Giáo trình Cơ sở phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục (Phần 2)

Nội dung text: Giáo trình Cơ sở phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục (Phần 2)

1. Chương V VẤN ĐỀ KHOA HỌC I. Khái niệm về vấn đề khoa học Vấn đề khoa học ( scientific problem ) hay còn gọi là vấn đề nghiên cứu ( research problem ), hoặc nói cách khác đó là những vấn đề nêu lên bằng cách trả lời cho “câu hỏi nghiên cứu” ( research question ). Câu hỏi này có mục đích định hướng những vấn đề đặt ra để cho người nghiên cứu giải quyết. Tìm hướng giải quyết vấn đề khoa học mà người nghiên cứu quan tâm, đồng thời để phát triển tri thức khoa học ở trình độ cao hơn. Bắt đầu cho việc nghiên cứu, các nhà khoa học phải cân nhắc xác định hướng thâm nhập, nghĩa là phải đưa ra được “vấn đề nghiên cứu”. Chức năng của khoa học là biết phát hiện ra các khách thể nghiên cứu. Từ nhu cầu bức thiết của sự nhận thức, người quan sát nghiên cứu sẽ đặt vấn đề khoa học như là đối tượng quan tâm của mình – Đó chính là vấn đề nghiên cứu, “vấn đề khoa học”. Trong thực tiễn của việc nghiên cứu lãnh vực khoa học tự nhiên cũng như khoa học về xã hội cho thấy để giải quyết vấn đề, không phải lúc nào cũng thuận lợi hay suông sẻ, mà vấn đề nghiên cứu luôn luôn gặp phải những khó khăn khách quan cản trở. Những trở lực đó có thể là những yếu tố, tình huống ngẫu nhiên xảy đến, đôi khi cũng có thể là điều chủ quan của người nghiên cứu − Vì trong bản thân vấn đề đã chứa đựng nhiều mâu thuẫn khoa học. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề quá lo lắng, vì theo nhà Vật lý Werner Heisenberg : “ khi vấn đề được đặt ra một cách đúng đắn, thì có nghĩa là nó thực hiện giải quyết được quá một nửa phần công việc đi rồi”. Thực vậy, trong thực tiễn của việc nghiên cứu khoa học, khi có vấn đề là có sự trở ngại, khó khăn trong quá trình nhận thức. Tư duy con người chỉ hoạt động sáng tạo khi gặp phải khó khăn, khi đụng phải vấn đề cần giải quyết. Hoặc theo nhận xét của GS. Hoàng Ngọc Hiến thì: “Bất kỳ vấn đề nào thực tiễn và nhận thức của con người đặt ra cũng có thể trở thành vấn đề nghiên cứu khoa học (xuất phát từ sự nhận thức)”. Theo logic khoa học, để triển khai một đề tài nghiên cứu cần phải tiến hành các bước 66
2. theo một trình tự xác định (như đã trình bày ở chương trước). Tuy nhiên, bước phát hiện được vấn đề nghiên cứu là một khâu rất quan trọng trong quá trình phát triển nhận thức. Để có thể phát hiện, nêu ra được một vấn đề nào đó cần nghiên cứu (phải có sự phát triển hoặc phải có cái mới), thì đây cũng là việc làm không dễ dàng gì đối với nhiều người chưa có kinh nghiệm. Chẳng hạn như đối với các bạn trẻ sinh viên, học viên cao học, thậm chí ngay cả đối với những người đang là nghiên cứu sinh. Nguyên nhân của những khó khăn, trở ngại như đã trình bày ở trên là: - Vì mục đích là làm sao để phát hiện được vấn đề đặt ra cho việc nghiên cứu trong một lĩnh vực khoa học (hay một khía cạnh của đối tượng trong một bộ môn khoa học). Để đáp ứng được yêu cầu, đòi hỏi người nghiên cứu phải có nhận thức, tri thức khoa học đầy đủ mang tính tổng quan về cùng lĩnh vực nghiên cứu của thế giới và ở trong nước. - Người nghiên cứu phải chọn lựa cho được vấn đề nghiên cứu có tính khả thi − điều này không phải ai cũng dễ dàng làm được việc đó. Do vậy, muốn vấn đề khoa học đạt được kết quả mong muốn, ta phải đặt cho vấn đề cần quan tâm với hàng loại câu hỏi, nói cách khác nghĩa là vấn đề luôn luôn được trình bày dưới dạng những “câu nghi vấn”. Và người nghiên cứu tìm cách trả lời hợp lý để giải quyết vấn đề đặt ra. Nếu một vấn đề khoa học nào đó có ý nghĩa thật sự quan trọng và bức thiết, thì người nghiên cứu sẽ chấp nhận vấn đề nghiên cứu đó làm đối tượng nghiên cứu khoa học của mình. Nhà nghiên cứu được xem là chủ thể, còn vấn đề khoa học được xem như là đối tượng của nghiên cứu. Sự hoạt động khoa học hình thành do mối tương tác qua lại giữa chủ thể và đối tượng được như mô tả theo mô hình dưới đây (hình 4). Nhà nghiên cứu Vấn đề khoa học Chủ thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Hình 4: Mối tương tác giữa người NC và vấn đề KH. 67
3. Sự tác động của chủ thể vào vấn đề khoa học, có thể được giải quyết bằng nhiều phương pháp, cũng như có nhiều cách lập luận khác nhau. Tuy nhiên trong Vật lý học thì theo G.Lemeignan & Weil Barais (1993) đã đưa ra hai cách thức lập luận thường gặp để giải quyết các vấn đề khoa học. Đó là nhận thức theo lối lập luận “tự phát ” và cách đặt vấn đề cũng như phương thức lập luận để giải quyết vấn đề theo các khoa học tự nhiên nói chung hoặc các nhà Vật lý nói riêng được G.Lemeignan & Weil Barais mô tả như sơ đồ dưới đây (hình 5) (∗). LẬP LUẬN TỰ PHÁT Đặc tính chức năng Hiệu quả Quan h ệ nhân qu ả LẬP LUẬN CỦA NHÀ VẬT LÝ Điều nghiệm th ấy Phán đoán Mô hình hoá Tính toán Bi ểu di ễn Hình 5: So sánh hai cách lập luận về vấn đề Vật lý (Theo G.Lemeignan&Weil Barais – Paris, Hachette Education, 1993) II. Phương pháp phát hiện vấn đề khoa học Vấn đề khoa học (vấn đề nghiên cứu) là những điều chưa biết đến hoặc biết một cách chưa chắc chắn lắm hoặc chưa đầy đủ về bản chất sự vật. Sự vật đó chính là các hiện tượng cần được làm sáng tỏ trong quá trình tiến hành hoạt động nghiên cứu. Bởi vì nghiên cứu khoa học là sự tìm tòi, khám phá quy luật bản chất sự vật, giải thích ∗ ( ) G.Lemeignan & Weil Barais. - Paris: Hachette Education , 1993. 68
4. hiện tượng hoặc sáng tạo ra những giải pháp mới nhằm mục đích cải tạo thế giới. Do đó, trong mọi trường hợp nghiên cứu khoa học đều nhằm vào những điều chưa biết (một quy luật chưa được khám phá, một giải pháp chưa được sáng tạo, một hình mẫu chưa được kiểm chứng.v.v ). Sự phát triển khoa học đòi hỏi không những phải đưa ra được phương pháp mới, mà còn phải có tổ chức mới nữa. Những hoạt động khoa học đơn lẻ không còn đủ sức giải quyết những vấn đề phức tạp của khoa học trong bước phát triển mới. Do đó, để phát hiện và giải quyết các vấn đề khoa học đặt ra thì cần phải tổ chức nghiên cứu như một hoạt động tập thể và phải được nhà nước tài trợ về các phương diện. Phát hiện vấn đề khoa học là việc đặt câu hỏi cho vấn đề mình đang quan tâm, nghĩa là tìm lời giải đáp việc: “Cần nghiên cứu gì ?” Nói tóm lại, thực chất của việc phát hiện vấn đề khoa học đưa ra là ta đã nêu lên hàng loạt câu hỏi để làm cơ sở cho việc tìm kiếm những câu trả lời thỏa đáng để giải quyết vấn đề. Lời giải đáp cho tri thức mới phải hoàn toàn nhờ vào hoạt động nghiên cứu khoa học. Thông thường, có thể sử dụng các phương pháp sau đây để phát hiện vấn đề khoa học: 1. Phát hiện mặt mạnh, mặt yếu trong nghiên cứu của đồng nghiệp. Để có thể thực hiện được phương pháp này, trước hết bản thân người nghiên cứu phải có nhận thức đầy đủ, có tri thức khoa học qua việc tổng quan được từ các công trình nghiên cứu của đồng nghiệp. Tiếp theo, người nghiên cứu cần phải biết cách đánh giá, phân tích từng cấu trúc một công trình khoa học, phải phân tích nội dung, bản chất từ luận đề, luận cứ, luận chứng . Người nghiên cứu phải tìm ra được mặt mạnh, mặt yếu từng phần của cấu trúc đó, đồng thời phân tích các ưu nhược điểm của vấn đề mà người nghiên cứu trước đã thực hiện được. Ngoài ra người nghiên cứu phải có hiểu biết kỹ càng về các phương pháp nghiên cứu khác mà đồng nghiệp hoặc các tác giả khác đã sử dụng trong các công trình mà mình quan tâm. Trên cơ sở đó người nghiên cứu phân tích các mặt yếu trên các công trình của đồng nghiệp, từ đây ta mới phát hiện ra được những vấn đề khoa học cần nghiên cứu. Nói cách khác, nghĩa là ta đã đưa ra được câu hỏi nghiên cứu và xây dựng nên các luận đề cho hướng nghiên cứu mới của mình. Thí dụ: Newton (1642-1727) là nhà khoa học nổi tiếng, người đã xây nền tảng cho ngành 69
5. “Cơ học cổ điển”. Trong suy nghĩ của mình từ việc rút ra những mặt mạnh mặt yếu của các nhà khoa học trước, Newton luôn luôn cố gắng tìm ra những phương pháp riêng biệt để áp dụng cho từng vấn đề cụ thể. Với mục đích làm cho độc giả cũng như những học viên dễ dàng đọc và hiểu một cách tường tận các vấn đề khoa học hiện đại lúc bấy giờ (khám phá mới của mình). Newton đã quyết định chọn phép chứng minh bằng phương pháp hình học để trình bày các luận điểm mới về công trình nghiên cứu của ông trong tài liệu chuyên môn có tiêu đề là “Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên ” của mình. Euler và Lagrange là các nhà toán học nổi tiếng của thế kỷ XVIII đã phát hiện ra được các mặt yếu của phương pháp “hình học”, đồng thời cũng tìm thấy được những mặt mạnh trong phép tính “giải tích” khi dùng cho việc chứng minh và giải thích rõ ràng đầy đủ về các hiện tượng cơ học. Nên Euler đã đề xuất chọn cách giải quyết vấn đề bằng phương pháp giải tích để chứng minh những nguyên lý, luận điểm cơ bản của Newton. Leonhard Euler đã hệ thống hóa vấn đề nghiên cứu “Cơ học” bằng phương pháp giải tích, năm 1736 ông cho xuất bản cuốn “Cơ học”. Phân tích trên các mặt mạnh, mặt yếu của các công trình trước, dựa trên phép toán giải tích để nghiên cứu về chuyển động – ông đã cho xuất bản cuốn sách khác với tên gọi là: “Cơ học giải tích ”. 2. Phát hiện vấn đề từ thông tin khoa học Việc phát hiện vấn đề nghiên cứu theo hướng này có thể lấy được lượng thông tin từ những cuộc tranh luận khoa học. Khoa học phát triển đòi hỏi phải có nhiều nguồn thông tin hiện đại, cập nhật và thời sự qua nhiều hình thức truyền bá thông tin khoa học khác nhau. Hình thức thông tin khoa học lúc đầu là do được truyền đạt trực tiếp, trao đổi qua các cuộc Hội nghị, Hội thảo, Seminar khoa học, hoặc trao đổi thư từ giữa các nhà khoa học với nhau. Ngày nay để có được những thông tin cập nhật và nhanh chóng, ngoài các hình thức trao đổi thông tin ở trên ta còn có thể trao đổi qua mạng (truy cập mạng qua Internet ), hay trao đổi bằng thư điện tử (Email ). Ngoài ra, ngày nay ta còn thấy nhiều trung tâm nghiên cứu, Trường, Viện Đại học có những tạp chí khoa học chuyên ngành, các cổng thông tin điện tử. Đây cũng là một trong những địa chỉ trao đổi thông tin khoa học tin cậy. 70
6. Việc tổ chức các buổi sinh hoạt học thuật (Seminar), “Hội nghị”, “Hội thảo khoa học” là một trong những cơ hội tốt cho người nghiên cứu phân tích và phát hiện vấn đề khoa học cần đặt ra cho sự nghiên cứu. Việc tranh luận khoa học của các đồng nghiệp về các công trình khoa học sẽ đề cập đến mặt mạnh, mặt yếu, ưu nhược điểm trong mỗi công trình, tính đúng tính sai của phương pháp nghiên cứu. Khi thảo luận phải biết phân tích, xem xét kỹ lưỡng trên mọi phương diện, khía cạnh, cấu trúc của vấn đề như: “luận đề”, “luận cứ”, “luận chứng” (của các công trình khoa học) đồng thời cũng không thể bỏ qua những ý kiến bất đồng của các đồng nghiệp. Sự tham gia tranh luận để làm sáng tỏ về một “vấn đề khoa học” hoặc tiếp thu các ý kiến từ việc tranh luận khoa học sẽ có ý nghĩa hết sức quan trọng. Đó chính là sự định hướng giúp cho người nghiên cứu phát hiện ra vấn đề cần nghiên cứu của mình. Trong các tranh luận khoa học, điều cần lưu ý đó là người nghiên cứu không được xem thường, mà phải cần chú ý đến tất cả những ý kiến của những nhà chuyên môn cũng như của những người không phải trong chuyên ngành hẹp của mình. Những lời góp ý, phàn nàn của họ đôi khi cũng có thể giúp cho ta phát hiện ra những vấn đề khoa học hết sức thiết thực. Thí dụ: Việc sáng chế xe điện đầu tiên của Edison chính là kết quả bất ngờ, hoàn toàn ngẫu nhiên. Sau khi nghe lời phàn nàn trong đêm khánh thành mạng lưới đèn điện chiếu sáng đầu tiên ở một thị trấn ngoại ô của thành phố New York . Một số người lớn tuổi ở nông thôn phát biểu sau buổi triển lãm rằng: “ Cái ông Edison làm ra được đèn điện mà không làm ra được cái xe điện cho người già, người ở nông thôn dễ dàng đi đây, đi đó ”. Từ lời phàn nàn như vậy buộc các nhà nghiên cứu phải có suy nghĩ định hướng về những vấn đề bức thiết cũng như đáp ứng được các nhu cầu của xã hội đặt ra. Hoặc: Để bác bỏ “Hệ Địa tâm ” của Ptolemée và xây dựng về “Hệ Nhật tâm ” của Copernic (Nicolaus Copernicus); Galileo Galilei đã làm rất nhiều thí nghiệm nhằm mục đích bảo vệ thành công cho được học thuyết “Nhật tâm” của Copernic. Sau nhiều năm nghiên cứu, ông đã cho công bố tài liệu với nhan đề là: “Đối thoại về hai hệ thống thế giới: hệ qui chiếu Ptolémé và hệ qui chiếu Copernic ”. 71
