Mavzu: Fan va texnikada modellash Reja: Model tushunchasi. Modellashtirish va uning turlari

Reja: Model tushunchasi. Modellashtirish va uning turlari

Mavzu: Fan va texnikada modellash
Reja:
1. Model tushunchasi. Modellashtirish va uning turlari
2. Modellashtirish: jarayon va usul sifatida. Matematik va kompyuterli modellashtirish. 3. Model tushunchasi
Tadqiqotning muhim usullaridan biri modellashtirish usulidir. Bu usul ham empirik, ham nazariy izlanish darajalarida, tabiiy, texnik va ijtimoiy-gumanitar fanlarda qo‘llaniladigan umumilmiy usuldir. Modellashtirish usuli har qanday, atomdan tortib, to inson, jamiyat va kosmik tizimlargacha bo‘lgan ob’ektlarni samarali tadqiq qilish imkoniyatini beradi. Modellashtirishda ob’ekt, uning qiziqish o‘yg‘otgan xossasini nusxasi, o‘xshash namunasi ishlab chiqiladi. Ob’ektning o‘rindoshi bo‘lgan bu model o‘rganiladi, olingan ma’lumot ob’ekt haqida bilim beradi yoki mavjud bilimga yangi faktlar, tasavvurlar va g‘oyalar qo‘shadi. Demak, modellashtirish usulidan foydalanishni asosida modelni qurish va uni tadqiq qilish yotadi. «Model» atamasi lot. modulus, frans. modile so‘zlaridan olingan bo‘lib, me’yor, namuna ma’nolarini anglatadi. Model moddiy yoki ideal (namoddiy) unsurlardan qurilgan bo‘lishi mumkin. Shahar transport yo‘nalishlarini namoyish qiladigan maket moddiy model turiga kiradi. Xayoliy eksperiment o‘tkazish uchun tasavvurda hosil qilingan ob’ekt obrazi ideal modelni bildiradi. Bulardan tashqari simvolik belgilardan, topologik shakllardan tuzilgan modellardan ham foydalanadilar. Matematik tenglamalar tizimi, kompyuter dasturi shunday modellar qatoriga kiradi. Biz ko‘rib chiqayotgan tushunchaga quyidagi ta’rifni berish mumkin: model – bu o‘rindosh – ob’ekt bo‘lib, asl, real ob’ektning qiziqish o‘yg‘otadigan xossa yoki funksiyalarini nusxa sifatida qaytaradi, shu bois uni almashtiradi va tadqiqot predmetiga aylanadi. Asl ob’ekt xususiyatlarini modelda qayta tiklash predmetli (maket, tuzilma), obrazli (tasvir, kompyuterli anmatsiya, golografik qurilma) va belgi (grafik jadval, sxema, tenglamalar tizimi) ko‘rinishida bajarilishi mumkin. Shunday qilib, model o‘xshash nusxa sifatida asl ob’ektning xossa va tomonlarini qaytarar (tiklar) ekan, u asl ob’ekt haqida bilim manbaiga aylanadi. Bunda model o‘zini borlig‘i (nisbatan mustaqil mavjudligi), xossalari va funksiyalariga ega bo‘lgan tadqiqot ob’ekti bo‘lib qoladi. Model va asl ob’ekt o‘rtasidagi munosabat gomomorfizm (shakliy o‘hshashlik) va izomorfizm (nuqtali, aynan, aniq o‘xshashlik) tushunchalari orqali izohlanadi. Gomomorfik munosabat deganda model va ob’ekt o‘rtasida to‘liq bo‘lmagan shakliy o‘xshashlik qayd qilinadi. Geografik harita biron-bir o‘lkaning gomomorfik modeli hisoblanadi. Izomorfik munosabatda ob’ekt va model, ularning parametrlari o‘rtasida katta aniqlikdagi o‘xshashlik, aynanlik mavjud.Mars planetasidan o‘zi yurar robot orqali yuborilgan foto suratlar planeta sathini izomorfik modeli sifatida tadqiq qilinadi. Tadqiqot olib borish maqsadida model ikki yo‘nalishda tuziladi va o‘rganiladi: 1) Oldin ob’ektni nusxa-modeli quriladi, keyin uni o‘rganish boshlanadi. Asosiy vazifa ob’ektni mumkin qadar aniq modelini ishlab chiqish. Kompyuter grafikasi yordamida yaratilgan dinozavrlar hayoti haqidagi filmlar shu birinchi yo‘nalishga misol bo‘ladi. 2) Ikkinchisida bilish jarayoni modeldan ob’ektga qarab yo‘naltirilgan bo‘ladi. Bunda avvalambor model ishlab chiqiladi, uni tadqiq qilish samarali natija bergan taqdirda asl ob’ektning ma’lum bo‘lmagan hislatlarini tahlil qilish amalga oshiriladi. O‘tgan asrda EHM dasturlarini ishlab chiqish jarayonida sun’iy intellekt deb atalgan artefakt (inson yaratgan predmet) vujudga keldi.Sun’iy intellektni aqliy faoliyat modeli sifatida o‘rganish inson intellekti haqidagi bilimlarimizni boyitishga olib keldi. XX asr fanlarida ro‘y bergan inqilobiy yangilanishlar ko‘plab fan – texnik kashfiyot va ixtirolar qilishga olib keldi. Ularni ishlab chiqarishga tatbiq qilinishi natijasida murakkab va o‘ta murakkab texnologik tizimlar yaratildi. Bu tizimlarni shu vaqtgacha ishlatilayotgan an’anaviy bilish usullari vositasida o‘rganish mumkin bo‘lmay qoldi. Bunday vaziyatda modellashtirish usulidan foydalanish tadqiqot samaradorligini keskin oshirish imkoniyatini beradi . Oldin bo‘lajak texnologik tizimni modeli yaratiladi, u turli sharoitlarga qo‘yib o‘rganiladi. Shunday keyin asl ob’ekt bo‘lgan texnologik tuzilma yaratiladi. 