .................................................................................................... 5 
1. Основные определения ........................................................................ 6 
2. Методы эмпирических исследований ................................................. 9 
2.1. Наблюдение ................................................................................... 9 
2.2. Сравнение ..................................................................................... 10 
2.3. Измерение .................................................................................... 11 
2.4. Эксперимент ................................................................................ 11 
2.5. Верификация в науке .................................................................. 11 
3. Методы теоретических исследований .............................................. 13 
3.1. Принципы построения и подтверждения научной теории. 
Аксиоматический и гипотетический методы .................................. 13 
3.2. Моделирование, абстрагирование, конкретизация, 
идеализация ......................................................................................... 19 
3.3. Формализация .............................................................................. 22 
3.4. Обобщение и ограничение ......................................................... 24 
4. Требования к научным теориям ........................................................ 29 
4.1. Когерентность .............................................................................. 30 
4.2. Эвристичность ............................................................................. 30 
4.3. Конструктивность ....................................................................... 31 
4.4. «Простота» и межтеоретическая согласованность .................. 34 
4.5. Фальсифицируемость .................................................................. 38 
5. Принципы логического и аналитического мышления в научном 
методе ...................................................................................................... 44 
5.1. Триада: дедукция, индукция, абдукция ..................................... 44 
5.1.1. Понятия индукция и дедукция ......................................... 44 
5.1.2. Индуктивное мышление в научном методе .................... 46 
5.1.3. Пример работы индуктивно-дедуктивного подхода 
в научной практике ..................................................................... 47 
5.1.4. Типы индукций при разработке гипотез ......................... 49 
5.1.4.1. Энумеративная и элиминативная индукция ................ 49 
5.1.4.2. Статистическая индукция ............................................. 52 
5.1.4.3. Научная индукция .......................................................... 53 
5.1.5. Абдуктивное мышление ................................................... 56 
5.2. Аналогия ...................................................................................... 60 
5.2.1. Общие сведения ................................................................ 60 
5.2.2. Мышление по аналогии при разработке гипотез ........... 62 
5.3. Анализ и синтез ........................................................................... 64 

5.3.1. Общие сведения ................................................................ 64 
5.3.2. Операция «анализ через синтез» ..................................... 67 
5.3.3. Тренировка аналитических способностей ...................... 67 
5.3.4. Использование прогрессивного и регрессивного  
анализа при разработке гипотез ................................................ 68 
5.4. Логические ошибки в умозаключениях .................................... 70 
6. Моделирование как эмпирический метод ........................................ 73 
6.1. Процесс моделирования ............................................................. 73 
6.2. Верификация и валидация моделей ........................................... 75 
7. Задачи для самостоятельной работы ................................................ 78 
7.1. Задачи на определение операций: дедукция, индукция, 
абдукция, анализ, синтез, абстрагирование, идеализация, 
формализация, ограничение, обобщение ......................................... 78 
7.2. Задачи на определение типа эмпирического метода ............... 80 
Библиографический список ................................................................... 81 
 

ВВЕДЕНИЕ 

В этом пособии дается краткое изложение основных принципов, 
лежащих в основе научного метода (научный метод дается так, как 
он работает в рамках естествоиспытания). Главной целью при изучении этой темы является развитие понимания, какие принципы лежат 
в основе научной деятельности. Центральное место в изложении заняли следующие вопросы: как ведутся эмпирические исследования, 
как строятся и подтверждаются научные теории, с помощью каких 
критериев принято разделять научные и вненаучные теории. Большое место в пособии занимает вопрос непосредственного научного 
мышления – какие логические приемы используются учеными при 
поиске научного знания. При том что в большинстве случаев речь 
идет об обычных для повседневного мышления операциях (таких как 
анализ, синтез, обобщение), все они играют в научной практике особую роль, которая изложена в пособии.  
Общепринятым является разделение научной методологии на эмпирическую и теоретическую часть. Оба этих компонента изложены 
в учебном пособии. Иногда можно встретить мнение, что моделирование это еще один, третий подход в научной методологии. Это мнение нередко оспаривается и моделированию отводят положение то в 
эмпирической части научного метода, то в теоретической. Эта особенность учтена в пособии. В рамках теоретических методов дается 
понятие моделирования как отсечение второстепенных черт первоначально бесконечно сложных объектов природы с формированием 
упрощенных объектов, лежащих в основе научных теорий. Использование же моделирования в качестве специального метода исследования (как в процессе создания конкретной модели, так и в процессе 
ее изучения с моделью работают с помощью эмпирических методов) 
выделено в отдельную главу. 