7. Dưới hình thức đối thoại để xây dựng cơ sở khoa học cho Vật lý học, Thiên văn học và Triết học theo học thuyết Copernic. Nội dung vấn đề khoa học được đưa ra mổ xẻ theo chương trình làm việc như sau: - Cuộc tranh luận ngày thứ nhất: Thảo luận về những vấn đề mang tính Triết học chung, mục đích để đi tìm chân lý khoa học. - Cuộc tranh luận ngày thứ hai: Đã phá lập luận của các tư tưởng theo quan điểm phái “Kinh viện”. Mục đích của cuộc tranh luận này nhằm mục đích xây dựng những quan niệm mới của “ Cơ học”. - Cuộc tranh luận ngày thứ ba: Phân tích những phát minh mới nhằm mục đích để bác bỏ cho được luận điểm cổ hủ lạc hậu dẫn đến sai lầm của Aristote và chứng minh cho sự đúng đắn của học thuyết Copernic . 3. Phương pháp tự rèn luyện. Khi gặp khó khăn trở ngại trong quá trình nhận thức, người nghiên cứu luôn luôn tư duy để hình thành ý tưởng nghiên cứu nhằm phát hiện cho ra được những vấn đề khoa học. Các nhà nghiên cứu luôn tạo cho mình biết cách suy nghĩ, tư duy về lĩnh vực mà mình nghiên cứu, trì chí rèn luyện bản thân để tìm ra các ý tưởng khoa học. Thậm chí có lúc cần thiết phải nghĩ theo hướng ngược lại (opposite) với quan niệm suy luận thông thường mới có thể phát hiện được vấn đề khoa học. Đối với những nhà nghiên cứu từng trải đã có một bề dày kinh nghiệm, thì luôn luôn dễ dàng có những ý tưởng nghiên cứu xuất hiện thường trực trong đầu. Song đối với những người nghiên cứu trẻ, mới bắt đầu công việc nghiên cứu khoa học thì phát hiện ra các ý tưởng nghiên cứu không dễ dàng gì! Họ cần phải tự rèn luyện hình thức tư duy của mình một cách khoa học cũng như biết cách rút ra những kinh nghiệm từ thực tiễn ở một số công trình nghiên cứu khoa học đã làm trước đó. Chẳng hạn như: Haley sau nhiều năm tìm hiểu về sao chổi, ông đã vận dụng ba định luật Kepler để quan sát và xác định quỹ đạo của hai sao chổi phát hiện được vào năm 1680 và 1682. Tuy nhiên, với những tri thức vốn có kết hợp với nỗ lực của bản thân, nhưng vẫn chưa đạt được kết quả như mong muốn. Nhiều năm sau đó, ông đã chịu khó tự mình đi tìm hiểu trực tiếp hoặc sưu tầm qua các tài liệu trên nhiều nước về vấn đề này. Vất 72
8. vả trong nhiều năm để xác định quỹ đạo chuyển động của 24 sao chổi xuất hiện tại các thời điểm và vị trí khác nhau trên nhiều quốc gia. Đến năm 1705 ông đã cho công bố kết quả nghiên cứu của mình về quy luật chuyển động sao chổi. Haley tính được chu kỳ sao chổi là khoảng 76 năm. Vào năm 1682 ông dự báo sao chổi này sẽ xuất hiện trở lại vào năm 1759. Thật vậy, điều đáng ngạc nhiên và tạo sự khâm phục đối với mọi người là vào ngày 13 tháng 3 năm 1759 sao chổi mà Haley dự đoán từ lâu đã xuất hiện. Các nhà khoa học đương thời hết sức thán phục và đã đặt tên cho sao chổi mỗi lần thấy nó xuất hiện với tên gọi rất trân trọng là “Ông Haley ” hay “Sao chổi Haley ”. - Cũng tương tự như vậy, bằng phương pháp tự rèn luyện Johann Kepler đã xác định chính xác về quỹ đạo chuyển động của Sao Hỏa. Tikho Brahé là nhà Thiên văn đại tài, ông đã làm việc ròng rã suốt 30 năm liền tại Đài quan sát Thiên văn của mình. Kepler là người kế nhiệm Brahé đã hiệu chỉnh lại kết quả quan sát về quỹ đạo sao Hoả, ông thực hiện nhiều phép tính bằng cách làm đi làm lại nhiều lần để giải bài toán trên (đến 70 lần) chỉ vì để xác định một sai số nhỏ cỡ 8 phút góc trên một vòng tròn quỹ đạo của sao Hoả. Sau khi tính toán cẩn thận, ông đưa ra công bố kết quả mghiên cứu của mình là: “ Nguyên nhân sai lệch này chính là do sự khúc xạ của ánh sáng trong khí quyển truyền từ Thiên thể đến mắt người quan sát” (*) . Câu hỏi ôn tập Chương 5 1. Vấn đề khoa học là gì? Hãy trình bày về bản chất của vấn đề Khoa học là gì? 2. Trình bày và giải thích mối tương tác giữa người nghiên cứu và vấn đề khoa học. 3. Định hướng một vấn đề Khoa học mà bản thân anh (chị) đã quan tâm nghiên cứu. Thử nêu lên luận đề, luận cứ để chứng minh cho hướng nghiên cứu của mình. 4. Cho biết mục đích và ý nghĩa của sự phát triển vấn đề khoa học. Trình bày một số phương pháp phát hiện vấn đề khoa học. 5. Xuất phát từ những cơ sở nào mà anh (chị) phát hiện ra vấn đề khoa học. Hãy nêu ví dụ từ bản thân và đề xuất hướng nghiên cứu. (*) Đào V ăn Phúc – Lịch s ử V ật lý h ọc – Nhà xu ất b ản Giáo d ục, Hà N ội, 1999. 73
9. 6. Trình bày khái niệm và phương pháp phát hiện vấn đề khoa học. Cho một số thí dụ minh họa. 7. Tại sao trong phương pháp tự rèn luyện, người nghiên cứu tư duy để hình thành các ý tưởng khoa học. Cho thí dụ minh hoạ và phân tích theo: Luận đề, luận cứ và luận chứng. 8. Vận dụng vào vấn đề nghiên cứu của mình, nêu lý do mà bạn chọn đề tài từ những phát hiện vấn đề như thế nào trong thực tế. Đề xuất hướng nghiên cứu và đưa ra cách giải quyết vấn đề đó? 74
10. Chương VI VAI TRÒ CỦA GIẢ THUYẾT TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1. Vai trò và vị trí của giả thuyết Nhiều thành tựu vĩ đại của khoa học xuất phát từ các ý tưởng, giả thuyết định hướng trước cho việc nghiên cứu. Thật vậy, sự phát triển khoa học trong vật lý, hóa học, sinh học và nhiều ngành khoa học khác đã xuất phát từ giả thuyết thiên tài của Faraday, Mendeleev, Darwin v.v Khái niệm giả thuyết nghiên cứu ( research hypothesis ) là một ý tưởng có sự định hướng, một kết luận mang tính giả định về bản chất công việc do người nghiên cứu đề xuất trong việc nghiên cứu khoa học của mình. Với ý nghĩa như vậy, nên khái niệm này còn được gọi là giả thuyết khoa học ( Scientific hypothesis ). Trước đây giả thuyết chỉ được đặt ra cho các ngành khoa học thực nghiệm hoặc tự nhiên. Việc đặt một giả thuyết khoa học đã thực sự trở thành một yêu cầu của phương pháp nghiên cứu khoa học bắt đầu từ thế kỷ thứ 18. Ngày nay, ý tưởng nghiên cứu phải được xây dựng sao cho phù hợp với quy luật, có phương pháp; nên nó là công cụ của một phương pháp luận không chỉ cho khoa học tự nhiên, xã hội mà còn cho cả trong nghiên cứu khoa học về xã hội và nhân văn . Phương pháp luận nghiên cứu là cơ sở khoa học khởi đầu cho công việc nghiên cứu, bởi lẽ trước đây người ta thường tư duy theo kiểu giáo điều hoặc làm công tác nghiên cứu một cách mò mẫm – thực hiện theo chức năng của các nhà giả kim thuật, duy tâm – nên Claude Bernard đã phải nhấn mạnh rằng: “Giả thuyết là khởi điểm của mọi nghiên cứu khoa học, không có khoa học nào mà lại không có giả thuyết”(*) Phương pháp giả thuyết là phương pháp nhận thức khoa học. Thông thường người ta dự đoán trước vấn đề khoa học, mục đích của việc nghiên cứu; đồng thời tìm cách giải thích các hiện tượng dựa trên những điều đã dự đoán – do đó hình thành nên giả thuyết khoa học. (*) Lê T ử Thành: Tìm hi ểu Logic h ọc – NXB Tr ẻ, TP/HCM, 1993, tr 147. 75
11. Còn K.M.Varshavskii ( ) thì cho rằng: “Giả thuyết là một ý tưởng khoa học định hướng ”, cần thiết đề tiếp tục kiểm chứng. Như vậy, giả thuyết không chỉ là một mệnh đề đơn giản, mà đồng thời còn là một chân lý, một luận điểm – Chân lý được kiểm chứng bởi các sự kiện và luận cứ, và như vậy giả thuyết cũng phải được kiểm chứng. Ngày nay, các công trình nghiên cứu của nhiều ngành khoa học thực nghiệm cho thấy vai trò quan trọng của phương pháp luận, nghĩa là phải cần phân định rõ vai trò lý thuyết đi trước dẫn đường. Sự định hướng này được biểu hiện dưới nhiều loại hình, có thể là các giả thuyết hoặc những dự đoán khoa học trước khi tiến hành nghiên cứu. Theo Mendeleev : “Có một giả thuyết sai vẫn còn hơn không có một giả thuyết nào cả”. Thực tế trong nghiên cứu khoa học cho ta thấy rõ vấn đề đó là, với các dự đoán mơ hồ thì dĩ nhiên không thể nào dùng nó làm tiên đề cho công trình khoa học được. Những điều tiên đoán đó phải là những dự đoán có cơ sở khoa học, có ý nghĩa thực tiễn và luôn luôn phải phù hợp với quy luật phát triển. Vật lý học cũng như triết học tự nhiên trước đây, nghiên cứu bản chất, cấu tạo, quy luật vận động của các vật thể, quá trình vận động của các trường vật lý có bản chất khác nhau. Định luật vật lý nêu lên thuộc tính đặc trưng của một hiện tượng, một đối tượng vật lý nghiên cứu, hoặc cũng có thể là để nêu lên mối liên hệ giữa các thuộc tính của một hay nhiều đối tượng. Từ những dự đoán khoa học, người ta đi đến việc đưa ra các giả thuyết và từ các giả thuyết đi đến việc hình thành các lý thuyết Vật lý học. Để giải thích bản chất, các tính chất, những quy luật của một hiện tượng, người ta buộc phải đưa ra nhiều giả thuyết. Sự đúng đắn của một giả thuyết nào đó luôn luôn dựa vào mức độ phù hợp với thực nghiệm của những kết quả được dự đoán trước từ giả thuyết đề ra. Dự đoán khoa học là một điều giả định sơ bộ, trong một chừng mực nào đó thì giả thuyết chưa được nghiên cứu kỹ càng, chưa vạch được rõ ràng những cơ sở logic và cơ sở thực nghiệm của nó. Theo Lý Tổ Dương (*) thì giả thuyết khoa học có những thuộc tính như: ( ) K.M.Varshavskii: Organiyatsija truda nautchnych rabotnikov. Isdatelsrvo “Ekonomika”, Moskva, 1975, tr 82. 76
12. Tính giả định là những giả thuyết được đặt ra để chứng minh, Tính đa phương án là những vấn đề nghiên cứu không bao giờ chỉ có một câu trả lời duy nhất, Tính dị biến dùng để trình bày về sự biến đổi trong nhận thức theo quá trình phát triển của nhận thức. II. Cấu trúc của giả thuyết Giả thuyết nghiên cứu là một kết luận giả định tuỳ thuộc vào người nghiên cứu đặt ra. Tuy vậy, các giả thuyết nêu lên không thể tự đặt ra một cách tuỳ tiện mà phải được xây dựng dựa trên một số phương pháp, tiêu chí khoa học, hội đủ những điều kiện như: - Giả thuyết phải được xây dựng trên cơ sở các sự kiện được quan sát, từ các thí nghiệm trực quan, bởi vậy theo quan điểm của Claude Bernard thì: “ giả thuyết phải có điểm tựa trong tự nhiên ”. - Giả thuyết phải không được trái với những lý thuyết, mà các lý thuyết khoa học là những kết quả nghiên cứu đã được xác nhận tính đúng đắn về mặt khoa học. Như vậy biện pháp khắc phục là ta phải chứng minh giả thuyết một cách đầy đủ với các luận cứ khoa học. - Giả thuyết phải có thể kiểm chứng bằng lý thuyết hoặc thực nghiệm. Xuất phát từ những quan điểm như vậy nên nhà Vật lý thiên tài Albert Einstein trước khi đưa ra các tiên đề về “thuyết tương đối” đã xuất phát từ “quan điểm sử dụng ” cho rằng: “ mọi đại lượng thuộc một lý thuyết về vật lý phải đo đạc được, hoặc kiểm chứng được”. Tuy nhiên khi mới bắt đầu phát hiện ra vấn đề khoa học nào đó, không phải giả thuyết nào cũng có thể chứng minh được hoặc bị bác bỏ ngay. Sự thừa nhận về vấn đề, khẳng định tính đúng đắn đôi khi còn phụ thuộc nhiều vào thời gian. Chẳng hạn như giả thuyết của nhà Vật lý người Nga Konstantin Ciolkowski về “Kỹ thuật tên lửa vũ trụ” được ông khám phá và đưa ra từ thế kỷ thứ 19. Nhưng mãi đến khi lĩnh vực nghiên cứu về khoa học vũ trụ phát triển mạnh mẽ vào giữa thế kỷ 20 mới kiểm chứng được lý thuyết mà Konstantin Ciolkowski đã nêu lên hơn nửa thế kỷ trước đó. Theo Phạm Hữu Tòng (*) thì phương pháp giả thuyết gồm hai khâu chính yếu sau đây: - Quan sát thực tế hoặc phân tích những cơ sở lý thuyết đã có sẵn, đồng thời so (*) Lý T ổ D ươ ng: Khoa h ọc nh ận th ức lu ận gi ản minh giáo trình, NXB. ĐH Nam Khai, Thiên Tân 1992, tr 250. (*) Ph ạm H ữu Tòng: V ận d ụng các ph ươ ng pháp nh ận th ức khoa h ọc trong V ật lý. NXB GD và Đào t ạo 1999, tr 61. 77
13. sánh, đối chiếu với những điều hiểu biết đã có, đã nắm bắt được về hiện tượng để rồi sau đó sơ bộ đề ra một dự đoán khoa học. - Chính xác hoá những dự đoán: Dựa trên cơ sở của những phân tích logic và lý thuyết đề ra để chính xác hoá những dự đoán, xây dựng mô hình đơn giản về hiện tượng, tiến tới việc tính toán sơ bộ về những hệ quả của nó. Khi đó dự đoán khoa học mới trở thành một giả thuyết khoa học. Việc mô hình hóa quá trình nghiên cứu được mô tả theo sơ đồ vị trí về phương pháp giả thuyết trong quá trình nhận thức như dưới đây (Hình 6). Phương pháp mô hình hoá. Phương pháp th ực nghi ệm Gi ả thuy ết khoa h ọc Sự logic các hiện tượng dựa trên d ự đoán khoa h ọc Phương pháp giả thuyết Điều dự đoán khoa học được đưa ra m ột cách tr ực giác Các phương pháp so sánh Vấn Phân tích – Tổng hợp đề Trừu tượng hóa – Khái quát hoá Thực tiễn, hiện tượng thực tế Hình 6: Vị trí của phương pháp giả thuyết trong quá trình nhận thức khoa học. 78