2. Modelashtirish va uning turlari Modellashtirish – bu nusxa – modelni o‘rganish orqali ob’ektni bilish va xossalarini bashorat qilish usulidir. Bunda ob’ektga o‘xshash namuna (model) quriladi, u tadqiq qilinadi, natijada asl ob’ekt o‘rganilgan hisoblanadi. Modellashtirish umumilmiy, universal bilish usullari qatoriga kiradi. Modellashtirish usuli ayniqsa matematik va eksperimental tadqiqotlarga yaqin turadi, ularni tarkibiga kiradi, samarali natijalar berish manbaiga aylanadi. Hozirgi zamon postnoklassik fanlar (global ekologiya, global evolyutsionizm, sinergetika, halokatlar nazariyasi, ko‘p ma’noli mantiq, globalistika, virtualistika va boshqalar) ko‘p sifatli, ko‘p tizimli, o‘z-o‘zini tashkillashtiradigan ob’ektlarni o‘rganishga o‘tishdi. Stoxastik, ehtimollik, nochiziqlilik, nomuvozanatli hislatlarga ega bo‘lgan, vaqt oralig‘ida evolyutsion va bufurkatsion o‘zgarishlarni namoyon etadigan bunday ob’ektlarni bevosita o‘rganish nihoyatda qiyin ish. Shu bois, postnoklassik fanlarda modellashtirish usuli asosiy tadqiqot usullaridan biri hisoblanadi. Global geosiyosiy muammolardan biri yadroviy urush havfi muammosidir. Urush havfi to‘la-to‘kis bartaraf etilgani yo‘q. Shu bois, o‘tgan asrni 80 yillarida global ekaologiya, kompyuter texnologiyasi va geosiyosiy muammolar chorrahasida turgan masali – virtual harakterga ega bo‘lgan jahon termoyadro urushi ssenariysi va oqibatlari kompyuterda modellashtirildi, tadqiq qilindi. Bunday izlanishlar AQSH va Rossiyada olib borildi, natija deyarli bir xil chiqdi. Xulosa shunday bo‘ldiki, yadro urushi sodir bo‘lgan taqdirda umumplanetar holokot yuz beradi, uzoq muddatli «yadroviy qish» deb atalgan global hodisa ro‘y beradi. Modellashtirish usulining universalligi (barcha sohalarda tatbiq qilinishi imkoniyati) va samarali tomoni shundan iboratki, u real, mumkin bo‘lgan va virtual (oraliq, ehtimolli holat) hislatga ega bo‘lgan har qanday ob’ektlarni o‘rganish imkoniyatini beradi. Hattoki ob’ekt haqidagi bilimimiz tadqiqot jarayonida obraz ko‘rinishiga ega bo‘lgan model rolini o‘ynashi mumkin. Bunda konkret ob’ektga oid bilim xayoliy eksperiment o‘tkazilganda yangi bilim manbai bo‘lgan modelga aylanadi. Masalan, atom strukturasi haqidagi dastlabki bilimlar (M.Plank, Rezerford, Nagaoki g‘oyalari) Nils Borning izlanishlarida model rolini o‘ynaydi. Bu modelni yanada takomillashtirar ekan, olim o‘zining atom strukturasini yangi modelini ishlab chiqdi. Modelda qayd etilgan gipotetik tamoyillar va qoidalar keyinchalik o‘tkazilgan eksperimental tadqiqotlarda to‘la tasdiqlandi. Modellashtirish strukturaviy tarkibi va tatbiq qilish sohalariga qarab bir qancha turlarga bo‘linadi. 1. Predmetli modellashtirish. Ko‘p hollarda ob’ekt qanday jismlardan iborat bo‘lsa, uning hislatlarini takrorlaydigan model ham o‘sha materialdan yasaladi. Predmetli modellashtirishning sodda ko‘rinishi ob’ektning kichik hajmdagi maketi bo‘lib, u tadqiqot, ta’lim va madaniy – ma’naviy muassasalarda ilmiy va uslubiy vosita sifatida ishlatiladi. 2. Fizik modellashtirish. Fan va texnikada keng qo‘llanilib, fizik jarayonlar, turli mexanizm va mashinalar, ularning struktura, xossa va funksiyalari modellarda o‘rganiladi, olingan natijalar yangi eksperimental namunalarni loyihalashtirishda tatbiq qilinadi. 3. Mantiqiy modellashtirish. Tafakkurdagi mantiqiy amallarni bajarishga moslashtirilgan mantiqiy modellarni ishlab chiqish tarixi uzoq vaqtga borib taqaladi. R.Lulliy, Leybnits, U.Djevons va boshqalar tafakkur jarayonini modellashtiradigan qurilmalar loyihasi va mexanizmlarini ishlab chiqishgan. Hozir bu turdagi modellashtirish sun’iy intellekt muammolarini o‘rganish doirasida davom ettirilmoqda. 4. Belgili (semiotik) modellashtirish. Bu yerda model simvollar, harflar, chizma, sxema, formula kabi vositalardan tuziladi. Geometrik shakl, algebraik tenglamalar tizimi, matn, mantiqiy sillogizm figuralari tadqiqotda model funksiyasini bajaradi. 5. Matematik modellashtirish. Bir-biridan sifat jihatidan farq qiladigan ob’ektlarda o‘xshash xossalar va funksiyalar mavjud. Masalan, to‘lqin hodisasi, to‘lqinli tarqalish va tebranish tabiat va jamiyatda ko‘p uchraydigan xossalardan biridir. Xususan to‘lqin ko‘rinishiga ega bo‘lgan harakat mexanik, elektrik, suyuqlik xolatlarda, atmosfera va biosferada, iqtisodiy jarayonlarida munatazam namoyon bo‘ladi. Bularni barchasini differensial tenglamalar tizimi yordamida tavsiflash mumkin. Shuningdek, turli ob’ektlarga xos bo‘lgan tebranish hodisasini ham alebraik tenglamalar asosida modellashtirish mumkin. 6. Kibernetika va kompyuter texnologiyasi fanlari doirasida axborotli modellashtirish usuli ishlab chiqildi. Tadqiqotda ob’ekt nusxasi axborotli model («qora yashik») sifatida olib qaraladi. Bunday modelga kirayotgan va undan chiqayotgan axborot nisbati, undagi axborot sig‘imi, axborotni qayta ishlash va uzatish tezligi kabi miqdoriy va funksional hislatlarni tadqiq qilish jarayonida hosil bo‘lgan axborotli natija konkret biologik va ijtimoiy tizimlarni o‘rganishda tatbiq qilinadi. Xususan, makro va mikro iqtisodiyotdagi tovar va axborot harakati qonuniyatlarini axborotli modellashtirish usuli yordamida o‘rganish iqtisodiy faoliyatni optimallashtirish yo‘llarini ishlab chiqish imkoniyatini berdi. 