Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования1 Дисциплина «Методология диссертационного исследования» Лекция 8 Профессор, д.т.н. Селетков Сергей Григорьевич Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования2 Темы лекции 8 Тема 1. Генерация и формулирование гипотез. Тема 2.Методы получения. Тема 3. Методы обоснования.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования3 Тема 1. Генерация и формулирование гипотез Гипотеза – предложение о новом научном знании, требующее обоснования (вероятностное объяснение). Требования к гипотезе: 1. 1.Релевантность (англ.relevant – уместный) – согласованность с фактами Проверяемость (НО не все гипотезы проверяемы: несоответствие технического уровня, историю не повторишь ) Совместимость – критерий преемственности научного знания (соответствие известному) Объяснительная способность (количество фактов разработки) Предсказательная способность (новых фактов) Простота – как критерий выбора гипотезы (бритва Оккамы).

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования4 Пять концепций получения нового знания (Степин В.С. и др.Философия науки и техники: УП ) : I. «Пришельца» - перенос традиции одной отрасли науки в другую отрасль науки г. книга: «Происхождение континентов и океанов» - дрейф ледников – дрейф материков планеты. Альфред Вегенер (1880 – 1930 г.г.) II. «Монтажа» - комбинирование универсальных исследовательских приемов для достижения результата в конкретном исследовании. Набор приемов: шкала, световое плечо. зеркало и измерение угловых перемещений. Р.В. Поль (курс физики)– измерение прогиба стола. К.А. Тимирязев – измерение роста растений. III. «Движение с пересадками» - использование одного способа для различных задач. Ш. Кулон, инженер, строитель – крутильные весы – исследование Материалов на скручивание – притяжение зарядов – закон Кулона.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования5 IV. «Метафорических программ» - одна теория строится по образцу другой, используя ее метафорическое истолкование. М.В. Дэвис теория эрозионных циклов : поднятие суши – вымывание верхних слоев. Ч. Дарвин образование коралловых островов : опускание дна – рост кораллов V. «Неожиданный побочный результат» принятой традиции. Новый факт не объясняется известной теорией: Луиджи Гальваний – препарирование лягушки – рядом стоял электрогенератор – случайное касание контакта нерва мышцы – непонятный эффект сокращения мышцы лягушки (гальванизм).

Элементарная систематизация концепций появления гипотез Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования6 «Пришельца» «Монтажа» «Движение с пересадками» «Метафорических программ» «Неожиданный побочный результат» Замечание. Четыре концепции из пяти, кроме «побочного результата», имеют общее методическое основание, состоящее в комбинировании, перемешивании образов аналогий, методов исследования, прототипов других теорий.

Вероятность и гипотеза (объяснение) Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования7 Гипотеза (утверждение, объяснение) тем прочнее (достовернее), чем больше фактов она объясняет!? Где взять эти факты?! Искать и находить (полная группа фактов, их совместимость). Гипотеза Да, нет, на сколько?. Вероятность 0 Р 1 1 Да, нет, на сколько?. Вероятность 0 Р 2 1 Да, нет, на сколько?. Вероятность 0 Р n 1 Р = k 1 Р 1 + k 2 Р 2 +… + k n Рn Σk i = 1 F1F1 F2F2 FnFn А если только один факт точно подтверждается? …

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования8 Методы генерации гипотез Статистическая закономерность. На основе статистической обработки данных выявлена устойчивая среднестатистическая зависимость между … [социология, физика частиц] Мысленный эксперимент Что если вращение Земли прекратится? Что если метеорит «…» столкнется с Землей? Что если Солнце начнет стареть быстрее? Мысли о протекании процесса, структуре, отношениях, … Известные действия с новыми объектами (Математика: натуральные числа – отрицательные числа – комплексные числа). Поиск «новее нового» - задача диссертанта!

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования9 О конфликтах новизны Конфликт технической и научной новизны? Отличия технической новизны (ТН) на устройство и научной новизны (НН) результата? Аналоги: конфликт математической (физической и т.д.) и научной новизны? ТН: совмещение центральной оси трубы и плоскости скольжения направляющих… (технические понятия). НН: это совмещение (оси трубы и плоскости скольжения…) исключает появление плеча изгибающего момента и поперечной силы, вызывающей поперечные колебания трубы, что существенно уменьшает вертикальное рассеивание (понятия отрасли науки).

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования10 Методические приемы достижения новизны Детальное изучение предмета исследования, поиск собственной точки зрения (своей гипотезы). Систематизация и интеграция предметной области (классифицирование). Вовлечение в научный оборот новых данных (например, новых данных эксперимента). Использование новых методов исследования (например, новый инструмент исследования).

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования11 Достижение новизны: Введение в оборот нового понятия (предгипотеза), нового объекта (устройство), класса объектов (способ). Обнаружение (использование) нового эффекта (физического, технологического, социального). Установление закономерности в процессе. Новый уровень технологии (макро – микро и нано уровень). Новая постановка задачи (снять допущения). Новое решение (численное, аналитическое). Известное в новых условиях (эволюция, модернизация).

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования12 Достижение новизны: Новое объяснение фактов (новая концепция). Новые критерии (оценки эффективности). Новая технология (патент на способ). Новое устройство (патент на устройство) Новый программный продукт (свидетельство). Новое взаимодействие объектов исследования (в новых условиях). Новые эмпирические коэффициенты (например, для новых материалов, сред). Разработка теории расчета эмпирических или весовых коэффициентов (нейронные сети).