14. (Theo Phạm Hữu Tòng – Vận dụng phương pháp nhận thức khoa học trong Vật lý – NXB GD- ĐT, 1999) Về mặt logic học, giả thuyết thường được thể hiện ý tưởng như một sự phán đoán. Phán đoán thể hiện tư tưởng của chủ thể trong quá trình phản ánh sự vật. Thật vậy, khái niệm là hình thức suy nghĩ của tư duy, nên khi liên kết trong câu thì nó sẽ tạo thành một phán đoán . Do đó trong logic học đã chỉ rõ cho ta thấy về mối liên hệ giữa khái niệm và phán đoán. Chẳng hạn như theo Vũ Cao Đàm: “Phán đoán là một thao tác logic, nhờ đó người ta nối liền các khái niệm để khẳng định khái niệm này hoặc không phải là khái niệm kia ”( ) . Một số loại hình phán đoán mà ta thường gặp trong phương pháp luận có liên quan đến giả thuyết đề ra như: Phán đoán khẳng định, phán đoán phủ định, phán đoán hoặc nhiên − phán đoán tất nhiên, phán đoán chung – phán đoán riêng, phán đoán liên kết, phán đoán giả định, III. Liên hệ giữa giả thuyết và nội dung nghiên cứu Mối liên hệ giữa giả thuyết và vấn đề khoa học đó là: những dự đoán phải có cơ sở khoa học dựa trên những điều hiểu biết của người nghiên cứu về chuyên ngành khoa học mà mình đã am hiểu một cách sâu sắc, nhận biết một cách tường tận. Sự hiểu biết một cách chắc chắn về những thành tựu, cũng như phân tích ra được những khó khăn trong chủ đề nghiên cứu của các đồng nghiệp – Từ đó mới có thể phát hiện ra những vấn đề đòi hỏi bức thiết cho chủ đề khoa học mà mình đã quan tâm. Bởi vậy, các nhà khoa học thường dễ dàng thành công hơn những người khác, đó là những người có cái nhìn tường tận, có cách nhận định sâu sắc hơn người. Nói cách khác, nhà khoa học là người biết cách phát hiện ra những vấn đề khoa học mang tính chất hiện đại, cập nhật hoá và đồng thời cũng là người có quyết tâm lớn để cố gắng tìm ra cách giải quyết vấn đề. Giả thuyết khoa học được đưa ra nhằm vào mục đích để phát hiện ra quy luật, giải thích nguyên nhân tồn tại hoặc sáng tạo ra các phương pháp mới, đưa ra giải pháp tối ưu, nguyên lý mới. Sự phát triển vấn đề tức là tìm ra câu trả lời về vấn đề nghiên cứu. Khi phát hiện được vấn đề thì người nghiên cứu đưa ra nhiều cách giải quyết, nghĩa là đưa ra những phương án để trả lời cho câu hỏi đã đặt ra – Đó chính là các ý tưởng khoa học. ( ) Vũ Cao Đàm: Ph ươ ng pháp lu ận nghiên c ứu khoa h ọc – NXB. Khoa h ọc K ỹ thu ật – Hà N ội, 1999. 79
15. Cũng cần lưu ý rằng mọi hình thức dự đoán mang tính trực quan chưa thể đầy đủ cơ sở hoặc chứng cứ minh họa được. Để tăng khả năng nhận biết, người nghiên cứu tiếp tục quá trình quan sát hoặc thử nghiệm dựa trên các ý tưởng khoa học để xác định thêm về bản chất của vấn đề. Như vậy giả thuyết là “ sự trả lời sơ bộ” của hàng loạt câu hỏi đã đề ra, do đó ta cần phải tiếp tục tìm hiểu thêm về các loại câu hỏi. Sơ đồ dưới đây trình bày về mối liên hệ giữa các “ vấn đề khoa học” với những quá trình xuất hiện “ ý tưởng khoa học”. Từ đó ta mới tìm ra lời giải cho câu trả lời nghĩa là ta đã xây dựng được một số giả thuyết khoa học hợp lý như sẽ trình bày theo sơ đồ dưới đây (Hình 7). Vấn đề khoa học Ý tưởng Giả thuyết khoa khoa học học (Câu h ỏi) (Câu tr ả lời d ự ki ến) (Câu tr ả lời) Hình 7: Liên hệ từ vấn đề qua ý tưởng khoa học. (Vũ Cao Đàm. Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB. KH- KT, HN. 1999). Hiện nay có nhiều loại hình nghiên cứu khác nhau tùy thuộc vào sự định hướng của tính chất khoa học cũng như tuỳ theo ý nghĩa thực tiễn của vấn đề nghiên cứu. Chẳng hạn các đề tài thực hiện trong nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng và nghiên cứu triển khai công nghệ. Với mục đích chọn lọc, người nghiên cứu cần đưa ra những giả thuyết tương ứng, phù hợp với vấn đề nghiên cứu mà mình đã chọn. - Nghiên cứu cơ bản (Fundamental research) Nghiên cứu cơ bản là giả thuyết đặt ra để tìm hiểu về quy luật, phán đoán về quy luật vận động và phát triển của đối tượng nghiên cứu. Giả thuyết này thường gắn liền với việc mô tả, giải thích hoặc liên quan tới việc dự báo. Trong Vật lý học, ta có thể lấy giả thuyết của Galileo Galilei làm thí dụ: 80
16. * Trong khi bằng cảm tính người ta cho rằng Trái Đất đứng yên, còn các vì sao, tinh tú khác đều quay quanh Trái Đất. Sau khi chế tạo thành công Kính thiên văn, ông dùng nó để quan sát sao Mộc. Sau nhiều lần khảo sát, ông phát hiện thấy có một số ngôi sao ở cạnh sao Mộc, khi thì thấy hai, lúc thì ba và có khi đến cả bốn. Do đó ông đưa ra giả thuyết rằng phải chăng đây có thể là những vệ tinh của sao Mộc. Dựa vào các ý tưởng có trước, về phương pháp suy luận vấn đề, có thể phân tích diễn tiến quá trình phán đoán về hiện tượng trên như sau: + Phán đoán 1: Tại sao có khi quan sát ông thấy được 1, 2, 3 có khi đến 4 ngôi sao? – Phải chăng đây là 4 “ mặt trăng ” quay quanh sao Mộc. Còn khi không thấy ngôi sao nào thì sao? – Phải chăng lúc này, theo ông thì cũng có thể là chúng đang ở phía nửa bán cầu bên kia. + Phán đoán 2: Nếu chỉ có một ngôi sao quay quanh sao Mộc. Nếu suy nghĩ theo hướng như vậy, thì có thể suy đoán tiếp theo là phải chăng có một ngôi sao không quay quanh Trái Đất. Từ đó nên có các luận điểm cho rằng: “Tất cả các hành tinh, mặt trời, cũng như các tinh tú khác đều quay xung quanh Trái Đất là sai”. Để bác bỏ được điều này Galileo phải vận dụng cách lập luận theo phương pháp loại suy. - Nghiên cứu ứng dụng (Applied research) Nghiên cứu ứng dụng là sự vận dụng những qui luật được phát hiện từ các công trình nghiên cứu cơ bản để giải thích sự vật, có mục đích thực hành từ việc vận dụng lý thuyết vào sản xuất, đời sống. Đó là những đề tài khoa học mà người nghiên cứu cần đưa ra các giả thuyết về một số giải pháp, biện pháp tiến hành – kể cả giải pháp về công nghệ, về vật liệu, cũng có thể là biện pháp tổ chức hoặc hình thức quản lý, kể cả công nghệ dạy học. Tuy nhiên cũng cần lưu ý là kết quả nghiên cứu ứng dụng thì chưa thể áp dụng được vào trong thực tiễn. - Nghiên cứu triển khai (Technological experimental development) Để triển khai trên các phạm vi ứng dụng khác nhau, ở mức độ tầm cỡ vi mô hoặc vĩ mô thì người nghiên cứu thường đưa ra loại giả thuyết về mô hình mẫu. Khi đặt giả thuyết theo loại hình nghiên cứu này, ta cần lưu ý: + Một đề tài có thể bao gồm cả ba loại hình nghiên cứu như phân tích, hoặc cũng 81
17. có thể chứa đựng một hay hai loại hình mà thôi trong các loại nghiên cứu như đã trình bày trên. + Một loại hình khác có thể chỉ cần một hoặc cũng có thể kết hợp lại nghĩa là phải tổng hợp từ nhiều giả thuyết nghiên cứu lại với nhau. Tóm lại: Việc đưa ra các phương pháp giả thuyết cho một đề tài thường xuất hiện theo cảm nhận từ các ý tưởng khoa học. Các ý tưởng thường xuất hiện một cách bất chợt, cũng có thể xảy ra một cách ngẫu nhiên trong suy nghĩ của các nhà nghiên cứu. Bởi vậy người nghiên cứu cần lưu ý và phải biết cách tận dụng hoặc phát triển nó lên để xây dựng thành các giả thuyết khoa học có ý nghĩa và xây dựng thành các vấn đề nghiên cứu có giá trị. IV. Liên hệ giữa giả thuyết nghiên cứu và phán đoán 1. Phán đoán Về phương diện “ logic học hình thức” thì giả thuyết là một phán đoán. Giả thuyết được trình bày dưới hình thức một phán đoán – có bao nhiêu phán đoán thì có ta cũng có bấy nhiêu loại giả thuyết đưa ra để sử dụng trong nghiên cứu khoa học. Về căn bản có thể vắn tắt như sau (*) “ Phán đoán là một thao tác logic nhờ đó người ta nối liền các khái niệm để khẳng định khái niệm này là hoặc không phải (phủ định) khái niệm kia ”. Mục đích của chương này không trình bày tất cả các cách phân loại về sự phán đoán. Thật vậy, theo quan điểm chung nhất về logic nghiên cứu, thì chủ đích muốn trình bày ở đây là chỉ nêu lên một số hình thức phán đoán có liên quan với các giả thuyết nghiên cứu mà thôi. Chẳng hạn như: - Phán đoán đơn: Phán đoán đơn là loại phán đoán chỉ do từng mỗi một phán đoán đơn thuần tạo thành. Mối liên hệ của loại phán đoán này thường có các giả thuyết đơn. Trong loại hình như vậy, có thể có các dạng như: Phán đoán khẳng định (thường được ký hiệu dưới dạng một mệnh đề logic như: S là P), phán đoán phủ định ( S không phải là P ), phán đoán hoặc nhiên ( S có lẽ là P ), hoặc phán đoán tất nhiên ( S nhất định là P ) trong logic học, người ta thường dùng ký hiệu S để chỉ (*) Lê T ử Thành – Logic h ọc và ph ươ ng pháp lu ận Nghiên c ứu khoa h ọc. NXB Tr ẻ - TP.HCM 1995, tr 58 82
18. chủ từ (được viết tắt từ chữ Subjectum) còn P là vị từ (viết tắt từ chữ Predicatum). + Phán đoán khẳng định Là phán đoán xác định, nêu lên mối liên hệ giữa đối tượng được phán đoán với các thuộc tính của đối tượng. Như vậy trong phán đoán này có hệ từ việc khẳng định sự tồn tại của vị từ đối với chủ từ. Công thức xác định cho sự phán đoán khẳng định đó là mệnh đề: “ S là P ” + Phán đoán phủ định Là phán đoán ngược lại với phán đoán khẳng định, nghĩa là phán đoán loại này nhằm xác định rõ ràng không có mối liên hệ nào giữa “đối tượng” với “thuộc tính của đối tượng” nghiên cứu. Như vậy trong hệ từ của phán đoán loại này phủ định sự tồn tại của vị từ đối với chủ từ. Công thức xác nhận sự phủ định là: “ S không là P ” Ví dụ: Trong vấn đề dẫn dắt đã nêu ở trên, khi Galileo Galilei phát hiện ra rằng nếu “có 4 vệ tinh quay quanh sao Mộc”, thì có thể ông đã đưa ra một giả thuyết giả định nào đó để lý giải theo dạng “Một số S không là P” của phán đoán phủ định, nghĩa là chủ từ không được phản ánh “toàn bộ” sự việc diễn ra, mà chỉ phản ánh có “một số” thôi: “Có một số hành tinh không quay xuang quanh Trái Đất”. + Phán đoán hoặc nhiên – tất nhiên Phán đoán hoặc nhiên là loại phán đoán xác định, nhưng vấn đề đưa ra còn mang tính chất mơ hồ, phỏng đoán chưa chắc chắn. Mệnh đề xác định điều này thường có dạng: “ S có lẽ là P ”, “ S hình như là P ”. Còn loại phán đoán tất nhiên là sự phán đoán khẳng định nhưng mang tính chất chắc chắn hơn. Công thức xác định thường là: “ S đương nhiên là P ”, “ S nhất định là P ”, “ S chắc chắn là P ”. + Phán đoán chung – phán đoán riêng Phán đoán chung cho biết toàn bộ đối tượng có cùng thuộc tính như nhau. Thường được phát biểu dưới dạng: “ Mọi S là (hoặc không là) P ”. Còn phán đoán riêng thì ngược lại so với phán đoán chung, mệnh đề này cho biết rằng chỉ có một số trong toàn bộ đối tượng có cùng thuộc tính giống nhau mà thôi. Phán đoán này thường phát biểu dưới dạng “ chỉ có một số S là (hoặc không là)P ”. Trong logic học gọi đây là sự phán đoán theo lượng, nghĩa là lượng của phán đoán phụ 83
19. thuộc vào số phần tử của chủ thể được phản ánh theo toàn thể hay phản ánh theo từng bộ phận. Chẳng hạn như: Trong thí dụ đã trình bày ở trên, khi đưa ra nhận xét riêng về sự chuyển động của một số hành tinh quay quanh Trái Đất, Galileo đã đưa ra lời phán đoán cho trường hợp này là: “ Có một số hành tinh không quay quanh Trái Đất ”. Như vậy đây cũng là một số phán đoán riêng, mang tính chất phán đoán phản ánh sự phủ định theo từng bộ phận. + Phán đoán phức hợp Phán đoán phức hợp là sự tổng hợp nhiều phán đoán đơn, rồi cuối cùng cũng dẫn đến việc đưa ra một giả thuyết phức hợp trong quá trình nghiên cứu. Như vậy trong mỗi phán đoán phức có thể do hai hay nhiều phán đoán đơn hợp thành. Phán đoán phức hợp có các loại hình như: * Phán đoán liên kết: Là phán đoán được tạo thành do một số phán đoán đơn nối kết với nhau. Các mệnh đề này kết nối với nhau bởi một số liên từ như: “và ”, “nhưng ”, “mà ”, “đồng thời”, “cũng là”. * Phán đoán lựa chọn: Được xác định từ các phán đoán đơn nối kết với nhau bởi từ “hoặc”, “hoặc là ”. Trong logic học gọi là loại phán đoán phức tuyển. Tùy vào cách chọn lựa thích hợp nên các dữ kiện đưa ra có thể xem là sự chấp nhận hoặc bác bỏ một giả thuyết, hoặc cũng có thể là việc lựa chọn do sự liên hợp giữa các giả thuyết với nhau. * Phán đoán giả định: Là phán đoán được xác định theo kết cấu mệnh đề: “nếu thì ” Trong logic học gọi phán đoán này là phán đoán điều kiện hay còn gọi là phép kéo theo, thường được ký hiệu như: A⇒ B (trong đó A là phán đoán tiên đề, còn B là phán đoán kết quả) Ví dụ: 84
20. - “ Nếu tôi nhìn được xa hơn người khác, thì đó là vì tôi đứng trên vai các bậc khổng lồ ”. (Newton) - “ Nếu không có sách, thì chúng ta sẽ vẫn là những kẻ man rợ ” (Helvétius)) 2. Suy luận Theo quan điểm của P.A.Timriadep, đưa ra quan điểm khi xây dựng một giả thuyết khoa học: “Một giả thuyết khoa học không những phải phù hợp với tất cả những sự kiện đã biết, mà nó còn phải có khả năng phát hiện ra những chỗ bất hợp lý của những sự kiện, đã được coi một cách sai lầm là những sự kiện thật, mâu thuẫn với giả thuyết mới đề ra ”. Tuy nhiên một giả thuyết khoa học cũng có thể là những vấn đề được khẳng định hoặc bị phủ định. Bởi vậy, ta cần lưu ý rằng khi đưa ra những điều phán đoán mới thì phán đoán này thông thường là sự tiếp nối của các phán đoán cũ đã có trước đó. Nên suy luận là một hình thức của tư duy nhằm rút ra một phán đoán mới. Giả thuyết khoa học là một hệ thống gồm những nhận thức dựa trên sự dự đoán để đề ra sau khi nghiên cứu những sự kiện thực tế và những suy luận của nhận thức. Xét về bản chất logic khoa học về sự nhận thức, thì nếu đi từ quá trình tổng hợp dữ kiện thực nghiệm thu thập được để đưa ra giả thuyết, thì đây chính là sự hình thành của một quá trình suy luận. Có ba hình thức để suy luận một vấn đề hay suy luận để đưa ra một giả thuyết khoa học. Thông thường trong logic học ta thấy thường phân ra thành các loại suy luận như: suy luận diễn dịch, suy luận quy nạp và loại suy. * Suy luận diễn dịch: là hình thức suy luận đi từ cái chung để đi đến cái riêng, cũng có thể đi từ một hoặc một số tiên đề để rút ra kết luận cho một kết đề. Suy luận diễn dịch còn được gọi là sự suy diễn, thông thường người ta chia suy diễn theo các hình thức sau: - Diễn dịch trực tiếp: Xuất phát trong sự suy luận gồm một tiên đề và một kết đề. Thông thường sự suy diễn mà trong đó các kết luận được rút ra một cách trực tiếp từ tiên đề. - Diễn dịch gián tiếp: Sự suy luận gồm nhiều tiên đề và một kết đề. Trong nghiên cứu khoa học thì suy diễn được xem như là một quá trình biện chứng để phát triển tư duy. 85