7. Xayoiy (virtual) modellashtirish. Tafakkur kuchi bilan xayoliy eksperiment o‘tkazilganda, tasavvur qilingan obraz-nusxa (atom yoki molekula strukturasi, termodinamikada Karno sikli, jamiyatda ijtimoiy islohotlarni o‘tkazish loyihasi va boshqalar) model rolini o‘ynaydi. Obraz – nusxa tahlil qilinadi, tasavvurda turli sharoitga qo‘yiladi, ta’sirlar, oqibatlar ko‘rib chiqiladi. 8. Kompyuterli modellashtirish. Bunda model funksiyasini dastur bajaradi. Shu bilan birga har qanday dastur model bo‘la olmaydi. Dastur ko‘rinishiga ega bo‘lgan algoritm bo‘yruq yoki yo‘l-yo‘riq beruvchi simvollardan iborat tizimidir. Faqat o‘zida ob’ekt haqida ma’lumotni saqlagan freym va slotdan iborat dastur model bo‘lishi mumkin. Kompyuterli modellashtirish ob’ektning xossa va o‘zgarish parametrlarini aniqlash va bashorat qilish maqsadida amalga oshiriladi. Maxsus dastur turi bo‘lgan ekspertli tizim esa tegishli sohalar va ob’ektlar uchun yaratilgan modellarni baholaydi. Modellashtirish usuli bilishning empirik va nazariy darajalarida o‘tkaziladigan tadqiqotlarda keng tatbiq qilinadi. Xususan, empirik bilish darajasida har qanday murakkab ob’ektning predmetli va hissiy-obrazli modelini ishlab chiqish mumkin. Biologik va tibbiy izlanishlar sohasida olimlar kompyuterli tomograf yordamida organizmdagi genetik va fiziologik jarayonlar modelini ishlab chiqishmoqda, sermahsul tadqiqot ishlarini olib borishmoqda. Ijtimoiy-gumanitar fanlarda ham modellashtirish usuli faol tatbiq qilinmoqda. Psixologik va pedagogika yo‘nalishlarda pedtexnologik va interfaol ta’lim modellari ustida tadqiqot olib borilmoqda. Bu zamonaviy ta’lim texnologiyaliriga o‘tish, ularning takomillashtirilgan modellarini ishlab chiqishda yaqqol namoyon bo‘lmoqda. 3. Matematik va kompyuterli modellashtirish Matematik modellashtirish usulini ishlab chiqilishi va tatbiq qilinishi tadqiqot samaradorligini oshirishga olib keldi. Bir-biridan kelib chiqishi va sifat ko‘rsatkichlari bo‘yicha farq qiladigan ob’ektlarni bir turdagi differensial tenglamalardan tuzilgan matematik model vositasi bilan o‘rganish mumkin bo‘lib qoldi. Tadqiqot matematik modelni ishlab chiqishdan boshlanadi. Ob’ektlar bir-biridan qanchalik farq qilishmasin, ularda mos, o‘xshash hislatlar mavjud. Bu hislatlar parametrlar, qiymatlar va raqamlarda ifodalanadi. O‘z vaqtida Quyosh sistemasi planetalari harkatining mexanik – matematik modeli yaratilgan edi. Keyinchalik bu model kosmik apparatlari harakatini o‘rganishga tatbiq qilindi. Natijada takomillashtirilgan kosmik ballistika modeli ishlab chiqildi. Hozir shu model asosida Yer orbitasiga uchirilgan barcha sun’iy yo‘ldoshlar trayektoriyasi aniqlanadi, raketalarni planeta atrofida uchish muddati bashorat qilinadi. Matematik modelni o‘rganish orqali ob’ektni tadqiq qilish bir qancha evristik qulayliklarga ega. Asosiy vosita matematik apparat, undagi tenglamalar tizimi. Ob’ektning qiziqish o‘yg‘otgan xossasi tafakkur kuchi bilan ajratib olinadi, tadqiqot vazifasi va unga mos keladigan matematik masala belgilanadi. Matematik model va ob’ekt o‘rtasidagi gomomorfik yoki izomorfik darajadagi moslik asosiy matematik masala hisoblanadi. Tuzilgan matematik model to‘lalik, ayniylik, aniqlik va tejamkorlik talablariga javob berishi lozim. L.V.Peregudovning fikricha texnikaviy ob’ektlarni modellashtirish va shu asosda uning optimal parametrlarini belgilash maqsadida tadqiqotchilar matritsa ko‘rinishiga ega bo‘lgan topologik matematik modellardan foydalanadilar. Bunda konstruktorlik va texnologik loyihani kompyuterlashtirishda binar munosabatlar, aralashlik, muvofiqlik va boshqa talablarga javob beradigan modellar keng qo‘llaniladi. Shu kabi matematik modellardan ob’ektlar tuzilishi va xossasalarini, ob’ektlararo aloqalarni tavsiflash, axborot ta’minotini formallashtirish va boshqa amallarni bajarish uchun keng foydalaniladi. Yana bir samarali usul kompyuterli modellashtirishdir. Bu turdagi modellashtirishda matematik modellashtirishga xos bo‘lgan ayrim cheklanish (J.Adamor qoidalari) deyarli yo‘q. Gap shundaki, ko‘p protsessorli kompyuterlarda dasturlar paketi asosida har qanday tizim va undagi jarayonni modellashtirsa bo‘ladi. Bu borada ixtisoslashgan dasturlar tuzish amaliyoti kompyuterli modellashtirishning ijodiy potensialini yanada kengaytirdi. Shaxmat o‘yini, tasviriy san’at, musiqa va hatto poeziya sohalarida dasturiy modellashtirish usulida asarlar yaratildi. Kornegi-Mellan Universiteti aspirantlari «Teran tafakkur» deb nomlangan komptyuterli shaxmat dasturini yaratdilar. Bu dastur shaxmat reytingida oliy kategoriya malakasiga muvofiq keladigan yuqori o‘rinni egalladi. Jahon chempioni Garri Kasparov bilan o‘tkazilgan ikkita matchda «Teran tafakkur» shaxmat