Лекция №1

Классификация методов по этапам познания 

  Любая наука состоит из взаимосвязанных элементов, рассматриваемых в трех аспектах: предметном (что познается?), методологическом (как познается?) и субъективно-целевом (для чего познается?).
   Главная цель физико-географических исследований — познание географической оболочки Земли и ее структурных частей. Задачи исследований весьма разнообразны. Они могут быть чисто научными: изучение процессов (флювиальных, оползневых, климатообразования, почвообразования и др.) и явлений (мерзлоты, заболоченности и т.д.), отдельных компонентов природы (рельефа, климата, почв, растительности и др.), их характерных черт, изменений в пространстве и во времени, взаимосвязи и взаимообусловленности с другими компонентами; установление особенностей тех или иных компонентов, процессов и явлений на конкретной территории. Исследования могут быть направлены на изучение природы Земли как среды обитания человеческого общества (природные условия) и источника природных ресурсов, влияния природы различных регионов на возможности тех или иных видов хозяйственной деятельности и обратного влияния хозяйственной деятельности на природу, а также на изучение антропогенных изменений природы. Это — уже прикладные задачи.

Этапы научного познания. 

  В философии различают два уровня познания — теоретический и эмпирический. Тео́рия (греч. θεωρία, «рассмотрение, исследование») — система знаний, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления. 

   Категории теоретического уровня познания: Гипо́теза (от др.-греч. πόθεσις — ὑ «основание», «предположение») — недоказанное утверждение, предположение или догадка. 

   Зако́н — вербальное и/или математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом согласующимся с данными. 

   Моделирование — это изучение объекта посредством моделей с переносом полученных знаний на оригинал. 

  Предметное моделирование — создание моделей уменьшенных копий с определённым дублирующими оригинальными свойствами. 

   Мысленное моделирование — с использованием мысленных образов. Знаковое или символическое — представляет собой использование формул, чертежей. 

   Компьютерное — компьютер является и средством, и объектом изучения, моделью является компьютерная программа. Этапы теоретического уровня познания: Выработка основных идей и нахождение основных соотношений, лежащих в основе объяснения, т. е. формирование теории.      Развертывание сформированной теории. Нахождение по эмпирическим зависимостям соответствующих утверждений теории, т.е. объяснение; в частном случае — нахождение по алгоритму поведения механизма системы, реализующей данный алгоритм. Процесс, обратный предыдущему, т. е. нахождение по теоретическим утверждениям эмпирических зависимостей, в частном случае — нахождение по схеме системы алгоритма ее поведения.
  Экспериме́нт (от лат. experimentum — проба, опыт) в научном методе — набор действий и наблюдений, выполняемых для проверки (истинности или ложности) гипотезы или научного исследования причинных связей между феноменами. 

 
 Этапы эмпирического уровня познания: 

   Наблюдение и составление протоколов наблюдения. Наблюдение — это целенаправленный процесс восприятия предметов действительности, результаты которого фиксируются в описании. Для получения значимых результатов необходимо многократное наблюдение. 

  Измерение — это определение количественных значений, свойств объекта с использованием специальных технических устройств и единиц измерения. Анализ протоколов наблюдения и нахождение эмпирических зависимостей (алгоритмов поведения). 

  Нахождение по начальным данным и эмпирическим зависимостям поведения изучаемого объекта, т.е. предсказание. 

   Научный метод (от др.-греч. μέθοδος — путь) — систематизированная совокупность шагов, действий, которые необходимо предпринять, чтобы решить определённую задачу или достичь определённой цели. 

   В отличие от области знаний или исследований, является авторским, то есть созданным конкретной персоной или группой персон, научной или практической школой. В силу своей ограниченности рамками действия и результата, методы имеют тенденцию морально устаревать, преобразовываясь в другие методы, развиваясь в соответствии со временем, достижениями технической и научной мысли, потребностями общества. 

  Совокупность однородных методов принято называть подходом. Развитие методов является естественным следствием развития научной мысли. 