21. - Tam đoạn luận: Là hình thức suy luận diễn dịch mang tính phổ biến nhất, trong đó ta thấy có ba thành phần (cấu trúc) gồm hai tiên đề và một kết đề. Ba thành phần đó chính là các phán đoán. Cách thức rút ra kết luận từ tiên đề thường được gọi là sự lập luận. Nói cách khác thì cấu trúc của tam đoạn luận có thể được xác định từ các liên kết giữa: tiên đề, kết luận và lập luận. * Suy luận quy nạp: Là hình thức suy luận đi từ khái niệm riêng để đi đến khái niệm chung nhất. Nói cách khác quy nạp chính là hành động logic để rút ra những tri thức mới bằng cách tổng hợp từ những cái riêng. Từ thời Cổ đại Democrite đã xem đó là “ phương pháp tư duy đặc thù ”, còn Aristote thì phát triển thành “phương pháp lập luận” cho việc nghiên cứu để khám phá quy luật của tự nhiên. Francis Bacon (1561 −1626) là người đã đấu tranh để xây dựng phương pháp mới cho khoa học. Dựa vào thí nghiệm và bằng phương pháp quy nạp ông đã xây dựng được những kết luận khái quát như được trình bày trong tài liệu “ Công cụ mới” vào năm 1620. Sau này, phương pháp quy nạp của Francis Bacon đã được René Descartes (1596- 1650) hoàn chỉnh và bổ sung thêm phương pháp diễn dịch như được trình bày trong tác phẩm “ Luận về phương pháp ” do ông viết vào năm 1637. Như vậy phương pháp quy nạp và diễn dịch ra đời từ thời Cổ đại Hy Lạp, đã được Bacon và Descartes vận dụng và phát triển một cách có hệ thống vào việc khám phá Thiên văn học, Vật lý học nói riêng cũng như đối với nhiều ngành khoa học tự nhiên, xã hội nói chung. Nói tóm lại, nắm phương pháp luận trong nghiên cứu khoa học là phải biết phối hợp một cách thích hợp về phương pháp suy luận quy nạp và suy luận diễn dịch. Có hai loại suy luận quy nạp thường dùng đó là hình thức: “Quy nạp hoàn toàn” và “Quy nạp không hoàn toàn”. - Quy nạp hoàn toàn là hình thức quy nạp đi từ tất cả những cái riêng để đi đến cái chung nhất. Nói cách khác đó là phương pháp rút ra tri thức mới bằng cách xem xét tất cả các đối tượng nghiên cứu. Tuy nhiên, kết luận từ quy nạp hoàn toàn tốn rất nhiều thời gian, nhưng cho ta ít lượng thông tin mới mẻ, nên chưa có tác dụng cũng như đưa vào áp dụng nhiều trong việc phát minh ra các công trình khoa học. Thí dụ: Pièrre và Marie Curie trong quá trình phát hiện về chất phóng xạ vào năm 1898, ông bà đạt được kết quả mong muốn bằng cách suy luận theo hình thức quy nạp hoàn toàn. 86
22. Khi Marie Curie phát hiện thấy một loại “ tia lạ” phát ra trong quá trình thực nghiệm của mình, bà đã đưa ra các giả thuyết cho rằng, có thể “tia lạ” được phát ra từ một nguyên tố nào đó đã được biết đến phải có tên trong bảng tuần hoàn Mendeleev . Với suy nghĩ như vậy nên Marie Curie và Pièrre Curie lần lượt làm nhiều thí nghiệm với tất cả các nguyên tố đã được biết vào thời kỳ đó. Trong suốt quá trình tìm kiếm thời gian rất dài, nhưng vẫn không phát hiện được nguyên tố nào phát ra “tia lạ”. Giả thuyết của họ bị bác bỏ. Hai nhà bác học trên đã chuyển hướng chú ý sang tìm hiểu một loại quặng khác có tên gọi là Urani . Với giả thuyết cho rằng, “tia lạ” được phát ra từ một nguyên tố nào đó trong loại quặng này có thể là loại chưa được biết hoặc chưa có tên trong bảng tuần hoàn Mendeleev . Kết quả thực nghiệm của ông bà đã xác nhận tính chân thực cho giả thuyết mới đưa ra, nghĩa là nó đã hoàn toàn chuẩn xác. Đó chính là nguồn gốc của sự phát hiện ra: “N guyên tố phóng xạ Radium ” Hoặc một thí dụ khác như: Trong Vật lý học thực nghiệm, Bacon đã coi thí nghiệm như là các cơ sở của phương pháp luận nghiên cứu khoa học. Dựa vào phương pháp quy nạp, ông đã rút ra được những kết luận khái quát, nghĩa là xuất phát từ những sự kiện đơn lẻ để đi đến những vấn đề khái quát và từ những khái quát “ hẹp” để đi đến những vấn đề có tính khái quát “ rộng ” hơn. Thật vậy, bằng phương pháp suy luận như trên nên Descartes đã vận dụng nguyên tắc này bằng cách dùng phương pháp Toán học để nghiên cứu về Vật lý. Đồng thời ông cũng được xem là người có công lớn trong việc đưa các “đại lượng biến đổi” vào trong lý thuyết toán học – đó là người đã đặt nền tảng ban đầu cho môn “Hình học giải tích”. - Quy nạp không hoàn toàn: là loại quy nạp xuất phát từ những cái riêng để đi đến cái chung, rút ra những quy luật mang tính chất chung. Trong khoa học thường hay sử dụng phương pháp quy nạp không hoàn toàn, nghĩa là bằng cách dựa vào các số liệu đã thống kê được để ra rút ra những kết luận khái quát cho toàn bộ đối tượng nghiên cứu. Tuy nhiên các kết luận khoa học theo phương pháp này có độ tin cậy chưa cao lắm, vì cách chứng minh vẫn mang tính xác suất là chủ yếu. Thí dụ: Ta có thể dẫn chứng về sự sáng chế ra bình xịt Aerosol chẳng hạn: Khi ngồi vào xe ô tô đậu lâu dưới ánh nắng mặt trời, người ta thấy nóng nực và không khí trong xe ngột ngạt khó chịu. 87
23. Có nhiều giải pháp đã đưa ra để khắc phục trạng thái đó, nhiều đề xuất của các nhà khoa học đưa ra nhưng không được khả thi. Tuy nhiên nhà Vật lý người Mỹ Domingo Ten đã đưa ra một giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả và thành công bằng việc sáng chế phương tiện làm mát không khí ở những điều kiện như vậy. Để tìm cách khắc phục, tác giả nghĩ đến việc chế tạo ra bình xịt “ xon khí ” (aerosol ). Aerosol chính là một hỗn hợp gồm dung dịch rượu etylic (C 2H5OH) trộn với tinh dầu bạc hà. Khi phun hỗn hợp các hạt nhỏ này vào trong xe ô tô có nhiệt độ nóng tới 50 oC, thì điều thú vị và thật ngạc nhiên là chỉ nửa phút sau đó thôi nhiệt độ không khí trong xe ô tô đã giảm hẳn đi, nhiệt độ hạ thấp xuống hai lần cũng như tạo được tạo được cảm giác mát mẻ, dễ chịu như vừa mới trải qua một cơn mưa xong (đây chính là suy luận theo hình thức quy nạp không hoàn toàn) (*) . Loại suy: Là hình thức suy luận đi từ cái riêng này để đi đến cái riêng khác, đây là hình thức suy luận có tính phổ biến. Hai loại hình thức quy nạp không hoàn toàn và suy luận theo cách loại suy thường được sử dụng nhiều trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học nói chung và ứng dụng cho các công trình nghiên cứu về các ngành khoa học tự nhiên, xã hội y học, nông nghiệp nói riêng. Nhìn chung, với cách suy luận theo lối này cho thấy rằng đây là một sự loại suy, nói một cách khác hơn đó là một sự lựa chọn thông minh của người nghiên cứu, để giải quyết vấn đề và tiết kiệm được nhiều thời gian, trong việc rút ngắn hơn quá trình tiến hành thực nghiệm. Dựa vào phương pháp nêu trên có thể rút ra được những kết luận bằng cách so sánh đặc điểm giống hoặc khác nhau dưới cùng yếu tố tác động trên cùng đối tượng. Nên nó cũng có một ý nghĩa lớn và giá trị cao trong các nghiên cứu về khoa học thực nghiệm. V. Cách kiểm chứng giả thuyết Một giả thuyết nào đó đưa ra cần phải được kiểm chứng để mà chấp nhận giả thuyết đề ra hoặc bác bỏ chúng. Sự quyết định vấn đề đưa ra phải dựa trên các luận cứ khoa học. Nội dung của quyết định chọn lựa là việc chấp nhận hoặc bác bỏ một giả thuyết khoa học nào đó. Để làm được việc này ta cần phải hiểu biết đầy đủ đúng nguyên lý về một số quy tắc, các cấu trúc và thực hiện theo một số phương pháp quy định chung. Vì vậy cách thực hiện (*) Phan D ũng – Sổ tay sáng t ạo: Các th ủ thu ật c ơ b ản – Sở Khoa h ọc Công ngh ệ và Môi trường, HCM 1994, tr 15. 88
24. cũng chính là một trong các thao tác logic khoa học về phương pháp luận của quá trình chứng minh để “chấp nhận” hoặc “bác bỏ” một giả thuyết nghiên cứu. 1. Chứng minh Chứng minh là hình thức suy luận dựa trên một số các phán đoán. Sự phán đoán đưa ra để xác định tính chân xác của vấn đề. Từ các cơ sở khoa học đã được công nhận, ta dựa vào đó để khẳng định tính đúng cho những vấn đề cần được chứng minh. Nói tóm lại, ta phải dựa vào những kết luận có cơ sở khoa học ( luận cứ) để chứng minh cho tính chuẩn xác của các giả thuyết đưa ra (luận đề). a. Cấu trúc của phép chứng minh - Luận đề: Là phán đoán, là luận điểm đang cần được chứng minh, đó là các giả thuyết do người nghiên cứu đặt ra để lý giải vấn đề. Các giả thuyết trên, muốn được khẳng định bản chất hư thực đúng sai thế nào, thì cần phải được chứng minh để chấp nhận hoặc để bác bỏ giả thuyết đưa ra. - Luận cứ: Cũng là một sự phán đoán từ các kết luận khoa học đã được công nhận. Luận cứ là thao tác logic làm nền tảng cho phép chứng minh. Đây là cơ sở khoa học được dùng làm tiên đề cho việc chứng minh giả thuyết nghiên cứu đã đặt ra. Luận cứ khoa học có thể là những tiên đề, định lý cũng có thể là các lý thuyết đã được công nhận từ trước. Ngoài ra, tùy theo hướng nghiên cứu đặc thù đôi khi luận cứ cũng có thể là các vấn đề do người nghiên cứu phải chứng minh trước khi đi chứng minh tính chân xác của giả thuyết. - Luận chứng : Là sự nối kết các tiên đề, liên kết giữa các luận cứ với các luận đề cần chứng minh để xác nhận tính đúng hoặc phủ nhận giả thuyết. Như vậy một vấn đề nghiên cứu đã đưa ra, muốn xác định được ý nghĩa chính xác thì ta phải cố gắng nêu lên cho được các luận chứng có cơ sở khoa học thật sự. b. Quy tắc chứng minh Chứng minh muốn được chấp nhận về mặt khoa học phải tuân theo một số nguyên tắc 89
25. và các quy định như được trình bày dưới đây: + Luận đề phải rõ ràng và nhất quán: - Luận đề rõ ràng: Các luận đề nêu lên rõ ràng, nghĩa là cú pháp chỉ được hiểu theo một nghĩa, không mập mờ (hai nghĩa), độ tin cậy về thông tin cao. Nếu vi phạm vào quy tắc này thì phép chứng minh mắc phải sai lầm, mà trong logic học gọi là sự “ngộ biện”. - Luận đề nhất quán là luận đề được nêu lên để chứng minh, có cách lập luận phải đứng vững trong suốt quá trình suy luận, cũng như xuyên suốt cả quá trình chứng minh. + Luận cứ đưa ra phải chân xác và phải có mối liên hệ trực tiếp với luận đề: - Luận cứ được xem như là thước đo, cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu, do đó luận cứ sai sẽ dẫn đến kết quả sai lạc, thiếu cơ sở khoa học. - Luận cứ phải có mối liên hệ trực tiếp biện chứng với luận đề, mặc dầu sự liên hệ có thể nhiều hoặc ít, xa hoặc gần. Nếu luận cứ đưa ra mà không có mối liên hệ với luận đề thì phép chứng minh sẽ mắc phải sai lầm. - Đó là sự chứng minh “vòng vo”. + Luận chứng không vi phạm nguyên tắc, nghĩa là lập luận của ta phải hoàn toàn không được vi phạm nguyên tắc suy luận như trình bày dưới đây: - Không được chứng minh lòng vòng, quanh co. Đồng thời, không nên lẫn lộn giữa chứng minh tính chân xác của luận đề và luận cứ. Nói cách khác, nghĩa là phải tuân thủ mọi quy tắc về phép suy luận. - Luận chứng phải nhất quán để không dẫn tới nhiều lời suy đoán không đi vào trọng tâm, và nhất là những phán đoán đó đôi khi về mặt ý nghĩa khoa học có tính loại trừ nhau. Nói cách khác nghĩa là phải có tính nhất quán và không được mâu thuẫn. c. Phương pháp chứng minh Có hai phương pháp để chứng minh giả thuyết: + Chứng minh trực tiếp: Là loại chứng minh thường được sử dụng nhất trong công tác nghiên cứu khoa học, trong đó tính chân xác của giả thuyết được rút ra một cách trực tiếp từ một chuỗi liên tiếp nhiều luận cứ. 90