dasturi mag‘lub bo‘ldi. Dastur mualliflari Kasparov kompyuterni adashtirishga, xato yo‘l yurishga majbur qilgan holatlarni vujudga keltirdi deb ta’kidladilar. Shunday bo‘lsada shaxmat o‘yini modelini mujassamlantirgan dasturni ishlab chiqishni o‘zi diqqatga sazovvordir. Bir guruh fransuz olimlari AVERROES (ijtimoiy tadqiqotlarda olingan xulosalarni tahlil qilinishi va baholanishi) loyihasini ishlab chiqdilar. Loyiha maqsadi G‘arb O‘rta yer dengizida mavjud bo‘lgan qidimgi yunon dengiz savdosi modelini ishlab chiqish edi. Empirik material sifatida topilgan sopol idish turiga mansub amforalar haqidagi ma’lumotlar dasturga kiritilib tahlil qilindi. Kompyuterli modellashtirishdan olingan bilimlar antik dunyo tarixini konkretlashtiradigan va boyitadigan xulosalar chiqarish imkoniyatini berdi. Kompyuterli modellashtirish yordamida matematik va matematik mantiq sohalarida ham bir qator muhim natijalarga erishildi. Xususan, ko‘p vaqtdan beri o‘z yechimini topa olmagan to‘rtta bo‘yoq topologik muammo hal etildi. Yechim ma’nosini shunday izohlash mumkin. Masalan, geografik haritani olaylik. Tahliliy dasturlash vositasi bilan haritada ifodalangan mamlakatlar chegaralarini farqlaydigan modelni ishlab chiqish uchun kamida 4 xil rangli bo‘yoq kerak ekanligi aniqlandi. Yana bir muammo ob’ektlardagi turli xossa va jarayonlarni ko‘rgazmali model shakliga keltirishdir. Bunda kompyuter grafikasi yordamida ob’ekt xossalarini ko‘rgazmali modellarda ifodalash, modellarni har qanday kombinatsiyasini tuzish va tahlil qilish mumkin. Mutaxassislarning ta’kidlashlariga hozir zamon ilmiy tadqiqot natijalarini ko‘p holda matn shaklida modellashtirib bo‘lmaydi. DNKdagi kodonlarning ketma-ketligi, molekula modeli, tomografda ishlangan tasvirlar, inson miyasi haritasi, samolyotni yasama (imtitatsion modelda) uchishini amalga oshirish, suyuqliklar oqimi modeli – bularni hammasini maxsus dastur asosida kompyuterli modellashtirish usuli yordamida tashkil qilish mumkin. Shunday qilib hozirgi zamon fanda o‘zining universalligi, samaradorligi va oqilonaligi tufayli tabiiy, texnik va ijtimoiy-gumanitar izlanishlar sohasida olib borilayotgan tadqiqotlarda modellashtirish usuli keng qo‘llanilayotgan umumilmiy usullardan biriga aylandi. Yana bir marta qaytaramiz! 1. Tatbiq qilish ko‘lamiga qarab modellashtirish umumilmiy usullar qatoriga kiradi. 2. Modellashtirishda ob’ekt bevosita emas, balki model orqali bilvosita o‘rganiladi. 3. Unsuri va tarkibiga qarab model moddiy, ideal va belgili (simvolik) bo‘lishi mumkin. 4. Model ob’ektning o‘rindosh bo‘lib, unga nisbatan nusxa ko‘rinishiga ega bo‘ladi. 5. Model va ob’ekt o‘rtasida gomomorfik va izomorfik munosabat, moslik bo‘lishi mumkin. 6. Tadqiqotda modeldan foydalanishni ikkita yo‘nalishi mavjud: 1) ob’ektdan – modelga; 2) modeldan – ob’ektga (oldin model quriladi, u tadqiq qilingandan keyin ob’ekt – mahsulot ishlab chiqariladi). 7. Modellashtirish – model orqali ob’ektni o‘rganish, uning xossalari va funksiyalarini bashorat qilish usulidir. 8. Modellashtirish usuli yordamida real, mumkin bo‘lgan va virtual hislatga ega bo‘lgan har qanday ob’ekt xossalari va funksiyaari tadqiq qilinadi. Bu bilan modellashtirish usuli o‘zining universal, umumilmiy usul ekanligini namoyon etadi. 9. Modellashtirishning asosiy turlari: predmetli, fizik, mantiqiy, matematik, axborotli, xayoliy va kompyuterli modellashtirish usullari. 10. Matematik modellashtirishda asosiy «quruvchi material» differensial va integrodifferensial tenglamalar, topologik shakllardir. 11. Matematik modellashtirishda bir-biridan farq qiladigan tabiiy va sun’iy ob’ktlarni bir turdagi tenglamalar bilan tavsiflash va tadqiq qilish mumkin. 12. Komptyuterli modellashtirishning qulay va afzal tomoni shundan iboratki, ko‘p protsessorli kompyuterlar tizimi va dastur paketlari yordamida har qanday murakkab ob’ektning grafik yoki animatsiyali modelini tuzish va o‘rganish mumkin. 13. AQShda ishlab chiqilgan «Teran tafakkur» dasturi bilan jahon chempioni G.Kasparov o‘rtasidagi o‘yin kompyuterli modellashtirishni cheklanmagan imkoniyatlarini namoyish qildi. 