и соотношения научной задачи и проблемы

Научная задача представляет пару, включающую предмет исследования и цель исследования, при этом подразумевается, что, по крайней мере, один метод решения задачи (достижения научной цели исследования) известен (опубликован).

Научная проблема, как и научная задача, выражается в виде пары, включающей предмет исследования и цель исследования, однако при этом подразумевается, что метод исследования не известен (в том смысле, что не опубликован).

Довольно распространёно мнение, что кардинальным признаком научной проблемы является наличие противоречия. И хотя это действительно так и выражается в присущем для проблемы отсутствии метода решения, наличие противоречия, приводящего к необходимости поиска решения, характерно и для научной задачи.

Постановкой научной за­дачи (проблемы) называется чёткая формулировка, конкретизирующая предмет и цель исследования (например, в терминах и понятиях общенаучных или какой-либо теории).

Предмет исследования (ЧТО ДАНО для поиска решения задачи мето­дами научного исследования) при формулировании постановки научной задачи (проблемы) излагается ситуационно - в виде исходных научных посылок, отражающих модель рассматриваемого объекта (процесса, явления): состав пе­ременных и постоянных исходных данных с определением в случае признания необходимости рамок исследования - вводимых допущений и ограничений, а также требований к условиям проведения исследования и к искомому или раз­рабатываемому методу решения задачи. Рамки исследования могут излагаться и в виде отдельной формулировки.

Цель исследования (ЧТО ТРЕБУЕТСЯ) излагается путём пере­числения требуемых научных результатов - доказываемых утвержде­ний, искомых соотношений или значений для переменных величин, обосновываемых рекомендаций и др., а также требований к условиям проведения исследования и к искомому или разрабатываемому методу решения задачи.

Решение научной задачи (см. рис. 1) представляет собой взаимосвязан­ную тройку - предмет исследования, цель исследования, метод исследования (иначе говоря, решение научной задачи образуется конкретизацией метода её решения).

Можно сказать, что решение научной задачи - это чётко определённая тройка (так как метод решения задачи зафиксирован), в отличие от самой на­учной задачи, представляющей собой нечётко определённую тройку (конкре­тизация метода решения не подразумевается).

Решение научной задачи, найденное методами научного исследования – это научное решение, которое не следует отождествлять с результатами решения данной задачи.

Результаты решения научной задачи – это то, что получается с помощью найденного метода (методов) решения при конкретных исходных данных и(или) их значениях (см. рис.1).

Ключевое содержание научного решения составляет метод, а не то, что с его помощью получено. Это объясняется тем, что метод в науке хотя и созда­ется ради прагматических результатов, но сам по себе всегда играет решающую, принципиальную роль: образно говоря, метод - двигатель науки. B этом отношении русский военный теоретик генерал от инфантерии Леер Г.A. (1829-1904) [3] отмечал, что в каждом деле важно знание, но метод выше самого знания. Он писал, что если бы ему предложили истину в правой руке, а путь к истине в левой, то он припал бы к левой руке. Более того, как считал академик Ландау Л.Д. (1904-1964), "метод важнее открытия, ибо правильный метод исследования приведёт к новым ещё более ценным открытиям". B науке и практике конкретный метод как раз и представляет путь к истине - цели исследования, является именно тем, что доводит научную задачу до её вполне определённого решения.

Пример научной задачи - оптимизация целераспределения (предмет - це­лераспределение, а цель исследования - его оптимизация).

Соответствующий пример решения задачи - оптимизация целераспреде­ления венгерским методом, а соответствующий результат решения задачи - матрица распределения рассматриваемых целей.

Решение научной проблемы, как и в случае научной задачи, представляет собой тройку: предмет исследования, цель исследования, метод исследования. После нахождения и опубликования хотя бы одного решения научная проблема превращается в научную задачу (см. рис.1).

Метод решения научной задачи (проблемы) в зависимости от её слож­ности находит выражение в тех или иных элементах научно-методического или методологического аппарата, например, в методе, методике или других научно-инструментальных средствах исследования.

Важным частным случаем научной задачи (проблемы) является теорема - это задача (проблема), решаемая методом доказательства.

Развитие науки на различных уровнях познания приводит к появлению разных, в том числе производных, предметов и методов исследования [4,5,6].

Изучение предмета исследования окружающего мира, не являющегося методом - предмета исследования предметного уровня, происходящее на предметном (предметологическом) уровне познания, приводит к появлению метода или методов решения научной задачи (проблемы) предметного уровня познания.