26. Theo logic học, vấn đề được khẳng định tính đúng một cách có cơ sở khoa học và phù hợp logic là: luận đề đúng và luận cứ đúng và luận chứng đúng – Đây chính là “phép hội logic”. Như vậy chứng minh trực tiếp là dùng những luận cứ chân thực để rút ra được những kết luận cho luận đề một cách trực tiếp. Thí dụ: Ta có thể ví dụ về sự chứng minh giả thuyết của việc “Sáng chế cột thu lôi ”(*) . Cột Ăng ten của máy viễn vọng vô tuyến ( Radiotelescope ) nằm ở những nơi mà tại đó thường hay có những cơn dông, sấm sét xảy ra thường xuyên. Để bảo vệ khỏi bị sét đánh khi thời tiết có dông tố xảy ra, thì ta phải suy nghĩ các cách khắc phục như thế nào cho tối ưu và khả thi được trong điều kiện thực tế nơi khảo sát? Theo cách chống sét thông thường thì xung quanh cây ăngten phải đặt những cột thu lôi là điều đương nhiên. Tuy vậy, khi thiết kế như cách thông thường thì cột thu lôi lại hấp thụ sóng điện từ, tạo nên một vùng có tín hiệu kém gọi là vùng “ bóng tối vô tuyến”. Như vậy, không thể nào đặt trực tiếp các cột thu lôi lên chính cây ăngten trong trường hợp này được. Do đó vấn đề đặt ra là phải làm thế nào để khắc phục được mâu thuẫn đặc biệt theo thực tế đã nêu? Như ta đã biết rằng: “Cột thu lôi làm bằng kim loại” thì sẽ dẫn điện tốt nếu nó hấp thu sóng điện từ, nhưng ngược lại nó sẽ tạo thành “bóng tối vô tuyến”. Để không hấp thụ sóng điện từ, cột thu lôi phải được làm từ các loại vật liệu cách điện (điện môi), nhưng nếu làm như vậy thì lúc đó ta không thu được sét (vì không dẫn điện) – Như vậy, để giải quyết mâu thuẫn hiện hữu trong trường hợp này, thì cột thu lôi của ta phải được chế tạo sao cho không dẫn điện trong lúc bình thường để không tạo nên “bóng tối vô tuyến”. Nhưng đồng thời cũng phải dẫn điện thật tốt khi có sét đến (lúc có cơn dông). Điều này gợi ý cho chúng ta thấy hiện tượng giống như một kết quả thực nghiệm đã được đề cập trong Vật lý học, đó là hiện tượng phóng điện trong môi trường khí kém. Do đó, để giải quyết cho vấn đề phù hợp yêu cầu đặt ra, khoa học phải được định hướng theo cơ chế này. Như ta đã biết rằng: “ Trong điều kiện bình thường chất khí không dẫn điện, tuy nhiên nếu như ta xác lập được dưới một điện trường nhất định thì chất khí sẽ bị ion hóa và (*) Phan D ũng: Làm th ế nào để sáng t ạo - Ủy ban KH và KT – HCM 1992, tr 44. 91
27. khi đó nó trở nên dẫn điện ”. Từ phương pháp suy luận như trên, tác giả đưa ra ý tưởng mới cho việc nghiên cứu của mình. Đó cũng chính là kết quả từ sự chọn đề tài cho việc sáng chế ra cột thu lôi, được tác giả trình bày như sau: “ Cột thu lôi có tính chất trong suốt đối với sóng điện từ, được chế tạo dưới dạng ống đóng kín, áp suất trong đó được lựa chọn thích hợp với những điều kiện tối thiểu của điện trường mà điện trường xác lập với điều kiện thực tế là có thể gây sét trong không gian ”. (Bằng sáng chế số 177497). + Chứng minh gián tiếp: Là phương pháp chứng minh qua một phản luận đề, hoặc dựa trên tính phi chân xác của một hiện tượng nào đó để xác định tính chân xác của luận đề đặt ra. Thông thường phương pháp chứng minh theo cách gián tiếp được chia thành hai loại như sau: - Chứng minh phản chứng: Là phương pháp chứng minh trong đó giả thuyết nêu lên được đặt câu hỏi ngược lại so với giả thuyết ban đầu. Từ cơ sở như vậy ta đi đến việc chứng minh tính phi chân xác của phản luận đề. Phép chứng minh gián tiếp dựa vào những phản luận đề như đã trình bày, nên cách lập luận này được gọi là phép chứng minh phản chứng. Thí dụ: Lấy ví dụ về việc trả lời cho câu hỏi rằng: “ có tồn tại một hành tinh nào khác có sự sống ngoài trái đất mà chúng ta đang ở hay không ?”. Để chứng minh giả thuyết đó, người ta đi từ lập luận cho rằng: “Có thể có sự sống ở nơi khác trong vũ trụ”, người ta chứng minh bằng một phản luận đề: “Sẽ là vô lý nếu khẳng định rằng trong vũ trụ bao la này, chỉ có Trái Đất là nơi duy nhất có sự sống!”. - Chứng minh phân liệt: Còn gọi là cách chứng minh bằng phương pháp loại trừ, đó cũng là một phép chứng minh gián tiếp. Cấu trúc logic của sự lập luận là dựa trên một số cơ sở nào đó thiếu chính xác, không có cơ sở khoa học để loại bỏ những luận cứ đưa ra đồng thời để khẳng định cho 92
28. một số luận cứ khác. 2. Bác bỏ giả thuyết Bác bỏ là hình thức chứng minh tính phi chân xác của một phán đoán. Trong nghiên cứu thường dựa vào những kết luận khoa học đã biết để chứng minh tính phi chân xác của giả thuyết đặt ra. Nói cách khác, nếu gọi “chứng minh ” là sự khẳng định tính chân thực của luận đề thì khái niệm “bác bỏ” là cách lập luận theo hướng ngược lại nhằm phủ định tính chân thực của luận đề đó. Để bác bỏ về một giả thuyết đưa ra, nếu ta cho là chưa chuẩn xác thì chỉ cần chứng minh bằng cách nêu ra được một trong ba yếu tố đó chưa đầy đủ cơ sở như: Hoặc luận đề sai, Hoặc là luận cứ sai Hoặc cũng có thể là luận chứng sai . Khi giả thuyết đã được “chứng minh” xong thì quá trình nghiên cứu mới được xem như là có thể kết thúc được. Ngược lại, khi giả thuyết đó bị “bác bỏ” thì người nghiên cứu phải tiếp tục thu thập thêm dữ liệu để chứng minh tiếp, hoặc xem lại giả thuyết đã đưa ra có điểm nào chưa hợp lý, hoặc nếu cần thiết thì cũng phải đặt lại hoặc xây dựng lại giả thuyết mới khác cho hợp lý hơn. Thí dụ: Để bác bỏ luận đề “Các hành tinh không quay quanh Mặt Trời” (theo thuyết Địa tâm của Ptolemée), Copernic đã chứng minh bằng phản luận đề “Các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời”. Thật vậy, trong tác phẩm “ Về sự quay của các Thiên cầu” xuất bản vào năm 1543, Copecnic đã chứng minh rằng “ Mặt Trời là bất động, là trung tâm vũ trụ. Trái Đất và các hành tinh khác đều quay quanh Mặt Trời ”. – Đó là sự ra đời của thuyết “Nhật tâm”. Điều vĩ đại nhất trong thuyết “Nhật tâm” của Copecnic là: -Ông dựa vào phương pháp luận để “bác bỏ” không chỉ đối với chuyển động quay của các Thiên thể, mà còn bác bỏ ngay cả những quan niệm khoa học lạc hậu. Quan điểm lạc hậu mang tính giáo điều của Aristote và của nền khoa học do giáo hội Thiên chúa giáo thời bấy giờ quản lý, đồng thời bác bỏ về sự phân biệt thế giới ở trên Trời và thế giới ở dưới Đất. Bác bỏ cả những vai trò cao cả của Chúa cũng như vai trò đặc biệt của Trái Đất trong Vũ trụ. 93
29. Câu hỏi ôn tập Chương 6 1. Trình bày cấu trúc logic của khái niệm: – Hình thức mở rộng và thu hẹp của khái niệm là gì? – Cho các thí dụ. 2. Cho biết mối quan hệ giữa phán đoán và câu văn; – Đặc điểm chung của phán đoán. 3. Cho biết quan hệ giữa suy luận về khái niệm và phán đoán. 4. Phân biệt rõ về suy luận diễn dịch và suy luận quy nạp – Cho ví dụ. 5. Phân tích đặc điểm giữa suy luận trực tiếp, suy luận gián tiếp và suy luận quy nạp. – Cho ví dụ. 6. Tam đoạn luận được thiết lập tuân theo quy tắc logic như thế nào? 7. Trình bày cấu trúc logic của tam đoạn luận – Cho các ví dụ minh họa. 8. Phép chứng minh trực tiếp và chứng minh gián tiếp có đặc điểm như thế nào? – Cho ví dụ. 9. Trình bày cấu trúc và quy tắc của phép chứng minh. 10. Để bác bỏ một giả thuyết ta có những cách bác bỏ như thế nào? – Cho ví dụ. 94
30. Ch ươ ng VII PH ƯƠ NG PHÁP THU TH ẬP VÀ X Ử LÝ S Ố LI ỆU A. PH ƯƠ NG PHÁP THU TH ẬP THÔNG TIN I. Ph ươ ng pháp thu th ập Ph ươ ng pháp là cách th ức, quy t ắc v ề nh ận th ức và hành động để tác độ ng vào đối t ượng nh ằm đạ t m ột m ục tiêu nh ất đị nh. Ph ươ ng pháp có tính đa d ạng, gồm nhi ều bi ện pháp. Ph ươ ng pháp do m ục tiêu, do đối t ượng nghiên c ứu, do các ph ươ ng ti ện v ật ch ất k ỹ thu ật, do các điều ki ện và hoàn c ảnh, và nh ất là do ng ười s ử d ụng quy ết đị nh. Nh ư v ậy ph ươ ng pháp thu th ập thông tin tùy thu ộc nhi ều vào n ội dung nghiên cứu, xu ất phát t ừ đó ng ười nghiên c ứu có th ể ch ọn l ựa ph ươ ng pháp phù h ợp để thu th ập và x ử lý thông tin. Để ti ến hành vi ệc thu th ập thông tin có hi ệu qu ả, thông th ường ta th ấy có các thao tác c ơ bản nh ư s ẽ trình bày d ưới đây: - Quan sát đối t ượng: Để quan sát đối t ượng, đầ u tiên ta ti ến hành vi ệc nghiên c ứu b ằng cách kh ảo sát tại hi ện tr ường, n ơi di ễn ra quá trình v ận độ ng m ột cách t ự nhiên, để quan sát nh ững v ấn đề mà ng ười nghiên c ứu mu ốn quan tâm. - Ti ến hành th ực nghi ệm: Có th ể ti ến hành tr ực ti ếp trên đối t ượng nghiên c ứu ho ặc c ũng có th ể b ằng cách mô ph ỏng gi ống nh ư quá trình di ễn bi ến trên đối t ượng kh ảo sát. - Nghiên c ứu lý thuy ết: Là m ột d ạng nghiên c ứu theo ph ươ ng pháp xã h ội. Ngh ĩa là sau khi quan sát, ta ti ến hành điều tra thâm nh ập ngay vào đối t ượng (có th ể ti ến hành m ột cách công khai, bán công khai hay không công khai). Cũng có th ể b ằng cách tr ưng c ầu ý ki ến ho ặc ph ỏng v ấn tr ực ti ếp đố i t ượng th ăm dò. Vi ệc thu th ập thông tin có th ể th ăm dò d ư lu ận tr ực ti ếp hay thông qua các phi ếu điều tra, phi ếu th ăm dò ý ki ến, ho ặc b ằng các m ẫu tr ắc nghi ệm II. Hình th ức thu th ập thông tin Ti ến hành thu th ập s ố li ệu ph ải có k ế ho ạch s ắp x ếp h ợp lý. Đố i v ới các ngành khoa hoc, ch ẳng h ạn nh ư Vật lý h ọc, trong giai đoạn này ta có th ể v ận d ụng nh ững tri th ưc vật lý để ch ọn ra m ột s ố ph ươ ng pháp thích h ợp. S ự v ận d ụng ki ến th ức V ật lý được c ụ th ể hóa ở đây, chính là cơ s ở để t ổ ch ức vi ệc kh ảo sát, đị nh h ướng vi ệc ghi nh ận d ữ li ệu thông tin m ột cách sáng t ạo và có hi ệu qu ả. T ươ ng ứng v ới vi ệc thu th ập thông tin hợp lý, ta s ẽ có được nh ững ph ươ ng pháp 95
31. nh ận th ức khoa h ọc chính xác trong m ối liên h ệ h ữu c ơ g ắn bó ch ặt ch ẽ v ới nhau. Không ch ỉ đối v ới V ật lý h ọc mà nhi ều ngành khoa h ọc khác c ũng v ậy. Nếu v ận d ụng tốt ph ươ ng pháp thu th ập, đồ ng th ời ph ối h ợp được v ới các ph ươ ng pháp nh ận th ức có c ơ s ở khoa h ọc – sẽ cho ta h ướng gi ải quy ết v ấn đề đặ t ra m ột cách thích h ợp nh ư được mô t ả theo sơ đồ d ưới đây (Hình 8). Các ph ươ ng pháp khác t ươ ng t ự nh ư s ẽ được trình bày d ưới đây không nh ững ch ỉ áp dụng cho vi ệc thu nh ận thông tin trong nghiên c ứu V ật lý, Thiên v ăn h ọc mà còn có th ể dùng chung cho nhi ều ngành khoa h ọc khác n ữa – Đó là y ếu t ố c ơ b ản c ần thi ết cho công vi ệc nghiên c ứu, thông th ường ng ười quan sát t ự ch ọn cho mình m ột s ố ph ươ ng pháp riêng, nh ưng nhìn chung ta thấy có m ột s ố ph ươ ng pháp ph ổ bi ến nh ư: 1. Ph ươ ng pháp thu nh ận h ệ th ống Thu nh ận theo h ệ th ống là l ối ti ếp c ận thông tin, phân tích m ột cách có h ệ th ống khoa h ọc. Để th ực hi ện t ốt ph ươ ng pháp này, ng ười nghiên c ứu c ần ph ải có m ột cái nhìn bao quát, hình dung ra được v ấn đề có tính h ệ th ống , th ống nh ất v ề trình t ự để đáp ứng đầ y đủ d ữ li ệu ph ục v ụ cho công trình. Một ph ươ ng pháp h ệ th ống th ường được đặ c tr ưng b ởi nh ững đặ c điểm sau: - Hệ th ống luôn luôn ph ải có th ể phân chia được thành các phân h ệ. M ỗi phân hệ đặ c tr ưng b ởi m ột m ục tiêu b ộ ph ận mang tính độ c l ập t ươ ng đối, nh ưng nó c ũng ph ải ph ục v ụ cho mục tiêu t ổng th ể chung. 96
32. Th ực ti ễn – Hư ớng nghiên c ứu – Vốn tri th ức Vấn đề CÁC PP t ươ ng t ự PHƯƠNG PP gi ả thuy ết PHÁP THU THẬP THÔNG TIN PP th ực nghi ệm PP mô hình PP mô hình hóa PP th ực nghi ệm tư duy PP logic Phương pháp xử lý số liệu Hình 8 : Mô hình v ận d ụng ph ươ ng pháp thu th ập thông tin với nh ận th ức khoa h ọc trong gi ảng d ạy vật lý h ọc. - Một h ệ th ống mang tính logic thì ph ải được bi ểu di ễn d ưới d ạng m ột mô hình hay s ơ đồ c ụ th ể, ch ẳng h ạn nh ư “s ơ đồ phân h ệ”, “ sơ đồ hình cây ” ho ặc gi ống nh ư các th ư m ục được s ắp x ếp trong tin h ọc – để tìm thông tin trong các th ư mục ta n ắm v ững v ề “cây th ư mục” nh ư d ưới đây (hình 9). Ngoài ra tính “h ệ th ống” của v ấn đề nghiên c ứu luôn đặc tr ưng b ằng s ự k ết h ợp được cùng nhau ho ặc có s ự tươ ng tác cùng nhau gi ữa các phân h ệ. 97
33. A1 A2 B1 B2 Hình 9: Sơ đồ hình cây Có th ể l ấy m ột s ố ví d ụ nh ư: Trong V ật lý h ọc, để tìm hi ểu v ề “ Hàm Entropy” ( đặc tr ưng cho m ức độ h ỗn lo ạn c ủa các phân t ử), ta có th ể kh ảo sát theo hai h ướng b ằng: “Ph ươ ng pháp th ống kê” ho ặc ph ươ ng pháp “Nhi ệt độ ng h ọc” nh ư mô hình 10 d ưới đây: Chu tr×nh Carnot PP NhiÖt ®éng NhiÖt l−îng Hµm tr¹ng th¸i ENTROPY Vi th¸i, vÜ th¸i §éng häc ph©n tö XS NhiÖt ®éng Chu tr×nh Boltzmann Hình 10 : Mô hình “cây” để tìm hi ểu “Hàm Entropy” Ho ặc l ấy ví d ụ v ề: Cấu trúc “cây th ư m ục” trong h ệ điều hành DOS. T ừ th ư m ục cao nh ất là th ư m ục ngu ồn ( Root Dir ), ngay d ưới th ư m ục ngu ồn là các th ư m ục con ( Subdirectory ), d ưới các th ư m ục con là các ch ươ ng trình, d ữ li ệu. - Ngoài ra, tính h ệ th ống ph ải luôn luôn có s ự th ống nh ất nhau, ngh ĩa là s ự th ống nh ất v ề tính ch ất điều khi ển. Theo Rogor E.I. , s ự th ống nh ất c ũng có th ể được bi ểu di ễn d ưới d ạng m ột s ơ đồ điều khi ển h ọc (nh ư hình 11) d ưới đây: 98
34. §Çu vµo §Çu ra VÊn ®Ò khoa häc Nhµ nghiªn cøu Hình 11 : S ơ đồ điều khi ển h ọc c ủa h ệ th ống Sơ đồ điều khi ển h ọc được s ử d ụng nhi ều trong nghiên c ứu th ực nghi ệm, nh ất là đối v ới Vật lý h ọc. Ch ẳng h ạn nh ư đối v ới “ Điện t ử - Bán d ẫn”, trong các s ơ đồ m ạch điện ta có hi ện tượng ph ản h ồi (feedback). Ho ặc trong vi ệc ch ế t ạo các v ật li ệu c ảm bi ến, thí d ụ nh ư để ch ế t ạo m ạch điều khi ển t ự động theo t ốc độ gió. Ta thi ết k ế theo s ơ đồ kh ối g ồm có các kh ối ch ức n ăng nh ư: b ộ c ảm bi ến (Sensor), b ộ bi ến điệu (Modifier), b ộ chuy ển đổ i ho ạt độ ng (Actuator), được thi ết k ế theo s ơ đồ điều khi ển học nh ư (hình 12) d ưới đây: Cảm biến Bộ điều Bộ dẫn bi ến động Hình 12 : S ơ đồ kh ối b ộ điều khi ển t ự độ ng Ho ặc để tìm hi ểu v ề các ph ươ ng pháp phân tích một mạch điện trong “ Điện k ỹ thu ật”, ta có th ể thu nh ận thông tin qua nhi ều cách gi ải một bài toán v ề mạch điện trên một cách h ệ th ống theo s ơ đồ “ điều khi ển h ọc” (hình 13) d ưới đây: PP dòng đi ện nhánh PP dòng đi ện vòng PP phân tích m ạch PP đi ện áp hai nút PP x ếp ch ồng Hình 13 : S ơ đồ thông tin v ề phân tích m ạch 99
