Основы научных исследований (Общий курс)

В.В. КОСМИН
ОСНОВЫ НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
(ОБЩИЙ КУРС)
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Второе издание
Москва
РИОР
ИНФРА-М

ФЗ
УДК 001.8(075.8)
ББК 72я73
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1
К71
Автор:
Космин Владимир Витальевич — канд. техн. наук, действительный 
член Российской академии транспорта. Автор более 150 печатных 
работ. Многие годы работал в НИИ строительного и транспортного 
профиля, в том числе руководил научно-исследовательскими лабораториями и научными коллективами. Преподавал строительные 
и экономические дисциплины в государственных и негосударственных вузах
Рецензенты:
Дудников Евгений Евгеньевич — д-р техн. наук, Институт проблем 
управления РАН;
Маковский Лев Вениаминович — зав. кафедрой Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета 
(МАДИ), профессор
Космин В.В.
К71
Основы научных исследований (Общий курс): Учеб. пособие. — 
2-е изд. — М.: РИОР: ИНФРА-М, 2015. — 214 с. — (Высшее образование: Магистратура).
ISBN 978-5-369-01265-9 (РИОР)
ISBN 978-5-16-009013-9 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102380-8 (ИНФРА-М, online)
Учебное пособие знакомит читателя с сущностью и функциями 
науки, основными понятиями научного исследования, методами получения знаний и их формами, процессом научного исследования, 
в том числе сбором информации и ее обработкой, проведением экспериментальных исследований, а также с понятием защиты интеллектуальной собственности и ее экономической оценкой, системой 
подготовки и аттестации научных кадров.
Предназначено для студентов вузов, аспирантов, соискателей и начинающих исследователей, а также может быть полезно заказчикам 
и инвесторам научных исследований и производственникам, участвующим в них.
УДК 001.8(075.8)
ББК 72я73
ISBN 978-5-369-01265-9 (РИОР)
ISBN 978-5-16-009013-9 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-102380-8 (ИНФРА-М, online)
© Космин В.В.

ПРЕДИСЛОВИЕ
В рыночных условиях наука представляет собой одну из важнейших составляющих обеспечения конкурентоспособности организаций
транспортного строительства. Основы научных исследований необходимо знать не только тем кто собирается связать свою деятельность с
наукой но и тем кто использует достижения научно-технической революции в практической деятельности а также инвесторам и заказчикам научных исследований экспертам и т.д.
Цель изучения дисциплины ©Основы научных исследованийª излагаемой в этом учебном пособии ² ознакомить студентов специализирующихся в строительной отрасли и других субъектов научных
исследований с методами и содержанием прикладных научных исследований их организацией и проведением.
Содержание рукописи предусматривает что после изучения курса
©Основы научных исследованийª студент должен в частности
знать методы проведения научных исследований этапы их организации  методы  моделирования  и  сферы  их  рационального
применения  методы  статистической  обработки  результатов
наблюдений и экспериментов систему информационного обеспечения научных исследований
уметь выбрать метод моделирования изучаемого явления и методы статистической обработки результатов наблюдения и эксперимента вести информационный поиск по теме научного исследования
иметь представление о месте научного исследования в развитии производства об этапах научного исследования их организации  и  проведении  научно-исследовательских  работ  НИР  о
структуре  научно-исследовательской  организации  составе  и  порядке оформления отчета о научной работе о публикации результатов  научного  исследования  о  системе  подготовки  повышения
квалификации и аттестации научных кадров.
Содержание учебного пособия охватывает основные аспекты НИР.
Наука рассматривается как особый вид деятельности нацеленный на
получение и исследование новых фактов и явлений в природе. Показана структура научного знания специфика научных методов исследования в них особенности науки в современных условиях важнейшие научные понятия структура и специфика творческого процесса.
Описаны этапы научного исследования информационный поиск источники  информации  публикации  Интернет  научно-техническая
документация авторское право право собственности на результаты
научных исследований формулирование и анализ задачи исследования  теоретические  методы  исследования  аналитические  методы
моделирование в науке его место в исследовании виды моделирования  статистические  методы  исследования  статистические  оценки