В свою очередь, изучение в качестве предмета исследования метода или методов предметного уровня происходит на научно-методическом уровне познания и приводит к появлению метода или методов научно-методического уровня.

Далее изучение в качестве предмета исследования метода или методов научно-методического уровня происходит на методологическом уровне познания и приводит к появлению метода или методов методологического уровня.

В дальнейшем на методологическом уровне познания происходит изуче­ние в качестве предмета исследования метода или методов методологического уровня, что приводит к появлению производного метода или методов более высокого методологического уровня и т.д.

Цель исследования в наиболее общем случае – это результат, которого стремятся достигнуть.

Цель, обычно достигаемую в той или иной степени, следует отличать от требуемого результата – того, что необходимо получить и что соответствует полному достижению поставленной цели.

В сложных случаях при существенном продвижении к цели она считается достигнутой (в той или иной степени), а полное достижение цели оказывается результатом последовательных приближений.

С учётом этого, в научной задаче (проблеме) цель исследования излагается путём перечисления научных результатов, которых либо стремятся достигнуть, либо которые необходимо получить, при этом требование поиска решения методами научного исследования для научной задачи или проблемы подразумевается по умолчанию.

В зависимости от того, кем формулируются результаты, выражающие в постановке научной задачи (проблемы) цель исследования – специалистом-практиком или научным работником, сама цель исследования, а также задача (проблема) в целом, может оказаться либо чисто прагматической в виде ожидаемых практических результатов на уровне прямых потребностей практики рассматриваемой предметной области (ради которых существует наука) либо чисто научной, приводящей к научным результатам в соответствующей предметной области (на уровне того или иного вклада в науку), при этом возможен и комбинированный вариант – задача или проблема научно-прагматическая.

Чисто прагматическая задача (проблема) – это задача, непосредственно возникающая в конструктивно-преобразовательной (в отличие от познавательной) деятельности специалистов-практиков. Соответственно различным видам такой деятельности это может быть техническая, экономическая, технологическая или какая-либо другая задача (проблема).

Чисто прагматическая задача (проблема) имеет те же основные структурные элементы, что и научная задача (проблема) – ЧТО ДАНО и ЧТО ТРЕБУЕТСЯ. Вместе с тем, строго говоря, чисто прагматическую задачу (проблему) нельзя назвать научной (в смысле ранее приведенного определения): для такой задачи (проблемы) требуется результат решения, при этом поиск самого решения играет лишь вспомогательную роль и не требует методов научного исследования - поиск ограничивается нахождением известного метода решения именно такой задачи в справочной или специальной литературе либо признанием отсутствия решения, что соответствует случаю прагматической проблемы.

Решение чисто прагматических задач – это удел специалистов-практи­ков. Результат решения такой задачи является вполне конкретным, например, характеризуется конкретными значениями, полученными при заданных вполне определённых значениях исходных данных.

Чисто научная, как и научно-прагматическая задача (проблема) являются частными видами научных задач (проблем), для которых требуется поиск решения методами научного исследования.

Чисто научная задача (проблема) возникает в процессе познавательной (научной) деятельности, описывается на абстрактном уровне в терминах той или иной теорий и, как правило, в своей постановке характеризуется переменными значениями исходных данных и получаемых результатов.

Решение чисто научных задач (проблем) – это, как правило, дело научных работников. Поиск решения чисто научных задач (проблем) осуществляется путём анализа известных решений (опубликованных в доступной литературе) и выбора той или иной подходящей их комбинации. При отсутствии подходящего (в том числе комбинированного) решения поиск продолжается в рамках творческой разработки удовлетворяющего решения.

Научно-прагматическая (например, научно-техническая или научно-экономическая) задача (проблема) представляет собой задачу (проблему), возникающую в процессе непосредственной конструктивно-познавательной деятельности человека, для которой получение чисто практического результата оказывается невозможным без поиска решения методами научного исследования.

Научно-прагматическая задача (проблема) объединяет чисто научную задачу (проблему) и чисто прагматическую.

Результат решения научно-прагматической задачи (проблемы) находится путём поиска решения соответствующей ей чисто научной задачи (проблемы), что приводит к нахождению метода решения задачи (проблемы). Затем с помощью теперь уже известного метода получается результат решения чисто прагматической задачи (проблемы).