35. 2. Ph ươ ng pháp thu nh ận thông tin định tính và định l ượng Thông tin thu nh ận được có thể đặ c tr ưng d ưới d ạng đị nh tính ho ặc đị nh l ượng. Dù thông tin mang b ản ch ất là định tính hay đị nh l ượng, nó c ũng ph ải nh ắm vào m ục đích cu ối cùng là ph ục v ụ cho s ự nh ận th ức rõ ràng được b ản ch ất c ủa các s ự v ật mà ta quan tâm. Thí d ụ: Johannes Kepler là nhà V ật lý, sau khi ti ếp nh ận các s ố li ệu quan sát Thiên v ăn c ủa nhà Thiên v ăn h ọc l ỗi l ạc là Tycho Brahe, để có thông tin mang tính đị nh l ượng và tính chính xác cao. Ông đã th ực hi ện các phép tính làm đi làm l ại để gi ải m ột bài toán trên 70 lần, t ốn h ơn hàng ngàn trang gi ấy. V ới m ục đích xác đị nh qu ỹ đạ o c ủa Sao H ỏa, đây cũng là m ột cách thu nh ận thông tin mang tính đị nh l ượng nh ằm ph ục v ụ cho quá trình nh ận th ức chân lý khoa h ọc. 3. Ph ươ ng pháp thu nh ận có tính l ịch s ử - Là ph ươ ng pháp đúc k ết các kinh nghi ệm l ịch s ử, xác đị nh ra quy lu ật đã phát tri ển trong quá kh ứ, đồ ng th ời để rút ra được nh ững k ết lu ận h ữu ích cho hi ện tại. C ũng t ừ đó ng ười ta định h ướng d ự ki ến cho kh ả n ăng phát tri ển trong t ươ ng lai. - Đối t ượng nghiên c ứu th ường là các s ự ki ện, hi ện tượng, v ấn đề l ịch s ử. Đố i t ượng có th ể là s ự v ật t ự xu ất hi ện trong su ốt quá trình hình thành, s ự vi ệc đang di ễn bi ến hay k ết thúc của một v ấn đề . C ũng có th ể là nh ững t ồn t ại khách quan trong nh ững th ời gian và không gian nh ất đị nh v ới các m ối quan h ệ bên trong và bên ngoài. T ừ v ấn đề đặ t ra, ta đi sâu vào b ản ch ất của s ự ki ện, đánh giá v ề m ặt ch ủ quan s ơ b ộ trong quá trình phát tri ển. - Ph ươ ng pháp ti ếp c ận l ịch s ử th ường s ử d ụng theo các ti ến trình nh ư sau: + Tìm ki ếm, s ưu t ầm t ư li ệu của quá kh ứ, đặc bi ệt c ần chú ý đến các v ấn đề ch ưa được khai thác một cách đầy đủ . Ch ẳng h ạn nh ư: Michael Faraday (1791-1867) là nhà th ực nghi ệm n ổi ti ếng v ề Điện từ h ọc. Sau khi s ưu t ầm các thí nghi ệm c ủa các nhà khoa h ọc tr ước v ề tính ch ất điện t ừ, ông th ấy có nh ững v ấn đề ch ưa được khai thác đầ y đủ . Trong thí nghi ệm c ủa Oersted “ Khi cho dòng điện ch ạy qua m ột dây d ẫn thì chúng s ẽ tác d ụng l ực lên kim nam châm làm cho nó quay ”, ông suy ngh ĩ r ằng n ếu ti ến hành theo chi ều ng ược l ại thì hi ện t ượng trên s ẽ nh ư th ế nào? Th ật v ậy, trong thí nghi ệm theo chi ều ng ược này ông đã mang l ại cho nhân lo ại một tri th ức khoa h ọc có ý ngh ĩa cực k ỳ v ĩ đạ i. Đó là vi ệc “bi ến đổ i từ tr ường thành điện tr ường” trong hi ện t ượng “C ảm ứng điện T ừ”. Đây là vi ệc th ực hi ện v ấn đề mà ch ưa được ai phát hi ện. + Ki ểm đị nh các t ư li ệu, s ự ki ện, các k ết lu ận l ịch s ử b ằng ph ươ ng pháp đánh giá khoa 100
36. học. Thí d ụ: Qua ph ươ ng pháp ti ếp c ận l ịch s ử, nhà V ật lý James Clerk Maxwell đã d ựa theo tư t ưởng và ph ươ ng pháp c ủa Faraday để phát tri ển lý thuy ết v ề “Tr ường điện từ”. Ông đã thành công trong vi ệc xây d ựng lý thuy ết v ề Điện từ h ọc b ằng các ngôn ng ữ toán h ọc đó là các “Thu ật toán” trong V ật lý. Nh ư v ậy, sau khi ki ểm đị nh các s ự ki ện thí nghi ệm v ề Điện từ, Maxwell đã hoàn ch ỉnh t ư t ưởng c ủa Faraday v ề m ặt toán học. Đó là s ự ra đờ i c ủa h ệ các ph ươ ng trình Maxwell v ề Tr ường Điện từ nh ờ vào các s ự ki ện l ịch s ử. + Khôi ph ục các s ản ph ẩm, t ư li ệu, s ự ki ện l ịch s ử. + Phân tích dữ ki ện, x ử lý s ố li ệu thu th ập được, và đối chi ếu các t ư li ệu thông tin đã bi ết. Ng ười nghiên c ứu s ử d ụng ph ươ ng pháp l ịch s ử, c ần nh ận th ức r ằng các s ự ki ện, hi ện tượng v ấn đề l ịch s ử là đã x ảy ra r ồi. Ph ươ ng pháp hồi c ứu cũng là m ột hình th ức t ươ ng t ự nằm trong ph ạm trù c ủa ph ươ ng pháp l ịch s ử. 4. Ph ươ ng pháp thu nh ận t ừ vi ệc đố i chi ếu Ti ếp c ận so sánh là ph ươ ng pháp cho phép quan sát s ự v ật trong m ối t ươ ng quan v ới nhau. Trong ph ươ ng pháp này, ng ười nghiên c ứu th ường ch ọn m ột h ệ v ật làm chu ẩn để so sánh đối chi ếu v ới đố i t ượng c ần nghiên c ứu. Nhóm chu ẩn còn được g ọi là nhóm ch ứng ho ặc m ẫu đố i ch ứng. Ph ươ ng pháp này để thu nh ận thông tin cá bi ệt trên t ừng đố i t ượng, đồ ng th ời so sánh v ới v ật ch ứng s ẽ d ẫn đế n các kết lu ận cu ối cùng, đó là vi ệc đưa ra nh ận th ức có bản sắc riêng c ủa s ự v ật. Cũng nh ư trong V ật lý, Y học vi ệc nghiên c ứu trong Đị a lý, Sinh h ọc, Môi tr ường và nhi ều ngành khoa h ọc khác ch ủ y ếu cũng dựa vào ph ươ ng pháp này. Ch ẳng h ạn, khi kh ảo sát ngu ồn tác nhân nào đó tác động lên đối t ượng nghiên c ứu, thông th ường ta s ử d ụng ph ươ ng pháp so sánh để kh ảo sát trên hai nhóm đối t ượng: đó là nhóm đối ch ứng và nhóm thí nghi ệm. Nhóm đố i ch ứng là nhóm sinh ho ạt ở tr ạng thái bình th ường, ch ưa có s ự tác độ ng nào vào h ệ. Còn nhóm nghiên c ứu là nhóm sinh ho ạt dưới tác dụng c ủa các ngu ồn tác nhân. 5. Ph ươ ng pháp thu nh ận qua phân tích và t ổng h ợp Ph ươ ng pháp này nh ằm phân tích s ự v ật thành t ừng b ộ ph ận có b ản ch ất khác bi ệt. Vi ệc phân tích c ũng có ngh ĩa nh ư là s ự phân chia đố i t ượng ra thành các ph ần độ c l ập. Ng ược l ại, 101
37. tổng h ợp là tìm m ối liên h ệ t ất y ếu gi ữa toàn b ộ các ph ần t ử riêng l ẻ mà ta đã phân tích. S ự tổng h ợp d ữ ki ện để đưa ra quan điểm khái quát h ơn đối v ới s ự v ật. Vi ệc t ổng h ợp là s ự k ết hợp t ất c ả các đố i t ượng nghiên c ứu có tính đồ ng nh ất ho ặc n ối k ết các đố i t ượng dùng cho các ho ạt độ ng k ế c ận. Sự k ế c ận ở đây nên hi ểu theo ngh ĩa là có m ối quan h ệ cùng nhau, b ổ sung cho nhau, dựa trên c ơ s ở cùng chung m ột ý t ưởng, cùng tính ch ất ho ặc cùng chung m ột ch ức n ăng nào đó Thí dụ: Hertz là m ột nhà V ật lý n ổi ti ếng v ề Điện từ h ọc. Ông đã s ử d ụng ph ươ ng pháp phân tích để nghiên c ứu v ấn đề : “Sự t ồn t ại m ối quan h ệ gi ữa l ực điện độ ng và s ự phân c ực điện môi ”. Dựa vào hi ện t ượng c ộng h ưởng, b ằng “bộ rung và b ộ c ộng h ưởng”, ông đã xác định tính ch ất thu phát sóng t ại các kho ảng cách khác nhau. Theo k ết qu ả phân tích c ủa Hertz: “N ếu b ộ thu tín hi ệu cách b ộ phát sóng d ưới 1 mét thì s ự phân b ố l ực điện gi ống nh ư “Tr ường c ủa m ột l ưỡng c ực điện”, nh ưng n ếu kho ảng cách l ớn h ơn 3 mét “Tr ường” s ẽ gi ảm ch ậm. Còn n ếu phát theo các ph ươ ng khác nhau thì s ự bi ến đổi trên m ỗi ph ươ ng c ũng khác nhau”. Nh ư v ậy dựa trên lý thuy ết điện t ừ c ủa Maxwell, Hertz đã thu nh ận được k ết qu ả kh ả quan nh ờ vào phân tích các d ữ li ệu nghiên c ứu được. Ng ược l ại, sau khi t ổng h ợp các k ết qu ả thu nh ận t ừ th ực nghi ệm, ông đã ki ểm ch ứng và vi ết l ại h ệ ph ươ ng trình Maxwell d ưới d ạng đơ n gi ản, d ễ dàng tính toán h ơn. III. Ph ươ ng pháp nghiên c ứu lý thuy ết Nghiên c ứu lý thuy ết là lo ại hình nghiên c ứu có tính đa d ạng, phong phú bao g ồm nhi ều hình th ức khác nhau nh ư: nghiên c ứu t ư li ệu, xây d ựng khái ni ệm, l ịch s ử nghiên c ứu mà ng ười tr ước đã làm. Thông tin nghiên c ứu thu th ập có th ể là nh ững khái ni ệm, quy lu ật, đị nh lu ật, đị nh lý, t ư li ệu, s ố li ệu v.v đã được các tác gi ả tr ước để l ại. 1. N ội dung c ần thu th ập - Thu ật ng ữ, khái ni ệm: Được xem là nh ững ngôn ng ữ thu ộc l ĩnh v ực khoa h ọc mà ta mu ốn thâm nh ập, ho ặc là các tiên đề quan tr ọng c ần thi ết cho ch ủ đề nghiên c ứu. Xây d ựng khái ni ệm là s ự phát tri ển ti ếp t ục c ủa nh ận th ức. Nh ư v ậy, d ựa trên nguyên tắc l ựa ch ọn ngôn t ừ để di ễn đạ t khái ni ệm. 102
38. - Lựa ch ọn thu ật ng ữ: Ng ười nghiên c ứu t ự mình đặt ra thu ật ng ữ m ới ch ưa có để di ễn đạ t khái ni ệm. Vi ệc đặ t thu ật ng ữ ph ải được ch ọn l ọc, cân nh ắc v ề ng ữ ngh ĩa, không làm tùy ti ện. L ưu ý r ằng, n ếu mà ngôn t ừ có tính nh ất nguyên, tính đơ n tr ị trong nội hàm thì s ẽ làm sáng t ỏ thu ật ng ữ và đảm b ảo tính chính xác trong vi ệc x ử lý thông tin. Thí d ụ: Trong V ật lý h ọc ch ẳng h ạn, ta tìm hi ểu v ề m ột s ố cách xây d ựng khái ni ệm ho ặc cách l ựa ch ọn thu ật ng ữ m ới khi “ Cơ h ọc c ổ điển Newton ” ra đời. Th ời b ấy gi ờ, các nhà khoa h ọc đưa ra nhi ều khái ni ệm v ề c ơ h ọc, nh ưng ch ưa được đị nh ngh ĩa ch ặt ch ẽ. Một s ố thu ật ng ữ, ch ẳng h ạn nh ư: “ Lực”, “Lượng v ật ch ất”, “Lượng chuy ển độ ng ”, “Ho ạt l ực” mà m ỗi tác gi ả nêu lên đều được hi ểu theo m ột ngh ĩa khác nhau. Issac Newton (1642-1727) đã b ắt đầ u công trình nghiên c ứu c ủa mình b ằng vi ệc đư a ra các định ngh ĩa v ề nh ững khái ni ệm mới mang tính cơ b ản cho c ơ h ọc ch ất điểm. Nh ững đị nh ngh ĩa này được ch ọn l ọc một cách ch ặt ch ẽ, th ậm chí đế n ngay nay v ẫn còn có ý ngh ĩa và v ẫn được ch ấp nh ận trong khoa h ọc. Ch ẳng h ạn nh ư: * Khái niệm “ Lượng v ật ch ất” hay còn g ọi là “ Kh ối l ượng ”: Theo định ngh ĩa c ủa Newton là s ố đo v ật ch ất, là đại l ượng t ỉ l ệ v ới kh ối l ượng riêng và th ể tích c ủa v ật. * Khái ni ệm “ Quán tính ”: theo định ngh ĩa c ủa Newton là kh ả n ăng v ốn có c ủa v ật ch ất, ch ống l ại s ự thay đổi tr ạng thái trong cơ h ọc. Đạ i l ượng này luôn t ỉ l ệ v ới kh ối l ượng. * Khái ni ệm “ Động l ượng ” là s ố đo chuy ển độ ng, đây là m ột đạ i l ượng đặ c tr ưng cho chuy ển độ ng, có độ l ớn t ỉ l ệ v ới kh ối l ượng và v ận t ốc. * Khái ni ệm “ Lực”: theo ông đây là m ột khái ni ệm r ất quan tr ọng trong c ơ h ọc. Newton định ngh ĩa r ằng: “L ực là sự tác d ụng được th ực hi ện lên m ột v ật để làm thay đổi tr ạng thái đứ ng yên ho ặc chuy ển độ ng th ẳng đề u c ủa v ật. Do đó, lực là nguyên nhân gây ra gia t ốc (s ự thay đổ i của v ận t ốc)”. Mặt khác, để đặ c tr ưng cho s ố đo v ề chuy ển độ ng, các nhà khoa h ọc đã g ặp ph ải khó kh ăn khi tranh lu ận gi ữa hai khái ni ệm “ Động l ượng ” và “ Ho ạt l ực”. Vi ệc th ừa nh ận thu ật ng ữ mới về s ố đo đó, thì: M ột phái theo Descartes ch ỉ ch ấp nh ận khái ni ệm v ề “ Độ ng l ượng”, còn phái theo Leibniz ch ỉ công nh ận khái ni ệm “Ho ạt l ực”. Để lựa ch ọn thu ật ng ữ C ơ h ọc cho ngành V ật lý, các nhà khoa h ọc đã tranh cãi trong nhi ều n ăm li ền để ch ọn ra được m ột khái ni ệm th ật s ự chính xác. - Tư li ệu: 103
39. Ngu ồn t ư li ệu có th ể r ất đa d ạng, phong phú. Các t ư li ệu liên quan đến đề tài nghiên c ứu nh ư: các thông tin t ư li ệu l ưu tr ữ, các s ố li ệu b ảng bi ểu th ống kê. Ngoài ra có th ể thu th ập d ữ li ệu qua các nhân ch ứng s ống được g ọi là nh ững t ư li ệu s ống. Các thông tin c ủa ngu ồn t ư li ệu có th ể được thu th ập từ các lo ại t ạp chí, báo cáo khoa học chuyên ngành, tác ph ẩm khoa h ọc có liên quan. Tư li ệu c ũng có th ể l ấy t ừ các sách chuyên môn, chuyên kh ảo, t ạp chí khoa h ọc chuyên ngành ho ặc các ngành khoa h ọc có liên quan gần ho ặc xa v ới vấn đề mà ng ười nghiên c ứu đang quan tâm. Ngoài ra t ư li ệu c ũng có th ể là các s ố li ệu ghi nh ận t ừ các công trình tr ước. Tóm l ại, vi ệc thu th ập d ữ li ệu thông tin được tích l ũy t ừ nhi ều ngu ồn khác nhau nh ư: - Cơ s ở lý thuy ết có liên quan đến ch ủ đề mà ng ười nghiên c ứu quan tâm. - Các thành t ựu đã đạt được c ủa nh ững nhà nghiên c ứu tr ước. - Kết qu ả đã được công b ố trên các t ạp chí, trong các t ập san khoa h ọc. - Số li ệu th ống kê c ủa các công trình khoa h ọc, trong t ừng giai đoạn. 2. Phân tích d ữ li ệu Phân tích t ư li ệu nh ằm để khai thác các khía c ạnh thông tin khác nhau c ủa tài li ệu. Vi ệc phân tích tài li ệu có th ể ti ến hành b ằng nhi ều ph ươ ng pháp khác nhau để thu nh ận thông tin nh ư: - Phân tích ngo ại diên để xem t ư li ệu có đủ độ tin c ậy, đủ y ếu t ố khách quan và có tính xác th ật không? - Phân tích nội hàm để tìm hi ểu n ội dung, b ản ch ất xác th ật c ủa t ư li ệu. - Phân tích bằng ch ứng để xem xét các sai ph ạm ch ủ quan, khách quan. Nh ững thi ếu sót mà nhi ều tác gi ả khác đi tr ước do vô ý hay s ơ su ất đã v ấp ph ải trong quá trình nghiên c ứu. Để thu nh ận được các thông tin th ật s ự có giá tr ị khoa h ọc, ta có th ể phân tích t ư li ệu thu th ập được theo nhi ều m ục tiêu khác nhau, ch ẳng h ạn: * Phân tích ngu ồn trong các t ư li ệu nh ư: - Tạp chí và báo cáo khoa h ọc chuyên môn: để tìm lu ận c ứ chuyên ngành - Tác ph ẩm khoa h ọc: để cung c ấp v ề m ặt lu ận c ứ lý thuy ết. - Tạp chí và báo cáo khoa h ọc khác (ngoài ngành): để phát tri ển t ầm hi ểu bi ết sâu rộng c ủa v ấn đề nghiên c ứu. Nh ờ vào t ạp chí này ta s ẽ có nh ững thông tin liên quan trên nhi ều ph ươ ng di ện. - Tài li ệu l ưu tr ữ: là các tài li ệu ho ặc thông tin ít được l ưu hành và công b ố trên 104