экспериментальных данных и их совокупностей математические основы планирования эксперимента публикация результатов научного
исследования  депонирование  устное  представление  информации
экономические аспекты НИР. Рассмотрены система аттестации научных кадров ученые звания и степени система подготовки и повышения  квалификации научных  работников магистратура аспирантура
докторантура.
Автор выражает глубокую благодарность уважаемым рецензентам
за внимание  к  рукописи и ценные  замечания и  рекомендации по ее
улучшению.

ГЛАВА . ПОНЯТИЕ СОДЕРЖАНИЕ
И ФУНКЦИИ НАУКИ
.. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О НАУКЕ И ЕЕ РАЗВИТИИ
Возникновение науки как сферы человеческой деятельности тесно
связано с естественным процессом разделения общественного труда
первоначальным ее выделением из сферы производства.
Содержанием науки выступают
x
теория как система знаний являющихся формой общественного сознания
x
содействие 
практическому 
использованию 
выработанных
наукой рекомендаций для производства благ являющихся жизненной потребностью людей.
Содержание понятия ©наукаª может быть представлено схематично рис. ..
Рис. .. Структура понятия ©наукаª
Главная функция науки ² познание объективного мира приведение знаний о нем в стройную и адекватную систему рис. ..
При этом не все знания приведенные в систему составляют науку.
Например практические пособия по строительству проектированию
планированию  нормированию  представляют  определенную  систему
знаний но их нельзя  отнести к  сфере науки поскольку  эти  тексты
опираясь на достижения науки содержат лишь инструктивные указания по выполнению конкретных работ производственного характера.


Рис. .. Система функций науки
Наука ² это динамическая система знаний раскрывающих новые
явления в обществе и природе нацеленная на применение их в практической деятельности людей.
Теоретические  знания  основываются на  научных  теориях. Научная теория от греч. WKHRULD ² наблюдение исследование² логическое  обобщение  опыта практики отражающее  объективные  закономерности развития природы и общества. Теоретические знания охватывают процессы как создания теорий выдвижение гипотезы так и
выведения следствий из них.
Любая теория заменяется по мере своего развития более глубокой
теорией.  Однако  если  теория  прошла  хорошую  экспериментальную
проверку она не отбрасывается полностью и сохраняет свое значение
в соответствующей науке.
Научная теория обладает характерными для нее границами применяемости  за  пределами  которых  она  имеет  ограниченное  действие
или полностью неприменима.  Границы применяемости теории  устанавливает обычно более общая теория. Из этого следует что любая
теория имеет сложную структуру.
Теория неразрывно связана с практикой которая ставит перед знанием назревшие задачи и требует их решения.
Научная теория как форма организации знаний обеспечивает расширение  сферы  знания  за  пределы  непосредственно  наблюдаемого
поэтому она отличается от простой регистрации наблюдений и характеризуется наличием следующих элементов
x
общие законы и сферы их применяемости где научная теория
объясняет происходящие явления
x
сферы предсказания неизвестных явлений
x
логико-математический аппарат  выведения  следствий  из  законов
x
концептуальная  схема  без  которой  невозможно  понимание
объектов изучения данной научной теории.
Отличительной чертой науки является ее активный поисковый характер. Наука должна постоянно изменяться и развиваться находить
новые решения и получать новые результаты. Если наука не выявляет