  Важной стороной научного метода, его неотъемлемой частью для любой науки, является требование объективности, исключающее субъективное толкование результатов. Не должны приниматься на веру какие-либо утверждения, даже если они исходят от авторитетных учёных.   Для обеспечения независимой проверки проводится документирование наблюдений, обеспечивается доступность для других учёных всех исходных данных, методик и результатов исследований. Это позволяет не только получить дополнительное подтверждение путём воспроизведения экспериментов, но и критически оценить степень адекватности экспериментов и результатов по отношению к проверяемой теории.

Информационная база географии 

  Метод науки — это «общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения предмета исследования, раскрытия его сущности, познания его законов» (Б.М.Кедров, 1967). В каждой науке методы исследования формируются в процессе ее развития в зависимости от предмета и цели исследования, уровня развития теории, и в то же время сами способствуют дальнейшему развитию теории. 

   Множественность методов, используемых при научных исследованиях, требует определенной их систематизации. Б. М. Кедров (1967) все научные методы в естествознании делит на три основных группы: общие, особенные и частные.

  Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом исследования природы является диалектический, который конкретизируется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исторического, служащего для раскрытия и обоснования принципа развития в природе.

Особенные методы тоже находят применение во всем естествознании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явления, количественной стороны и т.д.) или же определенных приемов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измерение, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, моделирование и т.д.

Частные методы — это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения материи (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естественных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи. Таким образом, в основу классификации методов Б. М. Кедров положил степень их универсализации.
  В согласии с этим принципом мы можем предложить для методов комплексных физико-географических исследований следующую классификацию: 

    общие, представляющие собой конкретизацию диалектического метода, — сравнительно-географический и историко-географический {исторический);

    особенные, используемые во всех географических науках, — картографический, математический, моделирования, прогнозирования, районирования, эксперимента;

    частные, применяемые во всех естественно-географических (физикогеографических) науках, — геохимический, геофизический, палеогеографический, аэрометоды, космические методы.

Для экономико-географических наук характерен иной набор частных методов. Рангами ниже являются специфические и конкретные методы (или простые методы и методические приемы). Они существуют как бы внутри общих, особенных и частных методов. 

    Специфические методы формируются в процессе решения определенных научных задач и в последующем применяются для решения задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-географического районирования и т.д. Некоторые из специфических методов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Например, ландшафтный метод в виде ландшафтноиндикационного находит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.

Конкретные методы — это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Например, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации материалов наблюдений или их обработки и т. д. Множественность методов исследования порождает попытки их классификаций (Д.Л.Арманд, 1961, В.С.Преображенский, 1969, 1971, 1972 и др.). 

   К. К. Марков особо выделял так называемые «сквозные» методы — сравнительно-описательный, геофизический, геохимический, палеогеографический, картографический и математический, применяемые во всех физико-географических науках. Представляет известный интерес и его классификация методов физической географии по истории их становления. 

Различают методы: традиционные (сравнительно-географический, историко-географический, картографический), зародившиеся на заре человеческой культуры; новые (геофизические, геохимические, аэрометоды), применяемые в физико-географических исследованиях с 30—50-х гг. XX в.; и новейшие (космические, математического моделирования, геоинформационные и др.), появившиеся в физической географии в 60 — 80-х гг. XX в. Методы исследований динамичны. 

  Каждый из них со временем приобретает новые черты. Набор применяемых методов существенно меняется на разных уровнях исследования — глобальном, региональном и локальном. Меняется он и при решении конкретных задач физико-географических исследований. Своеобразным протоколом полевых наблюдений является карта фактического материала, дальнейший анализ которой позволяет создать первичную тематическую (специальную) карту. Легенда к карте представляет собой результат классификации изображенных на ней объектов. 