40. báo chí. - Thông tin đại chúng bao g ồm c ả các đặ c san, b ản tin, báo chí * Phân tích tác gi ả: Mỗi tác gi ả có m ột cách nh ận xét k ết qu ả, có m ột quan điểm, cách nhìn khác bi ệt nhau tr ước đố i t ượng nghiên c ứu. T ừ các k ết qu ả ghi nh ận được m ỗi tác gi ả c ũng có th ể đư a ra các nh ận xét không ai gi ống ai hoàn toàn, tùy thu ộc vào m ục đích mà mình quan tâm. Xét v ề tính ch ất, đặ c điểm v ề m ối liên h ệ v ới tác gi ả ta có th ể phân lo ại nh ư: - Tác gi ả trong cu ộc hay ngoài cu ộc - Tác gi ả cùng chuyên môn hay khác chuyên ngành - Tác gi ả trong n ước hay ngoài n ước - Tác gi ả đươ ng th ời hay bậc ti ền b ối. * Phân tích n ội dung: Sự phân tích theo n ội dung tùy thu ộc nhi ều vào m ục tiêu và ph ươ ng pháp thu nh ận lượng thông tin (nh ư đã trình bày trên), tuy nhiên vi ệc phân tích ph ải được th ực hi ện theo cùng m ột trình t ự nh ất đị nh, có c ơ s ở v ề m ặt logic hình th ức c ũng nh ư logic bi ện ch ứng. 3. T ổng h ợp tài li ệu Tổng h ợp tài li ệu là s ự t ổng h ợp v ề t ất c ả các thông tin thu th ập được. Vi ệc t ổng h ợp nh ằm vào m ục đích: - Bổ sung tri th ức, t ư li ệu - Ch ọn l ọc tài li ệu (v ấn đề c ần thi ết) ph ục v ụ cho vi ệc phát tri ển quy lu ật. - Sắp x ếp tài li ệu tùy theo m ục đích, theo niên đại, theo ti ến trình, theo quan h ệ để so sánh m ối t ươ ng quan gi ữa chúng v ới nhau, s ự t ươ ng h ỗ gi ữa ng ười nghiên c ứu và các tác gi ả khác. - Tái hi ện quy lu ật: Trong l ịch s ử phát tri ển v ật lý h ọc, ph ươ ng pháp tái hi ện hay ph ươ ng pháp t ươ ng tự đã có ý ngh ĩa to l ớn. Th ực t ế cho th ấy ph ươ ng pháp này nhi ều l ần giúp cho các nhà khoa h ọc xây d ựng lên nh ững lý thuy ết m ới, đề xu ất ra nh ững t ư t ưởng m ới t ầm c ỡ. Thí d ụ nh ư: “Quang hình h ọc” được xây d ựng trên c ơ s ở c ủa s ự tái hi ện lại s ự t ươ ng ứng gi ữa tia sáng và m ột chùm h ạt ánh sáng. Còn “ Quang h ọc sóng ” được xây d ựng trên c ơ s ở c ủa s ự tái hi ện lại s ự t ươ ng ứng gi ữa sóng ánh sáng và sóng c ơ h ọc. Từ vi ệc tái hi ện l ại quá trình di ễn ti ến đã giúp ích nhi ều cho ng ười nghiên c ứu đề ra gi ả 105
41. thuy ết, đưa ra được các mô hình khoa h ọc. S ự tái hi ện quy lu ật là m ột y ếu t ố kích thích vi ệc nghiên cứu và làm v ững tin h ơn l ập lu ận gi ả thuy ết khoa h ọc. - Gi ải thích quy lu ật: Bắt đầ u t ừ vi ệc nh ận d ạng quy lu ật để r ồi ti ếp t ục theo nó để gi ải thích quy lu ật. Đó là con đường bi ện ch ứng logic giúp nhà khoa h ọc hi ểu rõ b ản ch ất c ủa v ấn đề ho ặc hi ện t ượng nghiên c ứu. Trong quá trình gi ải thích v ấn đề , luôn luôn ph ải k ết h ợp ch ặt ch ẽ v ới các ph ươ ng pháp gi ả thuy ết, mô hình hóa. Ph ối h ợp ch ặt ch ẽ gi ữa lý thuy ết và th ực nghi ệm để đưa ra nh ững nh ận xét, k ết lu ận sâu h ơn v ề b ản ch ất quy lu ật, hoàn toàn phù h ợp logic khoa học. 4. Tóm t ắt khoa h ọc Tóm t ắt khoa h ọc là công vi ệc th ực hi ện lại vi ệc rút ra điểm c ốt y ếu v ề sự vi ệc, n ội dung của m ột công trình nghiên c ứu khoa h ọc. Các b ản tóm t ắt th ường là lo ại s ản ph ẩm để công b ố kết qu ả nghiên c ứu. M ục đích ch ủ y ếu c ủa tóm t ắt là để đưa ra nh ững ý t ưởng, n ội dung và cách x ử lý thông tin, phân tích n ội dung trao đổ i c ần thi ết cho vi ệc nghiên c ứu. Vi ệc tóm t ắt khoa h ọc được th ể hi ện d ưới nhi ều hình th ức và ch ủ đích khác nhau, ch ẳng h ạn: - Tóm t ắt m ột đề tài , m ột bài báo, m ột ấn ph ẩm. - Tóm t ắt theo ch ủ đề , đề m ục nghiên c ứu có s ự quan tâm c ủa nhi ều tác gi ả khác nhau. - Tóm t ắt theo tác gi ả, nhi ều công trình nghiên c ứu c ủa cùng m ột tác gi ả. - Tóm t ắt m ột hội ngh ị khoa h ọc. Nội dung c ủa m ột b ản tóm t ắt khoa h ọc. Để trình bày nội dung m ột b ản tóm t ắt, ta c ần ph ải làm cho n ổi b ật lên được m ột s ố v ấn đề chính nh ư s ẽ trình bày d ưới đây: - Gi ới thi ệu chung (tên đề tài, m ục tiêu, tác gi ả ho ặc h ội ngh ị) - Tóm t ắt các ý ki ến, l ời bàn lu ận, lý lu ận trong tài li ệu (lu ận đề , lu ận c ứ, lu ận ch ứng) - Nêu lên s ự đóng góp c ủa tác gi ả trong vi ệc th ực hi ện đề tài nghiên c ứu (v ề ph ươ ng pháp, quy trình, ch ỉ tiêu th ực nghi ệm) - Nh ận xét c ủa tác gi ả (ng ười nghiên c ứu) v ề cái m ới, h ướng nghiên c ứu m ới, ph ươ ng pháp ti ếp c ận, ph ươ ng pháp nghiên c ứu, đồ ng th ời đưa ra l ời bình lu ận v ề cái m ới c ủa đề tài. - Phát hi ện nh ững đặ c điểm, m ặt m ạnh, m ặt y ếu c ủa nh ững nghiên c ứu đã được các tác gi ả khác công b ố tr ước đó. IV. Ph ươ ng pháp nghiên c ứu th ực nghi ệm 1. Vai trò, v ị trí c ủa ph ươ ng pháp th ực nghi ệm 106
42. Th ực nghiệm là ph ươ ng pháp nh ận th ức khoa h ọc, trong đó ng ười nghiên c ứu đưa ra điều ki ện xác đị nh để tìm hi ểu quá trình di ễn bi ến c ủa hi ện t ượng. T ừ thí nghi ệm, th ử thay đổ i một vài thông s ố ho ặc nh ững điều ki ện khác nhau để xem hi ện t ượng thay đổ i th ế nào? Th ực nghi ệm là s ự quan sát để phát hi ện b ản ch ất c ủa s ự v ật ho ặc hi ện t ượng và cu ối cùng là để đặ t gi ả thuy ết ho ặc ki ểm ch ứng gi ả thuy ết đã đặt ra. Nói cách khác: “Ph ươ ng pháp th ực nghi ệm” là ph ươ ng pháp thu l ượm thông tin b ằng cách s ắp đặ t các điều ki ện để s ự vật tái hi ện t ươ ng t ự, b ộc l ộ nguyên tr ạng nh ững quy lu ật t ự nhiên c ủa chúng. Nh ờ th ực nghi ệm, ng ười nghiên c ứu có th ể ki ểm tra, c ủng c ố và xây d ựng nên các lý thuy ết l ượng tri th ức m ới. Nghiên c ứu th ực nghi ệm có th ể được ti ến hành trên đối t ượng th ực t ế ho ặc c ũng có th ể mô ph ỏng trên các mô hình. Các mô hình gi ả đị nh được t ạo ra theo m ột s ố ch ỉ tiêu, tham s ố do ng ười nghiên c ứu kh ống ch ế, sao cho phù h ợp v ới đố i t ượng và có b ản ch ất tươ ng t ự nh ư trình t ự di ễn ti ến trên đối t ượng th ật. Ph ươ ng pháp th ực nghiệm không nh ững áp d ụng nhi ều trong khoa h ọc t ự nhiên, khoa h ọc k ỹ thu ật, y h ọc, công ngh ệ mà còn cho c ả khoa h ọc xã hội và nhi ều l ĩnh v ực khoa h ọc khác. Về m ặt logic h ọc, nghiên c ứu th ực nghi ệm c ũng là m ột công vi ệc được ti ến hành theo ph ươ ng pháp lo ại suy. Lo ại suy m ột cách logic đi t ừ s ự phân tích m ột cái riêng này đến s ự phán đoán v ề m ột cái riêng khác. V ới khái ni ệm nh ư phân tích trên ta th ấy rõ v ị trí c ủa ph ươ ng pháp th ực nghi ệm trong quá trình nh ận th ức khoa h ọc, m ục tiêu chính c ần l ưu ý là ở ch ỗ ng ười nghiên c ứu có th ể: - Đề xuất một tri thức mới, một định luật mới về thực nghiệm được xây dựng dựa trên những dữ kiện đã ghi nhận được. Sự phán đoán để lý giải về hiện tượng một cách phù hợp, trang bị về mặt lý thuyết dựa trên những nghiên cứu của người nghiên cứu. - Cung cấp những bằng chứng từ kết quả thực nghiệm, nhờ đó có thể đối chiếu, khẳng định giá trị của tri thức mới, hợp thức hoá nội dung và kết quả sao cho phù hợp so với phương pháp lý thuyết. - Cung c ấp nh ững b ằng ch ứng th ực nghi ệm để t ừ đó người nghiên c ứu d ễ dàng ch ỉnh lý, b ổ sung cho các mô hình không phù h ợp. Rút kinh nghi ệm c ủa ph ươ ng pháp th ực nghi ệm ta s ẽ đề xu ất thêm nh ững gi ả thuy ết, nh ững lý thuy ết m ới cho phù h ợp. Nhiệm vụ trung tâm của công tác thực nghiệm là sự quan sát, đo đạc, so sánh quá trình diễn biến của hiện tượng trong điều kiện hoàn toàn xác định. Từ thực tế, chủ động thay đổi các điều kiện thí nghiệm để làm lộ rõ những quy luật của tự nhiên và quan hệ xã hội. 107
43. Như vậy trong phương pháp thực nghiệm có bao hàm việc khảo sát, đo đạc, đối chiếu sự vật với tư cách là những thủ thuật trong nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, nếu xét một cách riêng biệt thì vấn đề chính yếu của quá trình nhận thức – đó là xuất phát từ những thủ thuật đặc thù của chuyên môn ta cũng có thể phát triển lên thành những phương pháp nhận thức độc lập khác nữa. Để hiểu rõ hơn vai trò và vị trí của phương pháp thực nghiệm, có thể quan sát mô hình diễn tiến như sơ đồ (hình 14) dưới đây. Với nhiều thủ pháp khác nhau, ta có thể thu được nhiều số liệu theo yêu cầu bằng cách: - Tách riêng từng phần: đây là một trong các thủ pháp để tạo thuận lợi cho người nghiên cứu. + Nguyên tắc phân nhỏ có nội dung là sự phân chia đối tượng nghiên cứu thành nhiều phần độc lập, làm đối tượng trở nên xem như có thể “tháo lắp được”, hoặc muốn chi tiết hơn ta tăng mức độ “phân nhỏ” của đối tượng. + Nguyên tắc “ tách khỏi” là nguyên tắc làm đơn giản hoá các phần phức tạp với nội dung là tách phần gây “phức tạp” hay ngược lại ta tách phần duy nhất được xem là “cần thiết” ra khỏi đối tượng để khảo sát riêng. + Nguyên tắc phẩm chất cục bộ có nội dung là sự phân loại thành từng nhóm riêng biệt theo tính chất, cấu trúc, điều kiện, phẩm chất riêng như: 108
44. Lý thuyết – Mô hình Các định luật Các kết quả thực nghiệm lý thuy ết Vấn Kết quả đo Kết quả đo đề đạc, quan sát đạc, khảo sát PP th ực nghi ệm Kiểm chứng PP th ực nghi ệm Xây dựng PP t ươ ng t ự PP gi ả thuy ết Hiện tượng thuần khiết PP t ươ ng t ự PP gi ả thuy ết Vấn đề Thực tiễn – Hiện tượng Hình 14: Sơ đồ vị trí của phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu khoa học. • Chuyển đối tượng có hai cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. • Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. • Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc. 109
45. - Với phương pháp này ta có thể rút ngắn được thời gian tiếp cận trong quan sát. - Tiến hành thực nghiệm lặp lại nhiều lần để xác định mức độ tin cậy và để kiểm chứng giả thuyết. - Không bị hạn chế về không gian lẫn thời gian tiến hành thử nghiệm, hơn nữa người nghiên cứu chủ động tạo ra các tình huống để khảo sát. 2. Địa điểm tiến hành thực nghiệm Thực nghiệm có thể tiến hành trên nhiều nơi, tại nhiều địa điểm, tại các môi trường khác nhau tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu đặt ra, chẳng hạn như: + Tiến hành trong phòng thí nghiệm: Tại phòng thí nghiệm, người nghiên cứu chủ động thiết kế mô hình. Thật vậy, nếu đầy đủ phương tiện và trang thiết bị thì người nghiên cứu sẽ khéo tạo ra được môi trường hoàn chỉnh, đầy đủ yếu tố như môi trường thực. Hơn nữa nếu tiến hành được tại phòng thí nghiệm thì sẽ thuận tiện hơn rất nhiều cho người nghiên cứu. + Tiến hành tại hiện trường: Tại đây có ưu điểm hơn đó là, người nghiên cứu tiếp cận được môi trường tự nhiên, điều kiện hoàn toàn thật. Ngược lại cũng có phần nào khó khăn đó là bị hạn chế về khả năng khống chế chỉ tiêu và điều kiện thực hiện như ở phòng thí nghiệm. + Tiến hành ngoài xã hội: Thực nghiệm được tiến hành trên một quần thể sống, trong một cộng đồng xã hội, ở môi trường có điều kiện sống thực tế. Trong hoàn cảnh như trên, người nghiên cứu có thể thu thập thông tin có ý nghĩa. Qua việc tác động vào đối tượng, yếu tố cần kiểm chứng hoặc thay đổi một số điều kiện sinh hoạt. Từ kết quả ghi nhận được ta có thể so sánh đối chiếu với nhóm chứng xảy ra ở trong điều kiện tự nhiên. 3. Phân loại nghiên cứu thực nghiệm Tuỳ theo các phương pháp tiếp cận và nội dung thực nghiệm, người ta thường phân loại các phương pháp thực nghiệm như dưới đây: * Phân loại theo quan sát: - Thực nghiệm thăm dò: tiến hành thực nghiệm để xây dựng giả thuyết. - Thực nghiệm kiểm tra: tiến hành thí nghiệm để kiểm chứng giả thuyết. - Thực nghiệm song hành: nhằm rút ra những kết luạn về ảnh hưởng của tác nhân trên đối tượng nghiên cứu. - Thực nghiệm đối nghịch: Việc thí nghiệm được tiến hành để xác định tính thuận 110
46. nghịch, khảo sát thông số được tác động theo nhiều chiều hướng ngược nhau. Hiện tượng mang tính khách quan gồm các mặt đối lập nhau (thuận nghịch, ngược nhau ), còn trong một số hoàn cảnh nhất định là việc xem xét lật ngược lại (phản diện, hồi cứu) vấn đề. Trên thực tế, tìm hiểu về mặt đối nghịch chính là sự xem xét “nửa kia” của hiện tượng khách quan. Việc khảo sát nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và tạo nên sự thống nhất mới. - Thực nghiệm so sánh: Thí nghiệm được tiến hành trên hai loại đối tượng khác nhau hoặc phân làm hai nhóm khác nhau. Trong đó chọn một nhóm làm nhóm đối chứng, nhóm còn lại có sự tác động bởi các yếu tố thử nghiệm. Mục đích so sánh là để tìm hiểu đặc điểm khác biệt giữa hai nhóm đối tượng trên. Đối chiếu với nhóm đối chứng để rút ra kết luận cho nhóm nghiên cứu khi bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài. * Phân loại theo diễn trình: Tùy theo quá trình diễn tiến của hiện tượng, hoặc tùy thuộc yêu cầu về thời gian để tiến hành một đề tài khoa học. Trong nghiên cứu loại này, người ta thường phân làm nhiều cấp độ khác nhau. Với phương pháp thực nghiệm, thông thường được phân thành các loại như: - Thử nghiệm cấp diễn là loại hình thử nghiệm chủ động do người nghiên cứu tạo ra, để khảo sát về tác nhân gây ảnh hưởng lên đối tượng nghiên cứu trong một thời gian ngắn. - Thử nghiệm trường diễn: về mặt thời gian thì khác với thử nghiệm cấp diễn, nghĩa là khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố tác động lên đối tượng nghiên cứu trong một thời gian dài hơn, hoặc việc tiến hành khảo sát quá trình diễn tiến một cách liên tục. - Thử nghiệm bán cấp diễn là loại hình thử nghiệm như trên nhưng với thời gian vừa phải (không ngắn quá cũng như không thể dài quá). - 4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm Nhiệm vụ chính của công tác thực nghiệm là quan sát, đo đạc, so sánh quá trình diễn biến. Như vậy phương pháp thực nghiệm có bao hàm các nội dung như đã trình bày, với phương diện là những thủ thuật thực nghiệm khi thực hiện một vấn đề nghiên cứu. 111