1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

Наукой называют особый вид человеческой познавательной деятельности, направленный на выработку объективных, системно организованных и обоснованных знаний об окружающем мире [1]. В 
основе науки лежит научный метод – система основных способов 
получения научных знаний. Описанный в этом пособии научный метод связан в первую очередь с научной практикой в рамках естествознания. В гуманитарных и социальных науках научный метод может 
иметь свои вариации.  
Научный метод познания не единственный. Помимо него в философской практике наиболее часто выделяют следующие методы [2]:  
Обыденное познание. Под этим термином обычно понимают нецеленаправленное, повседневное обретение человеком жизненного 
опыта. В это понятие включается и совсем повседневные события, 
вроде нечаянного ожога утюгом. Этот новый для маленького ребенка 
опыт будет также примером обыденного познания.  
Художественный метод познания. Он реализуется в виде восприятия мира через символы и художественные образы. Наиболее выражен этот метод в искусстве: при восприятии романов, картин, прослушивании музыки и их интерпретации мы получаем новую информацию о психологии людей, причинах собственного поведения, 
обучаемся новым моделям поведения и т.п. 
Философский метод познания. Специфика философского метода 
состоит в поиске наиболее общих, наиболее фундаментальных принципов человеческого бытия. «Философ стремится рациональными 
средствами создать предельно обобщенную картину мира и места 
человека в нем» [1]. Этот подход довольно часто оказывает эффективным. Так, излагаемый в этом пособии научный метод был в 
большой степени описан не учеными, а философами. За несколько 
тысяч лет своего существования философия не раз играла роль источника новых направлений в науке. Например, в XIX в. философия 
сыграла существенную роль в становлении современной психологии, 
а на рубеже XIX и XX вв. в становлении семиотики. 
Мифологический и религиозный методы познания. Оба этих метода подразумевают существование сверхреального мира, т.е. мира вне 
нашего реального мира, и задают систему отношений с этим миром. 
Отличие мифологического познания от религиозного, в частности, 
состоит в том, что оно в существенно большей мере подразумевает 

описание реальной действительности через образы сверхреальных 
существ. Предполагается, что первобытный человек был неспособен 
отделять себя от природы в полной мере, субъект и объект были еще 
слабо разделены, это привело к тому, что человек и социум смешиваются с окружающим миром в мифе [2]. В свою очередь, религиозный контекст обычно воспринимается в большей мере как относящийся к вопросу внутреннего мира человека. В философских текстах 
довольно часто можно встретить оценку мифологического метода 
познания как устаревшего, связанного с «неполнотой достоверного 
знания о мире» [1], с религиозным контекстом ситуация обычно не 
так однозначна. Также стоит упомянуть, что в мифологическом методе иногда принято видеть эстетические ценности (т.е. он воспринимается как часть художественного метода познания). 
Можно заметить, что в изложенных методах довольно большое 
место занимает человек и его внутренний мир. Эти методы скорее 
изучают не просто мир, а человека в мире. Научный же подход стремится к максимально объективной картине мира, что требует выработки методов, позволяющих получать знание, не зависящее от познающего субъекта. Система подобных методов и составляет так 
называемый научный метод. 
Ученым называют представителя науки, занимающегося исследовательской деятельностью в рамках научного метода и таким образом формирующего научную картину мира. Главная задача ученого – 
получение новых, объективных знаний. Труд ученого обычно состоит [3, с. 6]: 
• из усвоения изученного другими (обязательный этап практически всех исследований); 
• обобщения того, что изучено другими учеными и самим ученым; 
• формулировки гипотез и теорий; 
• постановки экспериментов, наблюдения явлений; 
• анализа результатов исследований; 
• описания явлений на языке математики; 
• описания и подготовка результатов к публикации; 
• рецензирования чужих научных работ и пр. 
Для сравнения с профессией ученого стоит разобрать, какое содержание стоит за профессией инженера. Инженером (фр. ingénieur, 
от лат. ingenium – способность, изобретательность) называют специалиста, обладающего высшим техническим образованием, основной 
задачей которого является создание, наладка, оптимизация и эксплуатация (в частности, ремонт) технических систем. Таким образом, 