  

  Таким образом, в создании тематической карты используется не только картографический, но и сравнительный метод, применение которого позволяет провести классификацию фактических данных, выявить определенные закономерности и на их основе выполнить генерализацию, т.е. перейти от конкретного к абстрактному, к формированию новых научных понятий. На основе карты фактического материала может быть составлен целый ряд специальных карт (А. А. Видина, 1962), главной из которых служит ландшафтно-типологическая карта — итог полевого ландшафтного картографирования. Ландшафтная карта, представляющая собой уменьшенное генерализованное изображение ПТК на плоскости, — это, прежде всего, пространственная знаковая модель природных территориальных комплексов, полученная по определенным математическим законам. И как всякая модель она сама служит источником новой информации о ПТК. Картографический метод исследования как раз и направлен на получение и анализ этой информации с целью более глубокого познания объектов и явлений. 

  Источником информации в этом случае служит не сама объективная реальность, а ее картографическая модель. Результаты таких опосредованных наблюдений в виде разнообразных качественных или количественных данных фиксируются в виде словесного описания, таблиц, матриц, графиков и т.д. и служат материалом для выявления эмпирических закономерностей с помощью сравнительного, исторического, математических и логических методов.

   Еще более широкие перспективы для изучения взаимосвязей и зависимостей между объектами, установления основных факторов их формирования и причин наблюдаемого размещения открываются при сопряженном изучении нескольких карт различного содержания. Сопоставляться могут карты одинакового содержания, но составленные и изданные в разное время, либо карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени (например, серия карт среднемесячных температур, серия палеогеографических карт и т.д.). 

  Главная цель сравнения разновременных карт — изучение динамики и развития изображенных на них объектов и явлений. При этом большое значение имеют точность и достоверность сравниваемых карт. 

  Совершенствуются не только картографические методы и составляемые карты, но и методы их анализа. В недалеком прошлом основным и едва ли не единственным приемом анализа карт был визуальный анализ. Его результат — качественное описание объектов с некоторыми количественными характеристиками, которые могли быть прочтены с карты или оценены глазомерно и представлены в виде отдельных показателей, таблиц, графиков. Важно при этом не ограничиваться простым изложением фактов, а постараться вскрывать связи и причины, давать оценку изучаемым объектам. Затем появился и стал широко применяться графический анализ, который заключается в составлении по данным, полученным с карт, различных профилей, разрезов, графиков, диаграмм, блок-диаграмм и т.д. и дальнейшем их изучении. 

  Графоаналитические приемы анализа карт (А. М.Берлянт, 1978) заключаются в измерении по картам количественных пространственных характеристик объектов: длин линий, площадей, углов и направлений. На основании результатов измерений рассчитываются разнообразные морфо-аналитические показатели.

  Графоаналитические приемы часто называют картометрией, или картометрическим анализом. 

   Картографический метод исследования особенно широко используется на начальных этапах познания (при сборе и фиксации результатов наблюдений в природе и их систематизации), а также для отражения выявленных в процессе изучения эмпирических закономерностей и получения с готовых карт новой информации, переработка которой с помощью других методов позволяет не только получать новые эмпирические закономерности, но и формировать теорию науки. Картографирование результатов исследований — неотъемлемая часть комплексных физико-географических исследований.

   Сравнительный географический метод Едва ли не самым древним и широко распространенным методом географических исследований является сравнительно-географический. Основы его были заложены еще античными учеными (Геродотом, Аристотелем), однако в Средние века в связи с общим застоем науки методы исследований, применявшиеся учеными античного мира, были забыты. 

   Основоположником современного сравнительно-географического метода считают А. Гумбольдта, применившего его первоначально для изучения связей между климатом и растительностью. Географ и путешественник, член Берлинской Академии наук и почетный член Петербургской Академии наук (1815), Гумбольдт посетил в 1829 г. Россию (Урал, Алтай, Прикаспий). В России были опубликованы его монументальный пятитомный труд «Космос» (1848—1863) и трехтомник «Центральная Азия» (1915). «Исходя из общих принципов и применяя сравнительный метод, Гумбольдт создавал физическую географию, призванную выяснять закономерности на земной поверхности в ее твердой, жидкой и воздушной оболочках» (БСЭ, 1972. — С. 446). Широко использовал сравнительный метод в географии и К. Риттер. Его наиболее известные труды — «Землеведение в отношении к природе и к истории человека, или Всеобщая сравнительная география», «Идеи о сравнительном землеведении». В настоящее время сравнение как специфический логический прием пронизывает все методы географических исследований, но вместе с тем оно давно выделилось в качестве самостоятельного метода научных исследований — сравнительно-географического, который приобрел особенно большое значение в географии и биологии. 

