Философы различают два уровня познания - эмпирический и теоретический. К первому относятся:
1.Наблюдение и составление протоколов наблюдения.
2.Анализ протоколов наблюдения и нахождение эмпирических
зависимостей (алгоритмов поведения).
3.Нахождение по начальным данным и эмпирическим зависимостям поведения изучаемого объекта, т. е. предсказание.
Ко второму уровню относятся:
4.Выработка основных идей и нахождение основных соотношений, лежащих в основе объяснения, т.е. формирование теории.
5.Развертывание сформированной теории.
6.Нахождение по эмпирическим зависимостям соответствующих утверждений теории, т.е. объяснение; в частном случае - нахождение по алгоритму поведения механизма системы, реализующей данный алгоритм.
7.Процесс, обратный предыдущему, т. е. нахождение по теоретическим утверждениям эмпирических зависимостей, в частном случае - нахождение по схеме системы алгоритма ее поведения.
Отметим некоторые особенности двух выделенных уровней познания в современной физической географии.
Наблюдение и составление протоколов наблюдений и сейчас еще во многом традиционны. Н.М. Пржевальский вел полевой дневник; ведем его и мы, и, наверное, не лучше, чем это делалось во времена его путешествий по Центральной Азии. Не лучше, но иначе. Теория дала нам представление о природных территориальных комплексах, физическая география обрела в них объект исследования. Значит, и программы современных исследований строятся на этом теоретическом базисе, и в дневник надо записывать не все подряд, а то, что имеет отношение к распознаванию объекта исследований в сложном переплетении природных и антропогенных явлений, к его характеристике как целостного образования, подвижного (развивающегося), со сложной структурой и сложной системой внутренних и внешних связей. Дневника при этом оказалось недостаточно. Появились бланки с множеством обязательных для заполнения граф, ужесточились формы фиксации картографического материала.
Недостаточно оказалось и самого экспедиционного поля. Потребовались стационары. Наземные наблюдения дополнились дистанционными. Поток добываемой информации многократно возрос, и это заставило обратиться для ее обработки к счетно-вычислительным устройствам, а затем и к компьютерам. И все это присутствует уже на эмпирическом уровне, который сам до неузнаваемости изменился.
Создание классификаций, научно обоснованного районирования, выявление наиболее общих закономерностей, присущих природным единствам, прогнозирование их естественного развития или направленного человеком преобразования — все это вопросы более высокого теоретического уровня познания по сравнению с непосредственным изучением и картографированием ПТК и первичным выявлением природных взаимосвязей, свойственных эмпирическому уровню.
Теоретическое осмысление результатов комплексных физико-географических исследований в настоящее время сильно возросло, и это не случайно, это требование времени, связанное с научно-технической революцией и усилившимися коллизиями во взаимоотношениях между обществом и природой.
Имеет ли физическая география свою развернутую теорию? Такой вопрос, в частности, поднимал В.С. Преображенский. Безусловно, да. Докучаевское учение о зонах природы; понятие об иерархичности природных комплексов; учение о географическом ландшафте и о глобальном, региональном и топологическом (локальном) уровнях физико-географической дифференциации; представление о Мировом океане как о природном аквальном комплексе высшего ранга; понятие о природно-техногенных системах или, еще шире, о взаимодействии природы и общества — все это и многое другое есть составные части физико-географической теории.
Появились опыты теоретической разработки и моделирования процесса сложных междисциплинарных исследований взаимодействия общества и природы. Географы уже берутся за решение задач, связанных с прогнозированием поведения природных и природно-технических систем. Физическая география, по-новому осознавшая объект своего исследования, получила широкие возможности для своего дальнейшего развития, для формирования новых теоретических построений и выработки новых методов исследования, для все более широкого и многогранного развития прикладных физико-географических исследований.
Метод науки — это «общий способ достижения адекватного и всестороннего отражения предмета исследования, раскрытия его сущности, познания его законов». В каждой науке методы исследования формируются в процессе ее развития в зависимости от предмета и цели исследования, уровня развития теории, и в то же время сами способствуют дальнейшему развитию теории.
Множественность методов, используемых при научных исследованиях, требует определенной их систематизации. Б.М. Кедров все научные методы в естествознании делит на три основных группы: общие, особенные и частные.
Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом исследования природы является диалектический, который конкретизируется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исторического, служащего для раскрытия и обоснования принципа развития в природе.
Особенные методы тоже находят применение во всем естествознании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явления, количественной стороны и т.д.) или же определенных приемов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измерение, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, моделирование и т.д.
Частные методы — это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения материи (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естественных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи.
Таким образом, в основу классификации методов Б.М. Кедров положил степень их универсализации. В согласии с этим принципом мы можем предложить для методов комплексных физико-географических исследований следующую классификацию:
общие,представляющие собой конкретизацию диалектического метода, - сравнительно-географический и историко-географический (исторический);
особенные,используемые во всех географических науках, - картографический, математический, моделирования, прогнозирования, районирования, эксперимента;
частные,применяемые во всех естественно-географических (физико-географических) науках, - геохимический, геофизический, палеогеографический, аэрометоды, космические методы.
Для экономико-географических наук характерен иной набор частных методов.
Рангами ниже являются специфические и конкретные методы (или простые методы и методические приемы). Они существуют как бы внутри общих, особенных и частных методов.
Специфические методы формируются в процессе решения определенных научных задач и в последующем применяются для решения задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-географического районирования и т.д. Некоторые из специфических методов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Например, ландшафтный метод в виде ландшафтно-индикационного находит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.
Конкретные методы - это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Например, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации материалов наблюдений или их обработки и т.д.
Множественность методов исследования порождает попытки их классификаций (Д.Л.Арманд, В.С.Преображенский, и др.). К.К. Марков особо выделял так называемые «сквозные» методы — сравнительно-описательный, геофизический, геохимический, палеогеографический, картографический и математический, применяемые во всех физико-географических науках.
Представляет известный интерес и его классификация методов физической географии по истории их становления. Различают методы: традиционные (сравнительно-географический, историко-географический, картографический), зародившиеся на заре человеческой культуры; новые (геофизические, геохимические, аэрометоды), применяемые в физико-географических исследованиях с 30 - 50-х гг. XX в.; и новейшие (космические, математического моделирования, геоинформационные и др.), появившиеся в физической географии в 60 — 80-х гг. XX в.
Методы исследований динамичны. Каждый из них со временем приобретает новые черты. Набор применяемых методов существенно меняется на разных уровнях исследования — глобальном, региональном и локальном. Меняется он и при решении конкретных задач физико-географических исследований.
Едва ли не самым древним и широко распространенным методом географических исследований является сравнительно-географический. Основы его были заложены еще античными учеными (Геродотом, Аристотелем), однако в Средние века в связи с общим застоем науки методы исследований, применявшиеся учеными античного мира, были забыты. Основоположником современного сравнительно-географического метода считают А. Гумбольдта, применившего его первоначально для изучения связей между климатом и растительностью. Географ и путешественник, член Берлинской Академии наук и почетный член Петербургской Академии наук, Гумбольдт посетил в 1829 г. Россию (Урал, Алтай, Прикаспий). В России были опубликованы его монументальный пятитомный труд «Космос» и трехтомник «Центральная Азия».