рациональные  пути  решения  практических  задач  то  она  не  сможет
удовлетворять потребности которыми вызвано ее развитие. Поэтому
наука ²  не только  система научных  знаний  объясняющих мир но
одновременно и средство метод его изменения и преобразования. Она
влияет на познание окружающего мира человеком не через эмоциональное или эстетическое восприятие а посредством систематизированного строго логического выявления объективных законов.
Науки делятся на фундаментальные и прикладные хотя такое деление относительно в определенной степени условно. Так теоретические науки занимаясь поисками и  открытиями новых закономерностей  например  в  области  теории прочности  бетона  или  структуры
металла отдалены от непосредственного применения их результатов
на  практике  в  прикладных  исследованиях  отраслевого  характера.
Прикладные  науки  более  тесно  связаны  с  практической  деятельностью  людей будучи  нацелены на  разработку  технико-экономически
наиболее рациональных способов внедрения открытий теоретической
науки.
Наука как система знаний имеет специфическую структуру включающую ряд элементов.
Главным  составным  элементом науки  являются научные  законы
которые  должны  соответствовать  законам  объективного  мира  быть
их более или менее точным отражением. Частные законы раскрываются через обобщение развития науки через анализ особенностей ее
поступательного  движения  а  общие  законы  связывают  конкретную
науку с другими науками и явлениями.
Процесс становления науки эволюционный рис. ..
Рис. .. Эволюция становления и развития науки
Все науки проходят в своем развитии два основных этапа
описательный связанный со сбором фактов и их первоначальной группировкой
логико-аналитический ² качественный анализ фактов и последующее сочетание качественных и количественных математическихметодов научного познания.
Таким образом любая наука вместе с законами включает в себя с
одной стороны факты и опыт а с другой ² систематизацию конкретных знаний в виде теории.
Факты  составляют  реальную  основу всех выводов и заключений
ученых.  Без  систематизации  и  обобщения  логического  осмысления


фактов  наука  не  может  существовать  факты  становятся  составной
частью научных знаний только тогда когда они выступают в систематизированном обобщенном виде служат основанием и подтверждением  законов  действительности. Законы  и  факты  в  науке  получают
конкретную интерпретацию и служат базой для более широких научных выводов обобщаются в теориях.
В  науке  различают  такие  элементы  как  принципы  постулаты
правила. Принципы тесно связаны с законами. Они специально формулируются в процессе систематизации знаний но в отличие от законов объективно в природе не существуют. Принципы могут выступать
и в форме постулатов т.е. предварительных предположений которые
служат основой для масштабных теоретических обобщений.
Развитие науки прошло длительный путь и занимает важное место
в истории человечества см. рис. .. Она развивалась как эволюционным так и революционным путем.
Революция  в  науке  ²  это  перерыв  постепенности  разрыв  формально-логической последовательности развития скачок в историческом прогрессе знаний разрушение сложившихся научных представлений пересмотр фундаментальных понятий рождение новых научных открытий новой системы знаний выступающих движущей силой
в  развитии  техники.  В  истории  науки  выделяют  ряд  научнотехнических революций.
Первая революция ;9,, ² первая пол. ;9,,, в.связана со становлением классического естествознания. Ее основные характеристики
x
механистическая  картина  мира  как  общенаучная  картина  реальности
x
объект  как  малая  система в  виде механического  устройства  с
жестко детерминированными связями
x
свойство целого полностью определяется свойствами частей
x
субъект и процедуры его познавательной деятельности полностью исключаются из знания для достижения его объективности
x
объяснение как поиск механических причин и сущностей
x
сведpние знаний о природе к принципам и представлениям механики.
Вторая революция кон. ;9,,, ² первая пол. ;,; в.представляет  собой  переход  естествознания  в  дисциплинарно  организованную
науку. Основные характеристики второй революции
x
механическая картина мира перестает быть общенаучной
формируются биологические химические и другие картины
реальности не сводимые к механической картине мира
x
объект описывается в соответствии с научной дисциплинойне только в понятиях механики
x
субъект исключается из результатов познания