Таким образом, одна и та же научно-прагматическая задача имеет две постановки и два решения, а именно постановку чисто прагматической задачи и соответствующую ей постановку чисто научной задачи, для которых сначала находится научный результат решения, а затем с его помощью получается результат решения как чисто прагматической задачи, так и конечный результат научно-прагматической задачи в целом.

Таковы реалии, что научно-прагматической задаче уготовано забвение, а слава достаётся лишь её составляющим.

Если научно-прагматическую задачу решает специалист-практик (не имеющий притязаний в науке, но, возможно, обращающийся к помощи научного работника), то он по достоинству оценит лишь решение чисто прагматической задачи (он его будет называть решением практической задачи), а поиск решения научной задачи, даже если он к нему отнесётся с уважением, всё равно останется для него за скобками, как вынужденная необходимость.

Если же научно-прагматическую задачу решает научный работник, то его будет интересовать лишь научная составляющая – научное решение, потому, что, по его мнению, был бы метод, тогда и чисто прагматическое решение найдётся. Чисто прагматическое решение для научного работника – это лишь иллюстрация на конкретном примере работоспособности и значимости решения чисто научной задачи (он будет называть его решением научной задачи).

Таким образом, в докторской диссертации, в которой (следуя Положению ВАК) “ решена крупная научная проблема, имеющая важное социально-культурное или хозяйственное значение”, и к кандидатской диссертации, “ в которой содержится решение задачи, имеющей существенное значение для соответствующей отрасли знаний”, а также в аттестационных документах целесообразно говорить о решении именно научной задачи или проблемы. В рамках действующих документов решение научно-технических и других научно- прагматических задач юридически не санкционировано, а разговоры о них лишь могут привести неоправданным вопросам и отвлечь внимание экспертов от истинно научных результатов, являющихся вкладом в науку (в пункте 9 Положения ВАК в качестве составляющей, свидетельствующей о научной квалификации соискателя, не случайно указан именно “ вклад в науку ”, а не в науку и практику).

Соответственно предмету и методу решения научной задачи (проблемы), цель исследования, само решение научной задачи (проблемы) и рассматривае­мая задача в целом могут относиться к области прикладных или фундамен­тальных наук и быть предметного уровня, научно-методического уровня или методологического уровня познания.

При выполнении научных исследований приходится иметь дело с науч­ными задачами и проблемами нескольких иерархических уровней:

верхний уровень - общая научная задача (проблема) исследования;

нижние уровни - частные научные задачи и частные научные проблемы исследования, получаемые в ре­зультате декомпозиции научных задач и науч­ных проблем более высокого уровня. Среди декомпозированных задач могут оказаться и известные задачи, поиск решения которых не требуется.

Для общей научной задачи (проблемы) может быть охарактеризован лишь основной предмет исследования (например, предметного уровня), в то время как каждая частная научная задача (проблема) имеет свой предмет ис­следования и чаще всего другого уровня познания (например, научно-методи­ческого или методологического). В связи с этим, решение практически любой общей научной задачи (проблемы) не может ограничиться только основным предметом исследования и непременно содержит решение частных предметных, научно-методических и методологических задач со своими специфи­ческими предметами исследований.

В наиболее общем случае поиск метода решения научной задачи (про­блемы) начинается либо при отсутствии постановки - с содержательного опи­сания и формулирования возможной постановки, либо при наличии постановки - с изучения цели и предмета исследования. Далее осуществляется изучение (при наличии) известных (опубликованных в литературе) методов решения задач в таких же или близких постановках (по предмету и цели исследования), среди которых стремятся найти метод (или комбинацию методов), наиболее соответствующую рассматриваемой постановке задачи (в случае неизвестной ранее постановки речь должна идти о проблеме). Если получаемое таким образом решение научной задачи или проблемы удовлетворяет исследователя (разработчика), то речь ведут о решении научной задачи (проблемы) известным методом (методами). Известный метод может быть ранее не использовавшимся в данной предметной области, что соответствует научной новизне найденного решения; в ином случае научная новизна решения отсутствует. Если же из­вестные решения научных задач не могут удовлетворить, речь может идти (в зависимости от степени отличия рассматриваемой постановки и метода решения задачи от известных) о научных результатах решения задачи, представляющих собой (в порядке наращивания степени новизны): либо новое решение (известной) научной задачи, либо новую научную задачу, либо даже решение научной проблемы.