1. Analiz va sintez Empirik bilish darajasida ob’ektning kuzatsa bo‘ladigan xossa yoki belgilarini, unda sodir bo‘layotgan o‘zgarishlarni bevosita yoki asboblar yordamida aniqlaymiz, tavsifini beramiz. Shundan keyin tadqiqotchida savol tug‘iladi: kuzatilgan belgi,xossa qayerdan paydo bo‘ldi, u yoki bu o‘zgarishni keltirib chiqaradigan sabab nima? Savolga javob berish uchun ob’ektning sifati yoki me’yoriy qiymatlarini belgilab beradigan xususiyatlarini ko‘rib chiqish kerak. Bu xususiyatlar esa ob’ektning har doim kuzatib bo‘lmaydigan aloqalar,bog‘lanishlar va ta’sirlar bilan belgilanadi. Bularni fikrda aniqlash va tahlil qilsa bo‘ladi, natijada idrok qilib bo‘lmaydigan xossalarni, qonuniyatlarni ochish mumkin. Shu tarzda atomdagi elektronning yadro atrofida aylanish orbitasi mavjud ekanligi aniqlangan. Bu nazariy fikrlash, tadqiqot,faktlarni tahlil qilish natijasidir. Nazariy tadqiqotda ob’ektning sifati va xususiyatini belgilab beradigan sabab undagi unsurlarning xossalarida, ular o‘rtasidagi bog‘lanishlarda izlanadi. Ongda xossalar va bog‘lanishlarning obrazlari shakllantiriladi, tahlil qilinadi, tadqiqotchi yangi xulosaga keladi , oldin ma’lum bo‘lmagan xossa yoki qonuniyat kashf qilinadi. Shunday natijaga olib keladigan usullardan biri analiz va sintezdir. Tahliliy tadqiqotning yakuniy bosqichida izlanuvchilar qism va unsurlar, ular o‘rtasidagi bog‘lanishlarni in’ikos etgan obraz va tushunchalardan tashkil topgan bilimni umumlashtiradilar, aqliy sintezni amalga oshirib yangi tushuncha hosil qiladilar. Demak, har qanday analiz umumlashtirish, mantiqiy sintez bilan bog‘liqda olib boriladi. Analiz (yunon. analysis – ajratish, parchalash, farqiga borish) amalda yoki fikran ob’ektni qismlarga (unsurlarga) bo‘lish va ularni har birini alohida-alohida o‘rganish usulidir. Qismlarning belgilari va parametrlari, ular o‘rtasidagi bog‘lanishni tahlil qilish, undan keyin tahliliy materialni umumlashtirish ob’ektning xossalari, ularni mavjud qiladigan sabab va qonuniyatlarni kashf qilishga olib keladi. Atom borlig‘ini belgilaydigan hislat uning strukturasi va statsionar barqarorligidir. Lekin, laboratoriyada olib boriladigan eksperimental izlanishlarda bu xossalarni bevosita kuzatib bo‘lmaydi. Shu bois, tadqiqotchilar atom strukturasiga kirgan unsurlarni (elektron, yadro, elektromagnit maydoni va boshqalarni) alohida-alohida o‘rganadilar, tahlil (analiz) qiladilar, ularni aks ettiradigan obrazlar va tushunchalar ongda shakllanadi. Tadqiqot bu bilan tugamaydi. Navbat umumlashtirishga (sintezga) keladi. Fizika tarixidan ma’lumki, olingan tahliliy natijalarni N.Bor umumlashtirdi, xayoliy eksperiment o‘tkazdi, natijada atom strukturasi modelini ishlab chiqdi. Empirik bilish darajasidagi analizda konkret xossalar va qiymatlar haqida fakt, tavsif, obraz hosil bo‘ladi. Modda turkumiga kirgan mineral empirik tahlil ob’ekti bo‘lganida, uning fizik va ximiy xossalari-rangi, strukturasi, zichligi, qattiqligi, magnit va elektr xossalari aniqlanadi. Moddani nazariy tadqiqot darajasida tahlil qilish struktura, atom, molekula, birikma kabi tushunchalarni shakllanishiga olib keladi. O‘z navbatida tushunchalar ham nazariy va metodologik tahlil predmetiga aylanishi mumkin. Analiz qilingan predmetlarni taqqoslash, birlashtirish va umumlashtirish tafakkurda sintez amalini bajarilishiga olib keladi. Sintezda tahliliy tadqiqot jarayonida olingan faktlar, materiallar, tasavvurlar umumiyroq xossa yoki qonuniyatni ifodalashlariga qarab mazmunan birlashtiriladi, natijada o‘rganilayotgan predmet xususida bir-butun g‘oya, tushuncha, nazariya xoksil bo‘ladi. Mazkur tavsifdan kelib chiqib sintez tushunchasini quyigicha ta’riflash mumkin: sintez-predmetni amalda yoki fikrda qismlarga bo‘lib tahlil qilish jarayonida hosil bo‘lgan faktlar, ma’lumotlar va tasavvurlarni bir-biriga bog‘lab bir butun mazmunga ega bo‘lgan g‘oya, tushuncha va nazariyani ishlab chiqish usulidir. Irsiyat muammosi bilan shug‘ullangan avstriyalik olim va ruxoniy G.Mendel (1822- 1884) 1865 yilda irsiy qobiliyatning diskret (bulak-bulak) birligi borligini aniqladi. Olim irsiy belgilarni avloddan avlodga berilishi yo‘llarini taxlil qilib shu kashfiyotga keldi. 1909 yilda Iogansen irsiy belgilarni berilishiga doir tahliliy materiallarni umumlashtirib, bir-butun mazmunga ega bo‘lgan gen tushunchasini fanga kiritdi. O‘tgan asrni o‘rtalarida molekulalar genetika yo‘nalishi doirasida genning strukturasi va tarkibiy qismlari tahlil qilindi. Olingan natijalarni umumlashtirish jarayonida DNK, RNK, KODON kabi irsiyat birliklarini ifodalaydigan tushunchalar va ayniqsa, nazariy va amaliy ahamiyatga ega bo‘lgan irsiyat mexanizmi modeli ishlab chiqildi. Demak, irsiyat muammosi yo‘nalishida o‘tkazilgan tadqiqotlarda analiz va sintez usullari navbatma-navbat qo‘llanildi. Xususan: 1) ob’ektni tarkibi va strukturasini o‘rganishda analiz; 2) tavsiflangan qism va unsurlarda o‘xshash, umumiy xossalarni o‘rganishda, mazmunan bir butun bo‘lgan tushuncha va g‘oyalarni ishlab chiqishda sintez ustuvor rol o‘ynaydi. 