Формулирование гипотез Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования13 Простые правила: 1. Формулировать как утверждение (возможность проверки). А) Повысить … можно за счет …, (применить…), что объясняется …. (но может быть и что-то другое). Б) Наблюдаемое … объясняется …. (м.б. другие версии). 2. Исключить самоочевидность (кто бы возразил!). «Автоматизация …повышает производительность…» «Стабильность … снижает риски …» 3. Иметь потенциальную опровержимость. Допускать отрицательный результат. (фальсифицируемость, искать опровержение К. Поппер). Но какой диссертант это будет делать, если ДС не требует?

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования14 Формулирование новизны в ДИ Использовать формулировки: Расчет показал, что... при условиях … возникает … явление, которое объясняется … Экспериментально установлено, что... влияние … ослабевающее при …, выявлен эффект воздействия …, состоящий в том, что при... наблюдается..., сравнение результатов эксперимента и расчетных исследований позволяет сказать, что... в диапазоне от …., различие результатов расчета и эксперимента на участке изменения... от... и до … объясняется....

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования15 Формулирование гипотез Абдукция (объяснение явления (факта)). Пример абдукционной гипотезы. Непосещение занятий некоторыми обучающимися можно объяснить неприритетностью знаний, получаемых ими на этих занятиях, в сознании обучающегося для его настоящей или будущей деятельности. Аналогия (наличие прототипа). Пример гипотезы по аналогии. Синергетические принципы самоорганизации неживых структур можно использовать в объяснении некоторых социальных процессов в сообществах и организациях. Индукция (обобщение на основе данных). Пример индукционной гипотезы. Полученные экспериментальные данные позволяют сказать, что между значением … и фактором … в данном диапазоне исследования наблюдается … зависимость. Дедукция (логический вывод) Если А включает В, а В включает С, то А включает С.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования16 Известные методы рождены практикой и в своей основе пытаются организовать (инициировать творческое) мышление, результатом которого с определенной долей вероятности может быть и новое решение, построенное, прежде всего, на личностном знании творца.

Факторы вероятности появления результативной гипотезы в ДИ Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования17 Вероятность появления результативной гипотезы в ДИ Творческий потенциал ученого Культура научного творчества ученого Общие представления о картине предметной области Принятая общенаучная и предметная научная рациональность Предполагаемый тип научного результата Образцы творческой деятельности Образцы продуктов искомого результата Сопоставимость признаков известных образцов и искомого результата

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования18 Тема 2. Методы получения.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования19 Теория в диссертации Философия о теории в науке: I уровень. Развитые научные теории отраслей науки: физики, химии, математики, термодинамики, газодинамики и других (входят в учебники научных дисциплин, например – законы сохранения). II уровень. Частные теоретические модели и схемы, закономерности частных процессов. (статья, диссертация, интерпретация законов сохранения). Теории I уровня и теоретические схемы II уровня развивают друг друга. Замечание. Ссылка на I уровень: (а) элемент обоснования; (б) элемент оценки значения для теории.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования20 Классификация методов моделирования Методы моделирования Материальное ФизическоеАналоговое Идеальное Знаковое Математическое Графическое Интуитивное Сценарий Мысленный эксперимент

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования21 Математическое моделирование Естественнонаучные отрасли науки Дифференциальное и интегральное исчисление Векторное и матричное исчисление Социологические отрасли науки Теория вероятности и МС Теория оптимизации Симплекс-метод Технологические отрасли науки Нейронные сети Нечеткие множества Генетические алгоритмы Динамическое программирование Теория игр Регрессионный анализ Отрасли науки и исторические эпохи науки Классика Неклассика Постнеклассика

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования22 Простейшая методика создания теории по данным практики (эксперимента) это ФАКТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ (основа эмпирической и теоретической интерпретации данных)

Построение уравнения регрессии Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования23 Уравнение регрессии: Уравнение регрессии для 3-х факторов: Уровни Фкторыx min (-1)x sr (0)x max (+1) x1x1 x 1min x 1sr x 1max x2x2 x 2 min x 2sr x 2 max x3x3 x 3 min x 3 sr x 3 max Таблица изменения факторов: Х0Х0 х1х1 х2х2 х3х3 х1х2х1х2 х1х3х1х3 х2х3х2х3 Y Y1Y Y2Y Y3Y Y4Y Y5Y Y6Y Y7Y Y8Y8 План факторного эксперимента х 1, х 2, …, х n - факторы

Построение регрессии Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования24 Расчет коэффициентов уравнения регрессии: Проверка модели на адекватность по критерию Фишера:

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования25 Тема 3. Методы обоснования

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования26 Методы обоснования в ДИ Первородное знание ДИ требует веских доводов обоснования! СРАВНЕНИЕ Теоретической и эмпирической интерпретации автора Вариантов теоретического получения решения Вариантов эмпирических формул одной топологии Положений ДИ и фундаментальных ТП: соответствие двух уровней теоретического исследования. Теории автора и других авторов Эмпирических данных автора и других авторов Тестирование (сравнение с эталонами) Главный метод обоснования

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования27 Обоснование ( необходимое и достаточное условия) Теория известная Теория диссертанта Эксперимент известный Эксперимент диссертанта Необходимое условие обоснования Достаточное условие обоснования

Выводы: Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования28 1. Научись ставить и формулировать гипотезы. 2. Научись устанавливать новизну, используй приемы поиска новизны. 3. Достоверное обоснование – залог успеха при защите.

Селетков С.Г. Методология диссертационного исследования29 Спасибо! До встречи на следующей лекции!