Новое (в более умеренном выражении - обладающее новизной) решение научной задачи получается в результате такого изменения хотя бы одного элемента тройки (предмет, цель исследования или метод), которое не известно из публикаций и даёт существенный эффект (например, увеличение точности решения задачи). К новому решению задачи приводит решение задачи с ис­пользованием известного метода в новой предметной области.

Новая задача - это задача, постановка которой отличается от известных постановок в тех или иных элементах предмета или цели исследования.

Чётких критериев, позволяющих различать научные проблемы, новые научные задачи и новые решения научных задач от известных научных задач и их (известных) решений, не существует. Это обусловлено тем, что приведенные определения научной задачи и научной проблемы, а также их элементов (предмет, метод и цель исследования, постановка и решение задачи или проблемы) по смыслу являются довольно размытыми. В определениях не охарак­теризованы требования к свойствам элементов решения задачи. С учётом этого, будем отличать строгую постановку задачи (проблемы) от нестрогой постановки.

Строгая постановка научной задачи (проблемы) - это её формулировка в терминах той или иной теории, содержащая исходные данные, условия и требования, необходимые и достаточные для существования решения или его отсутствия.

Нестрогая постановка научной задачи (проблемы) - это её содержа­тельная формулировка, которая может дополняться неполной совокупностью элементов строгой постановки.

При выполнении научного исследования целесообразно формулировать общую цель как чисто прагматическую, оставляя научную цель для (более или менее строгой) постановки общей научной задачи и её краткой содержательной формулировки.

Содержательная (вербальная) формулировка научной задачи (про­блемы) заключается в её изложении на обычном разговорном (литературном) языке.

Содержательная формулировка и нестрогая постановка задачи в иссле­довании играют вспомогательную роль, обычно предваряя строгую поста­новку этой же задачи (проблемы), либо строгой постановки каждой из частных задач, получаемых в результате декомпозиции и требующих поиска решения.

Пример краткой содержательной формулировки конкретной задачи предметного уровня:

“При известных данных о воздушной обстановке рассчитать загрузку радиолокационной станции (РЛС), контролирующей полёты летательных ап­паратов”

Соответствующий пример строгой постановки за­дачи:

“Требуется определить количество каналов РЛС, занятых сопровож­дением летательных аппаратов (ЛА) в данный момент времени, если из­вестны прямоугольные координаты места расположения РЛС, радиус её зоны обнаружения и количество каналов сопровождения, а также общее ко­личество ЛА, совершающих полёты, скорость, время начала движения и пря­моугольные координаты точек начала и конца прямолинейного движения ка­ждого из них с известной постоянной скоростью. Дальняя граница зоны об­наружения РЛС аппроксимируется окружностью заданного радиуса”.

Пример краткой содержательной формулировки родственной задачи научно-методического уровня:

“Разработать методику, обеспечивающую при известных данных о воздушной обстановке расчёт загрузки радиолокационной станции (РЛС), контролирующей полёты летательных аппаратов”.

Для исключения противоречий целесообразно окончательный вариант содержательной формулировки любой научной задачи, получить сжатием (трансформированием) её постановки, при этом, вполне естественно, за счёт сокращения элементов строгости вербальная формулировка будет терять элементы научности и “прижиматься” к прагматической задаче.

Пример постановки общей научной задачи диссертационного исследования, взятый из кандидатской диссертации (задача научно-методического уровня):

“Разработка и обоснование методики синтеза вектора управляющих воздействий H_ji Î {H_1i... H_mi} (i=1...n), обеспечивающей при автоматизированном обучении минимизацию времени перевода обучаемого из начального состояния S₀, характеризуемого показателями качества усвоения изучаемого материала к моменту начала обучения, в конечное состояние S_n , характеризуемое соответствующими показателями квалификационных требований, удовлетворяющий соотношению

min j

t ji(Hji ,Si-1,L),

где H_ji - j-й вариант (j =1...m) обучающего воздействия, производимого на i-м шаге учебной деятельности обучаемого;

t_ji - время, затрачиваемое на реализацию обучающего воздействия H_ji;

S_i-1 и S_i - соответственно векторы показателей качества усвоения материала обучаемым при автоматизированном обучении перед i-м обучающим воздействием и после него;

L - векторный показатель интеллектуальных и психофизиологических свойств обучаемых, в том числе скрытых и скрываемых свойств личности”.

Соответствующий данной постановке пример краткой содержательной формулировки общей научной задачи диссертационного исследования:

“Разработка и обоснование методики синтеза вектора управляющих воздействий, обеспечивающей при автоматизированном обучении минимизацию времени перевода обучаемого в конечное состояние, характеризуемое показателями квалификационных требований, на основе обучающих воздействий, формируемых в соответствии с показателями интеллектуальных и психофизиологических свойств обучаемых”.