ученый ищет новое знание, инженер реализует его виде созданных и 
эксплуатируемых им технических систем. 
Несмотря на различие задач, эти профессии достаточно плотно 
пересекаются. Ситуации, когда ученый занимается инженерным делом, а инженер становится ученым, не редки [3, с. 8–9]. Причем в 
условиях постоянно развивающейся науки и техники спектр задач 
инженерии становится настолько широким, что работа инженера 
начинает включать в себя близкие к научным, а иногда и конкретно 
научные задачи, как необходимую часть профессии.  

2. МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 

Наиболее распространенные методы эмпирического исследования – наблюдение, сравнение, измерение и эксперимент. В этом 
списке последующие методы являются развитием предыдущих 
(например, измерение – развитие сравнения). Однако это не значит, 
что наиболее простые из эмпирических методов являются второстепенными или устаревающими – до сих пор для некоторых объектов 
наблюдение или сравнение является единственно возможным методом. 

2.1. Наблюдение 

Наблюдение – систематическое и целенаправленное восприятие 
объекта, результатом которого является совокупность эмпирических 
утверждений. Результат наблюдения, например, может звучать так: 
«При прикосновении скальпеля к нервам лягушки мышцы лягушки 
начали сокращаться» (опыт Луиджи Гальвани). Наблюдение не 
предполагает количественную оценку явления, не предполагает 
сравнение явлений, только их описание. 
Наблюдение должно быть:  
• целенаправленным – наблюдается не все, а только интересующие стороны явления;  
• преднамеренным – наблюдение ведется для определенной, четко 
поставленной задачи;  
• планомерным – наблюдение производится по специально составленному плану (т.е. по хронологически организованной последовательности действий);  
• систематичный – ведется по определенной системе. 
Систематичность требует отдельного пояснения, ее стоит отделять от планомерности. Система – это группа объектов, объединенных связями. Таких объектов в методе наблюдения может быть 
очень много: язык описания данных наблюдения, способ их фиксации, порядок наблюдения, список свойств объекта, которые надо 
наблюдать. Все эти объекты должны быть продуманы для конкретного наблюдения и использованы в конкретной форме. Систематичность здесь близка к понятию методической организованности 
наблюдения. Планомерность – это хронологическая организованность наблюдения. 

Существенным свойством наблюдения является то, что наблюдение обычно пассивно – не подразумевает вмешательство в поведение 
объекта. В этом аспекте наблюдение противоположно эксперименту, 
который обычно активен. По этой причине в Новое время наблюдение в научном методе отошло на второй план [4]. Однако в ХХ в. 
наблюдение стало отвоевывать свои позиции назад. Это связано с 
необходимостью изучать объекты, на которые просто невозможно 
влиять (например, космические тела) и не всегда возможно получать 
количественные оценки необходимых параметров.  
Впрочем, пассивность наблюдения можно до некоторой степени 
оспорить. В ряде случаев подготовка к наблюдению представляет 
собой очень серьезное вмешательство в существо объекта. Например, при исследовании биологических тканей под электронным микроскопом производится напыление на исследуемый образец солей 
металлов (в целях повышения контрастности изображения отдельных структур при рассматривании их в микроскопе).  

2.2. Сравнение 

Сравнение – процесс установления сходства и различий у предметов 
и явлений материального мира. Результат сравнения может звучать так: 
мощность излучения квазара А больше мощности излучения квазара Б. 
Сравнение не предполагает количественную оценку явления, только 
качественную (больше, меньше). Сравнение должно производиться по 
главным или наиболее существенным признакам и только таких явлений, между которыми может существовать объективная общность (в 
примере, приведенном выше, сравниваются мощности излучения, а не 
мощность излучения квазара и его красное смещение).  
Несмотря на простоту и только качественную оценку, метод сравнения до сих пор активно используется в научной и технической 
практике в силу его простоты, дешевизны и в ряде случаев в силу 
невозможности применения других методов. Например, при оценке 
содержания вредных компонентов в воде к пробе примешивают химический реактив, который придает пробе окраску. Интенсивность 
этой окраски зависит от содержания вредного компонента. Далее 
окрашенную пробу сравнивают с окрашенной эталонной пробой, в 
которой содержание вредного компонента близко к предельной допустимой концентрации (ПДК). Если интенсивность окраски исследуемой пробы больше интенсивности окраски эталонной, значит 
ПДК в исследуемой воде превышена. Простота такого подхода оче