x
формируется разнообразие методов развивается классификация наук
x
сохраняются общие познавательные установки классической
науки ее стиля мышления.
Третья революция кон. ;,; ² сер. ;; в.характеризуется преобразованием  основных  черт  классической  науки  становлением  неклассического естествознания. Существенные революционизирующие
события третьей революции
x
становление  релятивистской  и  квантовой  теорий  в  физике  а
также генетики квантовой химии концепции нестационарной
Вселенной
x
возникновение кибернетики и теория систем.
Основные характеристики третьей революции
x
интеграция частнонаучных картин реальности на основе понимания природы как сложной динамической системы
x
объект ² процесс с устойчивыми состояниями
x
сложная развивающаяся динамическая система в которой состояние целого не сводится к сумме состояний его частей
x
вероятностная причинность вместо жесткой однозначной связи
x
новое понимание субъекта как находящегося внутри а не вне
наблюдаемого мира и вытекающая отсюда необходимость фиксации условий и средств наблюдения учет способа постановки
вопросов и методов познания зависимость от этого понимания
истины объективности факта объяснения
x
вместо  единственно  истинной  теории  допускается  несколько
содержащих элементы объективности теоретических описаний
одного и того же эмпирического базиса.
Четвертая революция кон. ;; ² нач. ;;, в.представляет собой радикальные изменения в основаниях научного знания и деятельности рождение новой постнеклассической науки. События этой революции  ²  компьютеризация  науки  усложнение  приборных  комплексов  развитие  междисциплинарных  исследований  комплексных
программ сращивание эмпирических и теоретических прикладных и
фундаментальных  исследований  разработка  идей  синергетики.  Основные характеристики четвертой революции
x
научная картина мира рассматривается как взаимодействие различных  представлений  реальности  превращение  их  во  фрагменты  общей  картины мира  взаимодействие посредством переноса идей из одних наук в другие стирание жестких разграничительных линий между ними
x
на передний план выходят уникальные системы ² объекты характеризующиеся открытостью и саморазвитием


x
знания об объекте соотносятся не только со средствами но и со
структурами деятельности.
.. СПЕЦИФИКА НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Этот аспект науки раскрывается в ходе анализа составных частей
этапов и методов научной деятельности. К составным частям компонентамнауки относятся субъект объект и средства научного исследования конкретизируясь как ©исследователь ² средства исследования ² объект исследованияª.
Субъект  научной  деятельности  действует  в  современном  обществе на трех взаимосвязанных уровнях. На первом из них субъект выступает как индивид исследователь ученый научный труд которого
не  обязательно  связан  с  трудом  других  но  иногда  характеризуется
кооперацией современников а иногда ² использованием результатов
труда предшественников. На втором уровне субъектом научного познания выступает коллектив научное сообщество в котором достаточно широко развита интеграция усилий нескольких иногда ² многихиндивидуумов  коллектив  действует  как  ©совокупный  ученыйª
лаборатория институт академия и др.. Наконец на третьем уровне
субъектом научного познания  оказывается общество  в  целом  и на
первый план здесь выходит проблема социальной организации науки.
Объект научной деятельности обусловлен активной материальнопрактической и теоретической деятельностью исследователя. Частица
реальности  став  объектом  науки  подвергается  разнообразным  воздействиям  например  в  ходе  физического  эксперимента  а  в  случае
теоретического мышления исследователь превращает ее в идеальный
объект посредством научных понятий специально созданной системы
научных абстракций.
Наука имеет творческий характер и в силу этого зависит не только
от объективных факторов но и от субъективных рис. ..
Средства  научной  деятельности  охватывают  материальнотехнические приборы инструменты установки и т.п. Сюда же входят
и  методы  получения  проверки  обоснования  и  построения  знания
которые  как  и  язык  науки  выделены  в  самостоятельный  фактор  в
силу их специфики и особой значимости в научной деятельности. Сегодня на  основе технического перевооружения науки  информационной техникой радикального совершенствования технических средств
обмена информацией принципиально меняются все средства научной
деятельности.  Важнейшими  моментами  выступают  персональные
компьютеры и Интернет подключающие исследователя не только к
базам данных и экспериментальным установкам но и к экспертным
системам  для  консультаций  появляется  уникальная  и  трудно  переоцениваемая  возможность  интегрировать  национальные  и  междуна