Пример формулировки крупной научной проблемы из реальной докторской диссертации:

“При заданной структуре уникальной системы “объект-нерегламен­тированные факторы” в условиях нечётких исходных данных об учитывае­мых факторах и их действиях на потенциально опасные элементы (ПОЭ) объекта, а также нечётких исходных данных о защитных и инициирующих свойствах и способностях к отказам ПОЭ, определить возможностную меру возникновения происшествия как наиболее нежелательного исхода взаимовлияния рассматриваемых факторов”.

В большинстве случаев содержательную формулировку целесообразно дополнить формулировкой рамок исследования.

При строгой постановке научной задачи (проблемы) есть возможность по результатам анализа публикаций установить известные методы решения (или их отсутствие). В отличие от этого, при нестрогой постановке невозможно ответить, существует ли метод решения, и вообще задача это или проблема.

Одна и та же научная задача (проблема) может иметь несколько различ­ных постановок (см. рис.1), например, в том смысле, что нестрогой постановке данной задачи (проблемы) могут соответствовать различные варианты строгих постановок. С другой стороны, научная задача (проблема) в конкретной постановке может иметь некоторое множество различных решений.

Проблема является разрешимой или неразрешимой в зависимости от того, существует ли (возможно, пока ещё неизвестный), по крайней мере один метод её решения.

Научная задача в строгой постановке всегда относится к классу разре­шимых, так как имеет научное решение (хотя бы одно – по определению), при этом она может иметь прагматическое решение при одних значениях исход­ных данных и не иметь такого решения при других значениях.

Понятия "строгая" и "нестрогая" постановка научной задачи (проблемы) позволяют более чётко различать объекты новизны различного уровня слож­ности, такие как "обладающее новизной решение научной задачи", "новое ре­шение научной задачи", "новая научная задача" и "научная проблема", однако не снимают вопроса об отсутствии единых критериев для различения соответ­ст­вующих объектов. Вследствие этого при заданной постановке науч­ной задачи (проблемы) те специалисты, которые в силу своей подготовки, опыта и способностей могут легко найти путь решения за счёт комбинирования известных им методов, будут вести речь о решении научной задачи, в то время как специалисты, которые не могут увидеть путь решения или должны приложить серьёзные умственные усилия, чтобы осознать его, будут вести речь о решении научной проблемы. Сложность ситуации заключается в том, что и те и другие правы по-своему.

Первая группа специалистов будет утверждать, что все элементы научно-методического аппарата, нужного для решения научной задачи, общеизвестны, а целесообразность их сочетания является очевидной, так как требуется сумма эффектов, даваемых сочетаемыми элементами, каждый из которых применяется в строгом соответствии с его предназначением, описанным в литературе.

Вторая группа будет отстаивать точку зрения, что для рассматриваемой постановки научной проблемы метод решения науке не известен (в смысле не описан в литературе), требуется разработка метода, которая может пойти и по пути комбинирования (как в изобретательстве) элементов известного из ли­тературы научно-методического аппарата с целью получения ранее неизвестного их сочетания, ведущего к решению соответствующей научной проблемы.

В связи с возможностью таких противоречивых оценок, уровень и степень новизны решения научных задач (проблем) традиционно осуществляется экспертными методами и остается профессиональным искусством научных работников.

Заключая сказанное, можно выразить надежду, что развитие единых взглядов на рассмотренные в публикации вопросы, такие как структура научной задачи и проблемы, соотношение между ними, классификация научных задач и проблем, будет способствовать повышению качества анализа и оформления научных результатов исследовательской деятельности и экспертизы научных работ.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Положение о порядке присуждения учёных степеней (утверждено по­становлением Правительства РФ от 30 января 2002 года № 74).

2. Словарь русского языка в четырёх томах. - М.: Русский язык, 1985.

3. Большая Советская Энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1972.

4. Долгов А.И. Архитектоника науки. Журнал “Высшее образование в Рос­сии”, № 2, 1999 г., с.с. 72..75.

5. Долгов А.И. Подготовка и экспертиза диссертаций. - Ростов-на-Дону: Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск, 1995.

6. Долгов А.И. Справочник исследователя. - Новочеркасск: Новочеркас­ский военный институт связи, 2002.