   Природа Земли столь разнообразна, что только сравнение различных природных комплексов позволяет выявить их особенности, их наиболее характерные, а потому и наиболее существенные черты. «Сравнение способствует выделению из потока географической информации особенного и потому главного» (К. К. Марков и др., 1978. — С. 48). Выявление сходства и различия ПТК позволяет судить о причинной обусловленности сходства и генетических связях объектов. 

   Сравнительно-географический метод лежит в основе любой классификации ПТК и других объектов и явлений природы. На нем базируются различного рода оценочные работы, в процессе которых свойства ПТК сопоставляются с требованиями к ним, предъявляемыми тем или иным видом хозяйственного использования территории. На первых этапах своего применения сравнительный метод исчерпывался зрительным сопоставлением объектов и явлений, затем стали анализироваться словесные и картографические образы. В обоих случаях сравнивались преимущественно формы объектов, их внешние признаки, т. е. сравнение было морфологическим. 

   В дальнейшем, с развитием геохимического, геофизического и аэрокосмических методов, появилась возможность и необходимость использования сравнительного метода для характеристики процессов и их интенсивности, для изучения взаимосвязей между различными объектами природы, т.е. для изучения сущности ПТК. 

   Возможности и надежность сравнительного метода, глубина и полнота получаемых с его помощью характеристик, точность и достоверность результатов постоянно возрастают. Массовость географической информации заставляет ужесточать требования к ее однородности. Достигается это путем строгой фиксации наблюдений в специальных бланках и таблицах. На непродолжительном этапе (в 60 —70-х гг. XX в.) для анализа большого количества материалов использовались перфокарты. 

   В настоящее время сравнительный метод неразрывно связан с математическим и с использованием компьютерной техники. Особенно велика роль сравнительного метода на этапе нахождения эмпирических зависимостей, но фактически он присутствует на всех уровнях научных исследований. 

Различают два основных аспекта применения сравнительно-географического метода. 

   Первый аспект связан с использованием умозаключений по аналогии (метод аналогий). Он заключается в сопоставлении слабо изученного или неизвестного объекта с хорошо изученным. Например, в ландшафтном картографировании еще в камеральный период и в процессе рекогносцировочного ознакомления с территорией выделяются группы сходных по своему характеру ПТК. Из них детально обследуются лишь немногие, на остальных объем полевых работ весьма сокращенный, некоторые вовсе не посещаются, а их характеристика в легенде карты дается на основании материалов хорошо изученных ПТК. 

   Второй аспект состоит в исследовании одинаково изученных объектов. Возможны два пути сравнения таких объектов. Можно сравнивать объекты, находящиеся на одинаковой стадии развития, что позволяет установить их сходство и различие, искать и находить факторы и причины, обусловливающие их сходство. Это позволит сгруппировать объекты по сходству, а затем применить характеристики однотипных объектов для рекомендаций по их использованию, прогнозированию их дальнейшего развития и т.д. Другой путь заключается в сравнении объектов, существующих одновременно, одинаково изученных, но находящихся на разной стадии развития. Этот путь дает возможность раскрыть стадии развития близких по генезису объектов. Такое сравнение лежит в основе эргодического принципа Больцмана, позволяющего по изменениям ПТК в пространстве проследить их историю во времени. Например, развитие эрозионных форм рельефа от промоины до балки и долины ручья. Этим путем сравнительный метод логически и закономерно привел географию к историческому методу исследования.