47. Theo D.E. Xivocon (*) , thì thực nghiệm đối với khoa học tự nhiên được định nghĩa như sau: “Thực nghiệm khoa học tự nhiên chẳng qua là một quá trình thực hành của công việc nghiên cứu cụ thể” như: - Tạo ra những hiện tượng thí nghiệm một cách khách quan, nói cách khác nghĩa là tạo ra những hiện tượng, điều kiện thí nghiệm cần thiết. - Tạo ra điều kiện thí nghiệm một cách chủ định trước đối tượng nghiên cứu. - Ghi lại, quan sát, đối chiếu, đo đạc những dữ kiện thực nghiệm, những kết quả thực nghiệm bằng các thiết bị, dụng cụ ghi đo chính xác, hiện đại. Khi nghiên c ứu b ằng ph ươ ng pháp này, c ần ph ải tuân th ủ theo m ột s ố nguyên t ắc nh ư: - Đề ra những tiêu chuẩn để đánh giá và phương thức đánh giá hợp lý. - Giữ ổn định các nhân tố tự nhiên, không bị người nghiên cứu khống chế. - Lựa chọn một số mô hình mang tính chất phổ biến, các sơ đồ mang tính chất tổng quát để kết quả thu được mang tính khách quan. - Chọn lọc một số giả thuyết, điều kiện, giả định để loại trừ các tác động phức tạp. Chẳng hạn, chọn những đối tượng để tác động so với đối tượng cho trước phải có tính chất đồng nhất. Từ “đồng nhất” không nên hiểu đơn thuần về mặt vật liệu. Tinh thần của thủ thuật này là cần phải hiểu theo nghĩa về tính đồng nhất theo mặt dữ liệu nghiên cứu. Cụ thể là việc phải đảm bảo nội dung cũng như tăng tính tương hợp giữa những đối tượng, tính định hướng cao trong việc đánh giá. Có thể lấy một số thí dụ ( ) như dưới đây để phân tích về một số tính chất về đồng nhất và sự tương hợp. Thí dụ 1: Các chất bán dẫn silic sử dụng nhiều trong điện tử học. Nhu cầu chế tạo vật liệu và việc ứng dụng chúng trong công nghệ điện tử rất cao. Các kỹ sư công ty “ Pierre Boll ” (Thụy Sĩ) chế tạo loại máy công cụ, có chương trình điều khiển tự động để mài và đánh nhẵn bóng vật liệu, đó là các tấm silic. Yêu cầu đối với tấm silic có đường kính 15mm. Máy có công suất hoạt động đạt đến 50 tấn/giờ. Điểm đặc biệt của máy đó là không thể nào sử dụng bột mài thông thường để đáp ứng cho việc gia công vật liệu như bụi kim cương và Corindon (Al 2O3). Người ta nghĩ rằng, thử dùng ngay bột mài làm từ chính bản thân nó (silic) để tăng tính “đồng nhất”. Thật vậy, với vật liệu đồng nhất như thế thì ít làm hỏng cấu trúc của các phôi silic, nên bề mặt mẫu vật liệu (*) Ph ạm H ữu Tòng – Vận d ụng ph ươ ng pháp nh ận th ức khoa h ọc trong V ật lý - NXB Giáo d ục – 2000, tr 37 ( ) Phan D ũng – Các th ủ thu ật b ản – Sở KHCN & Môi tr ường 1994, tr 141 112
48. silic chế tạo ra trở nên đồng đều hơn. Thí dụ 2: Tìm phương pháp nào để “bảo vệ lưu huỳnh ” khỏi bị phân tán, hao hụt trong khi chuyên chở bằng xe tải hoặc toa xe lửa là chủ đề của đề tài được đưa ra bàn bạc tại Hội nghị Odanask (Ba Lan). Nhiều phương án khác nhau đã được các nhà khoa học đề xuất cách giải quyết, nhưng chỉ có ý kiến của một nhóm kỹ sư dựa vào “ tính đồng nhất, tương hợp” là được chấp nhận và được sự ủng hộ nhiều hơn cả. Các kỹ sư này đề xuất ra một phương pháp mới đầu xem ra rất đơn giản, nguyên tắc dựa trên tính chất của lưu huỳnh đó là: “Lưu huỳnh sẽ nóng chảy ở nhiệt độ 90 oC”. Sau khi đổ lưu huỳnh lên xe, để bảo quản người ta phun lên trên bề mặt lưu huỳnh chứa trong bồn này một lớp lưu huỳnh nóng chảy dày khoảng 3 −4cm để phủ kín bề mặt. Lớp lưu huỳnh nằm ở phần trên nhanh chóng đông cứng lại và trở thành lớp bảo vệ rất tốt khi đi đường. Tại nơi giao hàng, lớp vỏ này cũng dễ dàng được lấy ra bằng cách đập vỡ hết sức nhẹ nhàng. Có nhiều phương pháp tiến hành thí nghiệm, tuy vậy sau đây là một số phương pháp thực nghiệm thường được người nghiên cứu thực hiện và ưa sử dụng nhất, đó là: * Thử và sai: Phương pháp thử và sai ( Trial-and-error method ) là phương pháp cổ điển được dùng phổ biến trong việc nghiên cứu khoa học. Nội dung chính đó là “thử” lại kết quả nghiên cứu thực hiện được, thử xong thấy “sai” thì sau đó tiến hành làm và “thử lại” vẫn thấy “sai” lại tiếp tục “thử” nhưng vẫn cứ “sai” ta vẫn phải tiếp tục thử nghiệm cho đến khi đạt được kết quả mong muốn thì thôi. Phương pháp này dùng nhiều trong lĩnh vực kỹ thuật, đặc biệt là đối với ngành hóa học. * Kế hoạch hóa: Kế hoạch hóa ( Experimental planning ) là phương pháp thực nghiệm tiến hành theo một trình tự định trước. Kế hoạch được thiết kế một cách chặt chẽ dưới dạng các mô hình hay theo các sơ đồ. Do đó phương pháp này còn được gọi là phương pháp Bristic (Heavristic): “ Phương pháp thực nghiệm theo chương trình ”, trong đó người nghiên cứu tìm cách làm giảm bớt một số mục tiêu ban đầu. Về cơ bản để tiến hành, ta thấy có hai hướng cụ thể để tiếp cận đối tượng đó là “phương pháp tiếp cận toán học” và “phương pháp tiếp cận kỹ thuật”. - Tiếp cận toán học là phương pháp được xây dựng trên mô hình toán học dưới dạng là những hàm tương quan. Có thể giải quyết vấn đề bằng cách giải các bài tập toán lập ra hoặc bằng phương pháp mô phỏng dạng toán học trên máy tính điện tử. 113
49. Với mô hình như vậy, người nghiên cứu chọn ra được một số mô hình thí nghiệm thiết thực mang lại kết quả tối ưu nhất. Phương pháp này có ưu điểm là để tăng độ chính xác của kết quả nghiên cứu, ta chỉ cần tăng số lần thử nghiệm tương tự như vậy trong một khoảng thời gian ngắn hơn. - Tiếp cận kỹ thuật: Là phương pháp xây dựng trên mô hình vật lý hoặc các mô hình kỹ thuật khác. Công việc được thực hiện bằng cách phân tích các giai đoạn, trong quá trình theo một trật tự nhất định để xử lý các mâu thuẫn. Phương pháp này được đưa ra nhằm mục đích khắc phục các nhược điểm do phương pháp mò mẫm trong phép “thử và sai”. Tuy nhiên, với phương pháp này ta thấy thường vấp phải một số mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình thực nghiệm như: (*) - Mâu thuẫn hành chính : mâu thuẫn thường xảy ra giữa nhu cầu xử lý bài toán và một số hiểu biết bị hạn chế trong cách giải một số bài toán phức tạp. - Mâu thuẫn kỹ thuật: xuất hiện từ vấn đề là trong cùng một giải pháp, cùng một biện pháp như nhau nhưng đôi khi đưa đến hai kết quả ngược chiều nhau. - Mâu thuẫn vật lý: nảy sinh khi đưa ra hình thức để xử lý, gặp phải tình huống xuất hiện hai thuộc tính đối lập trong việc lựa chọn công cụ của giải pháp. Điển hình cho cách phán đoán theo phương thức “ kế hoạch hóa ”, cụ thể phải kể đến hai phương pháp xuất hiện từ rất sớm trong phương pháp luận nghiên cứu khoa học, đó là phương pháp hai mù hoặc ba mù. Ngày nay phương pháp này vẫn còn được dùng nhiều trong nghiên cứu ở lĩnh vực y học và nhiều ngành khoa học khác kể cả khoa học tự nhiên, xã hội và nhân văn. - Phương pháp hai mù: (Double blind method) còn gọi là phương pháp “Placebo”. Placebo tiếng Latinh nghĩa là “sẽ làm vừa lòng”. Đây là tên của một số loại thuốc giả không có tác dụng điều trị mà với mục đích chỉ là để làm trấn an bệnh nhân, tạo cho người bệnh nghĩ rằng mình đang được uống thuốc để chữa trị. Trong phương pháp này, người nghiên cứu sử dụng một loại thuốc giả có tên là “Placebo” đồng thời sử dụng kèm luôn với cả loại thuốc điều trị bệnh. Trong khi tiến hành khảo nghiệm, người nghiên cứu không được thông báo cho thầy thuốc cũng như bệnh nhân mà mình đang khảo sát biết trước thực chất của các loại thuốc trên. Trong đó, đâu là loại thuốc muốn thử nghiệm, và thứ thuốc nào là loại thuốc chủ yếu dùng để trấn an về mặt tâm lý. (*) Phan D ũng: Làm thế nào để sáng t ạo? Ủy Ban KH&KT- TPHCM, 1990, tr 33-34. 114
50. Như vậy, trong phương pháp này cả hai đối tượng khảo sát ở đây đều bị “mù”, nghĩa là họ không thể biết trước sự thật việc mình đang làm.(*) - Phương pháp ba mù thì tiến hành theo 2 bước: + Đợt đầu: Người chủ trì việc nghiên cứu cho sử dụng thuốc trấn an để nhóm nghiên cứu tiến hành thực nghiệm. Nhưng lúc này cả thầy thuốc và bệnh nhân đều không biết được đây là thuốc trấn an tinh thần. + Đợt tiếp theo, người chủ trì chọn ra những người có biểu hiện về mặt tâm lý qua đợt thăm dò trước đó, tiếp tục cho thử nghiệm bước thứ 2 bằng phương pháp hai mù. * Phương pháp tương tự: Đây chính là phương pháp loại suy được nghiên cứu trên mô hình, do người nghiên cứu tạo ra để thay thế cho việc thử nghiệm trên đối tượng thực. Với việc tạo ra mô hình bằng cách mô phỏng lại, người nghiên cứu có thể rút ngắn được thời gian rất nhiều. Tuy nhiên, người nghiên cứu khó có thể tạo ra được một mô hình hoàn toàn lý tưởng, có điều kiện giống như hiện tượng xảy ra trong thực tế. Tùy theo điều kiện thực nghiệm người nghiên cứu có thể mô phỏng bằng cách chọn ra nhiều loại mô hình khác nhau. Chẳng hạn như: - Mô hình toán học: Trong phương pháp mô hình toán học, người nghiên cứu thường sử dụng các loại ngôn ngữ toán học, các loại thuật toán như: biểu thức, biểu đồ, đồ thị, bảng số liệu Từ mô hình mới xây dựng, ta có thể nêu mối liên hệ tương hỗ giữa các đại lượng tương ứng (chủ yếu trong đối tượng) của sự vật nghiên cứu. Các thông số tác động được xem như là biến số của một hàm số toán học nào đó. Thí dụ: Để biểu diễn cho sự chuyển động của các vật trên một đoạn dịch chuyển nào đó, từ biểu thức của phương trình chuyển động thẳng thay đổi đều trong động học: = + S vt0 s 0 ta mô phỏng theo các thông số tương ứng cho việc chế tạo máy Atwood để đo vận tốc và gia tốc. Ngày nay, nhờ máy tính điện tử, người ta có thể đưa ra hàng trăm mô hình thí nghiệm một cách dễ dàng. Sau khi tính toán kết quả, ta sẽ chọn lọc ra được mô hình tốt nhất, tối ưu (*) Lê Th ế Trung: M ột s ố v ấn đề v ề ph ươ ng pháp h ọc trong nghiên c ứu khoa h ọc và nghiên c ứu y h ọc – Học vi ện Quân Y – Bộ Qu ốc Phòng – HN, 1988, tr 22. 115
51. nhất để thiết kế mô hình thí nghiệm. Mô hình toán học có ưu điểm là có thể phân tích ra thành những yếu tố nhỏ để giải quyết. Các yếu tố này được xem như là điểm mấu chốt, ảnh hưởng đến quy luật vận động nhờ vào tính chất chặt chẽ về mặt toán học. Tuy nhiên với cách làm như vậy cũng gặp phải không ít khó khăn đó là làm tăng thêm nhiều tham số, đồng thời cũng khó để xác định hoàn toàn những hệ số tham gia vào các quan hệ được mô phỏng. - Mô hình vật lý: Mô hình vật lý là mô hình thu nhỏ của đối tượng nghiên cứu. Mô hình này được mô phỏng lại tương tự như đối tượng thật về quá trình diễn tiến. Qui luật vận động xảy ra cũng tương tự như hiện tượng diễn ra trong thực tế. Trong mô hình vật lý, người nghiên cứu cần phải quan tâm đến các hệ số tương quan, sự tương đồng của vật liệu, mối quan hệ giữa quá trình thực tế và mô hình được tạo ra. Mô hình vật lý có thể có nhiều loại khác nhau, bao gồm cả mô hình thủy lực, sơ đồ tương đương của các thiết bị điện, điện tử, đồng thời nó cũng có thể là những quy luật vận động trong các chuyển động cơ học, vật lý học v.v Thí dụ: Có thể lấy ví dụ về sự tương đương trong sơ đồ mạch chẳng hạn. Để nghiên cứu hệ thống cung cấp nước cho thành phố, người ta sử dụng sơ đồ mạng cấp thoát nước được thiết kế tương tự như một mạch điện tử công nghiệp trong mạng điện công nghiệp. Trong đó dòng điện được xem như lưu lượng nước, bộ nguồn cung cấp điện được xem như là hệ thống máy bơm nước, còn điện trở được mô phỏng như sức cản của đường ống. Dựa vào sơ đồ tương đương biến đổi giữa hai đại lượng, ta sẽ giải được bài toán đặt ra. - Mô hình sinh học: Mô hình này thường được dùng trong nghiên cứu Y sinh học. Để tiến hành thử nghiệm, người ta tạo ra mô hình có điều kiện sống như ở tự nhiên, để khảo sát trên nhiều động vật thí nghiệm khác nhau. Trong Y học, mô hình loại này đã được nhiều nhà khoa học đặc biệt quan tâm chú ý, chọn đầu tiên và xuất hiện từ rất sớm. Nhiều báo cáo kết quả thực nhiệm từ lâu vẫn dựa trên mô hình này. Thật vậy, thực tế cho thấy mô hình sinh học được sử dụng từ rất lâu đời (384-322 TCN) 116