2. Analogiya va gipotetik usul Analogiya (yun. anologiya – moslik, o‘xshashlik) bilvosita mulohaza yuritish va xulosa chiqarish usulidir. Analogiya bo‘yicha tadqiq qilishda xossa, struktura va munosabatlarda mavjud bo‘lgan o‘xshashlikka e’tibor qaratiladi. Usuldan foydalanish quyidagicha sodir bo‘ladi: bir ob’ekt (A) xossalarini o‘rganishdan hosil bo‘lgan bilim o‘sha turdagi ikkinchi ob’ektni (V) bilish muammosi doirasiga o‘tkaziladi va shu bilan ob’ekt (V) o‘rganilgan hisoblanadi. Masalan, Tyan-Shan tizmasi, uning stratigrafiyasi, geomorfologiyasi va geologik davrlari haqida har jihatdan asoslangan bilimga egamiz. Fan tog‘ tizmasi esa yetarli darajada o‘rganilmagan ob’ektdir. Bunda biz Tyan-Shan tog‘ tizmasiga doir bilimlarimizni analogiya bo‘yicha fikrlashga asoslanib va ekspiditsiya uchun katta harajat qilmasdan Fan tog‘ tizmasini o‘rganish muammosi doirasiga kiritamiz, shu tog‘ tizimi haqida bilimga ega bo‘lamiz. Bunday analogiyani sxemasi quyidagicha: Tyan-Shan tog‘ tizmasi, a, v, c, d, ye, f hislatlarga ega. Fan tog‘ tizmasi a, v, s, d hislatlarga ega Fan tog‘ tizmasi ye, f hislatlarga ega bo‘lishi mumkin. Analogiya bo‘yicha tadqiqot o‘tkazishni 3 ta turi mavjud: 1) xossalar bo‘yicha analogiya; 2) strukturalar bo‘yicha analogiya 3) munosabatlar bo‘yicha analogiya Xossalar bo‘yicha analogiya o‘tkazilganda bir turdagi ikki predmet o‘xshash yoki aynan belgilarga ega bo‘lishi kerak degan g‘oya, faraz olg‘a suriladi. Astronomlar bir turdagi sayyoralar tizimiga kiruvchi osmon jismlarida o‘xshash unsurlar mavjud deb, Quyoshda topilgan yangi element-geliy Yerda ham bo‘lsa kerak degan xulosaga kelishgan. Ko‘p o‘tmay bu xulosani chinligi tasdiqlandi. Yerda geliy elementi topildi. Strukturalar (S) va munosabatlar (M) xususida analogiya usuliga tayanib tadqiqot o‘tkazishda ob’ektlarda mavjud bo‘lgan o‘xshash yoki aynan S va Mlar taqqoslanadi, olingan natija bo‘yicha xulosa qilinadi. Aniqlik jihatdan qat’iy, qat’iy bo‘lmagan va yanglish (yolg‘on) analogiyalar farqlanadi. Qat’iy analogiya ishonchli, qat’iy bo‘lmagan analogiya ehtimolli, yanglish analogiya nochin xulosa beradi. Qat’iy analogiya modellashtirish usuliga asoslangan tadqiqotlarda, bir qator matematik, tabiiy va texnik ilmiy yo‘nalishlarda qo‘llaniladi. Ijtimoiy-gumanitar fanlarda qo‘llaniladigan qat’iy bo‘lmagan analogiya usuli ehtimolli hislatga ega bo‘lgan bilim beradi. Yanglish analogiyadan ko‘rib chiqilayotigan masala mohiyatini tushunmagan paytda yoki muxolif tomonni adashtirish maqsadida foydalanadilar. XIX asrni oxirida vujudga kelgan sotsial-darvinizm ta’limotida biologik evolyutsiya va jamiyatni rivojlanishi o‘rtasida analogiya (o‘xshash tomonlari qayd qilish) o‘tkazilib, ijtimoiy taraqqiyotni harakatlantiruvchi kuchi hayot uchun kurash va tabiiy tanlanishdir degan nochin g‘oya olg‘a surildi.Hayvonot olamida bo‘lmagan,lekin jamiyat taraqqiyotida hal qiluvchi rol o‘ynaydigan omillar va qonuniyatlar mavjudligi inobatga olinmadi. Analogiyani ishlatganda quyidagi qoidalarga rioya qilish kerak: 1) taqqoslanayotgan predmetlarning imkoni boricha ko‘proq o‘xshash xossalarini aniqlab olish; 2) taqqoslanayotgan predmetlarning muhim bo‘lgan o‘xshash belgilarini ajratib olish va ko‘rib chiqish; 3) taqqoslanayotgan predmetlardagi belgilar o‘zaro uzviy aloqada bo‘lishi lozim. Asl ob’ekt bo‘lgan «I» predmetni a belgisi b, v, g, d belgilari bilan uzviy bog‘langan. Asl ob’ekt bilan taqqoslanayotgan «K» predmetdagi o‘xshash a belgi ham shu predmetdagi b, v, g, d belgilar bilan aloqada bo‘lishi kerak; 4) O‘zaro taqqoslanayotgan predmetlarning farq qiluvchi belgilari mumkin qadar oz bo‘lishi shart. Agar taqqoslanayotgan «I» va «K» predmetlardagi zaruriy belgilar bir-biridan farq qilishsa, «K» predmetga nisbatan qilingan xulosa xato chiqadi. Sotsialdarvinizm ta’limotida shunday xatolik yo‘l quyilgan. Yuqorida qayd etilgan qoidalarga rioya qilish analogiya bo‘yicha mulohaza yuritish va xulosa chiqarishni chinlik, ishonchli bo‘lish darajasini oshiradi. Rus olimi M.V.Lomonosov aytgan ediki, analogiyalar isbotlamaydi, balki aniqlangan narsani asoslaydi. Shu bilan birga, analogiya ilmiy farazga turtki beradi, yangi fikrni paydo bo‘lishiga yordam beradi, to‘g‘ri chiqqan holda ko‘p kuch va sarf-harakajatni tejaydi. Gipotetik usul. Bu usul o‘rganilayotgan ob’ektning xossalari xususida faraz, taxmin qilishga asoslangan. Gipoteza (yun.hupothesis-asos, faraz)-biron-bir xodisa yoki uning sababi haqida taxminiy fikr bo‘lib, uni hozirgi bilim va amaliyot darajasida tekshirib, isbotlab bo‘lmaydi, lekin ma’lum ehtimollik bilan tushuntirib berish qobiliyatiga ega. Gipotezani ishlab chiqishda analogiya, to‘liqsiz induksiya, umumlashtirish, ehtimoliy sillogizm va boshqa usullardan foydalanadilar. Qanday hollarda gipoteza qurish ehtiyoji paydo bo‘ladi? 1. Xodisa sababini aniqlash uchun faktlar yetarli emas, lekin uni tushuntirib berish zaruriyati bor. Bunday holatda ishchi gipoteza olg‘a suriladi. 2. Tadqiqot ob’ekti va unga doir bilimda nomuayanlik darajasi katta, gipoteza esa dastlabki yondashuv sifatida muammo va izlanish yo‘nalishiga ma’no beradi, faraz negizida yotgan g‘oyani asoslashga qaratilgan harakatni faollashtiradi. 