видна и может быть полезна при полевой экспресс-оценке качества 
воды даже непрофессионалом.  

2.3. Измерение 

Измерение – определение численного значения какой-либо величины с помощью технических средств путем сравнения с эталоном. 
Главное отличие измерения от предыдущих методов – измерение позволяет получать количественные оценки каких-либо явлений. Оно 
предполагает наличие следующих элементов: объекта измерения, эталона, измерительных приборов и метода измерения. Результат измерения может звучать так: длина балки составила 10,2 м (объект измерения – балка, эталон – 1 м, измерительный прибор – рулетка).  

2.4. Эксперимент 

Эксперимент (от лат. experimentum – проба, опыт) – научно поставленный опыт (наблюдение, сравнение, измерение), проводимый 
в контролируемых условиях. При повторении этих условий результат 
эксперимента должен также повториться. Важным условием повторения результата является учет всех важных для результата условий. 
По сравнению с предыдущими методами эксперимент имеет следующие преимущества: повторяемость (можно проводить испытания 
столько раз, сколько это необходимо); возможность изучать явление 
в «чистом виде», устранив влияние «шумов» (факторов, искажающих 
исследуемый процесс); активность эксперимента (возможность воздействия исследователя на изучаемое явление, а не пассивное 
наблюдений за ним).  

2.5. Верификация в науке 

Повторяемость результатов эксперимента позволила в процессе 
развития научного метода перейти к использованию одной из базовых 
процедур – эмпирической верификации полученных результатов. Верификация (от лат. verus – истинный, facere – делать) – это процедура, 
на основании которой утверждения в той или иной сфере человеческой деятельности признаются истинными. В разных сферах верификация может быть различной. В науке верификация представляет собой подтверждение теоретических положений путем обязательного их 
сопоставления с опытом (например, с экспериментом). При этом считается важным проверить не только соответствие теории и опыта, но и 
повторяемость результатов опыта. В случае какого-либо крупного 

открытия эксперименты, на основании которых это открытие было 
верифицировано, проверяются в нескольких лабораториях. В исходной статье авторы открытия обычно описывают те условия, которые 
контролировались при эксперименте, что позволяет воспроизвести 
верифицирующий опыт. Открытие принимается научным сообществом, если наблюдается повторяемость результатов.  
Несмотря на очевидность такого подхода, он далеко не сразу вошел в научную методологию. Одним из первых ученых? который 
стал использовать опыт для подтверждения гипотез, был Галилео 
Галилей. Хорошо также известно кредо Исаака Ньютона «Hypotheses 
non fingo» (c лат. – гипотез не измышляю). Смысл этого выражения 
сводится к требованию по возможности подкреплять свои предположения эмпирическими подтверждениями.  
Эта позиция Ньютона была как раз ответом на избыток ничем не 
подтвержденных предположений, которыми была насыщена наука 
его времени. До времен Галилея и Ньютона наука представляла собой в основном системы умозрительных гипотез. Эти системы могли 
верифицироваться логикой, внутренней непротиворечивостью концепций, но не проходили проверку опытом. У подобного положения 
дел есть ряд причин. В первую очередь причиной была низкая точность измерительных средств. Трудно было опираться на повторяемость результатов опытов, если довольно часто, проводя серию измерений, вы получали существенно различающиеся результаты. 
Также определенную роль сыграл авторитет так называемой аристотелевской логики, о которой будет сказано позже. 
Стоит также отменить, что эмпирическая верификация и вопрос 
повторяемости результатов опытов важен не для всех методов познания. Например, в философском или художественном методах познания они не имеют такой важности. Однако для науки и научного 
метода эти требования являются одними из самых важных.