3. faktlarga asos bo‘lgan xodisa yoki xossalar tajribada bevosita namoyon bo‘lmaydi, lekin ulardan kelib chiqqan ayrim belgilarni o‘rganib gipoteza ishlab chiqish imkoniyati mavjud. Fan va amaliyotda muntazam ravishda faktlar ochiladi, ular mavjud tasavvurlar, nazariyalar doirasida tushuntiriladi. Lekin, shunday yangi hodisalar kuzatiladiki,ularni bironbir nazariya doirasida tushuntirib bo‘lmaydi. Bunday vaziyatda tadqiqotchi xodisani namoyon etgan sabab xususida ilmiy gipotezani ishlab chiqadi. Tushuntirishni ko‘lamiga qarab gipoteza umumiy, juz’iy va yakka bo‘lishi mumkin. Umumiy gipoteza nihoyatda keng miqyosda namoyon bo‘ladigan narsa va xodisalarni tushuntirish uchun ishlab chiqilgan farazdir. Masalan, Demokritning barcha narsalar eng kichik, bo‘linmas atomlardan tuzilganigi haqidagi farazi. Faqat XIX asrga kelib ingliz ximigi va fizigi Djon Dalton (1766-1844) ayrim elementlarning atom og‘irligini eksperimental tadqiqotda aniqladi, kimyoviy atomizm ta’limotini yaratdi. Juz’iy gipoteza ma’lum guruhga oid ob’ektlar sababi, qonuniyatlarini tushuntiradigan farazdir. Aytaylik, irsiyat birligi bo‘lgan genni kelib chiqishini tushuntiradigan nazariya hanuz ishlab chiqilgani yo‘q. AQSH olimi G.Kastler genni vujudga keltirgan boshlang‘ich sabab-ipsimon informatsion makromolekulalar bo‘lishi kerak degan gipotezani olg‘a surdi. Sotsiobiologlar (E.Uilson, I Lamsden va boshqalar) insonga xos xatti-harakatlarni tomiri xayvonlarga borib taqalishi haqidagi farazni ishlab chiqishgan. Yakka gipoteza – bu alohida hodisa yoki faktlarni tushuntiradigan ilmiy farazdir. Taxmin qilinishicha 1908 yil 30 iyunda Sharqiy Sibirga tushgan Tungus meteoriti katta bo‘lmagan kometaning yadrosidir. Urilishdan hosil bo‘lgan zarba to‘lqini 2000 km2 maydonni vayron qilib tashlagan, lekin bironta ham meteorit bo‘lagi topilmagan. Fanda bir xodisa mohiyatini tushuntirishga da’vo qiladigan, bir-biri bilan raqobatda bo‘lgan gipotezalar ham yaratilishi mumkin. XVI asrda nurning fizik tabiatini tushuntirishga qaratilgan ikkita gipoteza – korpuskulyar (I.Nyuton) va to‘lqinli (Gyuygens) mohiyati haqidagi ilmiy faraz yaratildi. Ikki asr davomida u yoki bu gipoteza navbatma-navbat g‘alaba qozonib turdi. XX asr boshlarida (1924) fransuz fizigi Lui de-Broyl nur tabiatini tushuntirish uchun asos bo‘lgan tqlqin-zarracha dualizmi ta’limotini ishlab chiqdi, oldin ishlab chiqilgan ikki yondashuv sintezini amalga oshirdi. Gipotezani tasdiqlaydigan tadqiqot vositalari va natijalari bevosita va bilvosita bo‘ladi. Xususan, sabab bo‘lib xizmat qilgan xodisani kashf qilish (masalan, Neptun planetasini kashf etilishi) ilmiy farazni bevosita tasdiqlashga kiradi. 3. Formallashtirish usuli Ob’ektdagi xossalar, miqdoriy qiymatlar va strukturaviy shakllarni simvollar (belgilar) bilan ifodalab, shu simvollar bilan ishlash, ular orqali ma’lum tuzilish, munosabat va modellarni tadqiq qilish mumkin. Simvollar, ularning tuzilmalari bilan ob’ektni xossalari va tomonlarini ifodalab, keyin faqat shu simvollar bilan ishlash formallashtirish usulini tashkil qilaid. Simvollar qatori tartiblashtirilganda shakl hosil bo‘ladi. Predmetda mazmunni bildiradigan unsurlar mavjud bo‘ladi. Shakl tuzilganda unsurlar simvollar bilan almashtiriladi. Shu tarzda mazmunni ifodalaydigan formulalar, tenglamalar, belgilardan tuzilgan shakllar ishlab chiqiladi. Formallashtirish usulidan foydalanish asosida barqaror xolatda turgan mazmundan ajratib olingan shaklni simvollarda belgilash, simvollar tizimida berilgan matematik, lingvistik va shakliy ifodalar bilan ishlash yotadi. Mazmun o‘zgargan taqdirda tizimga yangi simvollar kiritiladi, tadqiqot davom etadi. Formallashtirishning birinchi tarixiy ko‘rinishi matematik ifodalarni qo‘llashda, matematik amallarni bajarishda namoyon bo‘ldi. Formallashtirish usulidan foydalanishda, qayd qilinganidek, simvollar tuzilmasidan iborat bo‘lgan shakliy tizim ishlatiladi. Mantiqda qo‘llaniladigan sillogistik figuralar (masalan, ), matematikada ifodalash vositasi bo‘lgan differensial tenglamalar, strukturaviy lingvistikada tilning simvolik modeli, kompyuter texnologiyasida algoritm va dasturlar shakliy tizimlar namunasini bildiradi. Tadqiqot ob’ektini ifodalaydigan (yoki modellashtiradigan) shakliy tizimni ishlab chiqish uchun quyidagilarga e’tibor berish kerak: 1) ma’lum belgilardan iborat bo‘lgan alfavitni tuzish; 2) belgilardan «so‘zlar» va «formulalar» tuzish uchun qoidalar ishlab chiqish; 3) bir turdagi ifoda va formullardan boshqa ifodalar va formulalarga o‘tish imkoniyatini beradigan qoidalarni ishlab chiqish Keng tatbiq qilish sohasiga ega bo‘lgan formallashtirishni turi mantiqiy formallashtirish bo‘lib, bu usul tafakkur mazmunini mantiqiy shakllarida ifodalash imkoniyatini beradi. Sun’iy til va sun’iy intellekt mantiqiy shaklni namoyon bo‘lishidir. Tafakkurni modellashtirish, uning bir ko‘rinishi bo‘lgan ekspertlar tizimini tuzish formallashtirish usulini nihoyatda samarali tatbiq qilingan sohasi hisoblanadi. To‘g‘ri, formallashtirish usulidan foydalanish mutloq mazmunni to‘la qamrab olish imkoniyatiga ega emas. Buni sotsiologiyada shakliy maktab namoyondalari olib borgan tadqiqotlarda ko‘rish mumkin. Mazkur yo‘nalish doirasida xukmdorlik va boshqa ijtimoiy jarayonlarni formallashtirish ishi olib borildi. Lekin, bunday faoliyat qayd qilsa bo‘ladigan natijaga olib kelmadi. Dinamik ijtimoiy jarayonlar bilan sof shakllar o‘rtasidagi farqni, ziddiyatni bartaraf qilib bo‘lmaydi. Shakliy sotsiologiyani ishlab chiqish loyihasi amalga oshmadi. Formallashtirish usulidan foydalanish sohasida uchrab turadigan ayrim kamchiliklarga qaramasdan uning umumilmiy samarasi va ijodiy imkoniyati shubha o‘yg‘otmaydigan faktdir. 4. Mavhumlashtirish va umumlashtirish usuli Nazariy tadqiqotning vazifalaridan biri izlanish ob’ekti xossalari va qonuniyatlarini aks ettiradigan tushuncha, tamoyil va kategoriyalarni (eng umumiy tushunchalar) ishlab chiqishdir. Bular tadqiqotning konseptual vositalaridir, yanada kengroq ma’noda aytadigan bo‘lsak ilmiy shakllaridir. Tadqiqot uchun zarur bo‘lgan tushunchalarni hosil qilish, shakllantirish, ularni mazmunini boyitishida mavhumlashtirish va umumlashtirish usullari katta rol o‘ynaydi. Tadqiqot ob’ekti, uning xossalarini o‘rganish zaruriyati tug‘ilganda, biz xossalarini namoyon etuchi xolatlar va belgilarni tahlil qilamiz, ularning mazmunini o‘zida mujassamlantiradigan tushunchalar hosil qilamiz. Bu bilan biz ob’ektning o‘rganilgan xossalarini fikrda ajratib olamiz, tushunchalarda ifodalaymiz, keyinchalik empirik materiallarni tahlil qilishda shu tushunchalardan foydalanamiz. Ruhiyatshunoslikda «faoliyat» tushunchasini hosil bo‘lishini ko‘rib chiqaylik. Hayovonlarda hatti-harakat mavjud. Inson faolligi shunchaki hatti-harakat emas. Nima uchun? Psixologlar inson faolligini o‘rganishlar ekan, uni hayvonning hatti-hakarakatidan farq qiladigan belgi va hislatlarga e’tibor beradilar; a) muhitga bo‘lgan munosabat: b) moddiy va ma’naviy ehtiyojni paydo bo‘lishi; v) predmetga bo‘lgan munosabatni ifodalaydigan manfaatni mavjudligi; g) faollikni anglatilgan yoki rejalashtirilgan maqsadga qaratilganligi; d) maqsadga muvofiq ravishda narsani, predmetni o‘zgartirish; ye) ehtiyoj va manfaatni qondirishga qaratilgan sun’iy predmetlarni yaratish. Psixolog faollikning mana shu ajratib olingan qirralari haqida tasavvurlar hosil qiladi, tasavvurlarni ongida, tafakkurida bir-biriga bog‘lab «faoliyat» tushunchasini hosil qiladi, ta’riflaydi. Shunday qilib, psixolog inson hayoti asosida turgan faollikning belgi va hislatlarini fikrda ajratib oldi, tadqiqot jarayonida ular haqida tasavvurlar vujudga keladi, tasavvurlarni umumlashtirish esa «faoliyat» tushunchasini hosil bo‘lishiga olib keldi. Mavhumlashtirish usulidan ikki yo‘nalishda foydalanish mumkin: 1. O‘rganilayotgan ob’ekt xossalarini fikrda ajratib olish, tahlil qilish, tushunchalarda ifodalash. Bu yerda ob’ekt empirik tavsiflashga qaraganda chuqurroq tadqiq qilinadi, sababiy asos, tamoyil, qonuniyat ochiladi. Adabiyotshunoslikda – g‘oyaviylik, ijodiyot erkinligi, vorislik, realizm, fizikada – kuch, massa, energiya, inersiya tushunchalari shu tarzda shakllangan. 2. Idealizatsiyalashtirish. Bu amalni bajarishda ob’ektning biron-bir tomonini o‘rganishga yordam beradigan, namuna rolini o‘ynaydigan tushuncha ishlab chiqiladi. Hosil bo‘lgan tushuncha ob’ektni aniq aks ettirishi shart emas, uni real hossani tushunishga tatbiq qiladilar, qimmatli ma’lumot oladilar. Ma’naviyatshunoslikda komil inson, muruvvat, metin iroda, adabiyotshunoslikda garmoniya, badiiy obraz, estetik ideal, ideal qahramon (Farhod obrazi), fizikada moddiy nuqta, karno sikli, ideal gaz, mashinani ideal foydasi kabi tushunchalarni hosil qilish, tadqiqotda ulardan foydaoanish shundan dalolat beradi. Umumlashtirish. Umumlashtirish mavhumlashtirishning yuqoriroq pog‘onasiga utishni bildirib, unda narsa va hodisalardagi o‘xshash, ular uchun umumiy bo‘lgan belgi va tomonlar haqida obraz va tasavvurlar hosil qilindi, tafakkurda ular birlashtirilib, umumiy mazmunga ega bo‘lgan tushuncha ishlab chiqiladi. Shu bois tushunchani ma’lum belgilar guruhini o‘zini mazmunida umumlashtiradigan ilmiy bilish shakli, deb izohlash mumkin. Ob’ektlardagi xossa va tomonlarni oldin tahlil qilib, keyinchalik tasavvurlar, to‘plangan faktlar va materiallarni umumlashtirish jarayonida nafaqat tushunchalar, balki tamoyillar, g‘oyalar, nazariyalar ishlab chiqiladi. Kimyoviy izlanishlarda bir xil mikrozarrachalarni atomidan tashkil topgan, mustaqil mavjudligi, tarkibida ma’lum miqdorda atom yadrosi va elektronlarni bo‘lishi kabi xolatlarni tahlil qilinishi va umumlashtirilishi molekula tushunchasini shakllanishiga sabab bo‘ldi.
http://fayllar.org