Формализация – в предельно широком смысле – выражение результатов познания и мышления в точных понятиях или высказываниях.
Выражение мысли в словах и утверждениях естественного языка уже содержит в себе формализацию. Тем не менее, естественный язык как средство коммуникации существенно ограничивает научное познание ввиду своей многогранности, многозначности, гибкости и образности, непосредственной связи с жизнью, продуцирующей новые смыслы и значения, языковые ситуации. Другими словами, абстрактно формализация противопоставляется мышлению содержательному, интуитивному.
Наиболее развитые примеры формализации – в математике и формальной логике, которые создают искусственные (формализованные) языки, выражают знания в знаково-символической форме. Обязательное условие формализации – использование аксиоматического метода – получение всех утверждений теории из небольшого числа аксиом – утверждений, принимаемых без доказательства.
Научная теория начинает выступать в виде системы высказываний (утверждений), каждое из которых является или одним из исходных – аксиомой, или следствием логического вывода из аксиом. Формализованной теория становится после того, как ее понятия и суждения приобретают знаково-символическое обозначение.
Потребность в формализации возникает на достаточно высоком уровне развития той или иной научной дисциплины, требующем логической систематизации и организации ее содержания, устранения противоречий и обнаружения скрытых проблем.
Для получения точного знания создают специальные формализованные языки. Их строгость достигается четким различением смысловых (семантических) уровней языка – объектного языка (на котором говорят об объекте) и метаязыка (на котором говорят о самом языке или теории этого объекта). Неразличение этих уровней создает софизмы типа «критянин» или «лжец». Формализованный язык начинается с создания алфавита – списка исходных знаков и терминов и правил, как определяющих значение этих терминов, так и правил построения из исходных знаков и выражений более сложных знаковых систем и перехода от одних систем к другим.
Символические языки, прежде всего логики и математики, не только сокращают запись, но и становятся особым средством познания. Использование специальной символики устраняет текучесть, подвижность, многозначность естественного языка. Полная формализация теории предполагает отвлечение от содержания исходных понятий и аксиом теории и полное перечисление правил логического вывода теорем из аксиом.
Важнейшая задача формализации состоит в поиске аксиом, из которых потом чисто логическим путем выводятся следствия или теоремы. Аксиоматический метод обеспечивает такую систематизацию знаний, при которой его отдельные элементы не только координируют друг с другом, но и находятся в отношениях субординации.
Формализация доказательства освобождает от обращения к интуитивным представлениям, придавая доказательству необходимую строгость и точность. Представление доказательства в виде последовательности формул, каждая из которых является либо аксиомой, либо получается из аксиом по правилам логического вывода, превращает процесс проверки доказательства в механическую процедуру, которая может быть передана компьютерной технике. Формализация, выступая основой процессов алгоритмизации и программирования вычислительной техники, компьютеризирует не только естественнонаучное и техническое, но и социально-гуманитарное знание.
Формализация играет значительную роль в анализе, уточнении и экспликации научных понятий. Как известно, в научном познании для успешной постановки и разрешения проблем необходимо, прежде всего, определить и уточнить исходные понятия.
Над формулами искусственных языков можно производить логические операции, получить из них новые формулы и соотношения, проверять их на истинность или ложность.
Выделяются следующие типы формализации:
- дескриптивная, представляющая собой прямое описание (обозначение, именование) объектов с помощью терминов. Это простейший вид формализации – в естественном языке он выражается в словах и утверждениях, в математике – в цифрах и знаках различных математический операций. Несмотря на простоту, дескриптивная формализация является необходимым структурным компонентом научной формализации, так как с ее помощью достигается компактность, большая точность и однозначность обозначений и определений;
- научная формализация характеризуется использованием формального языка – специальных символических средств (переменных, формул, правил преобразования), позволяющих исследовать предметную область в синтаксических (знаково-символи­ческих) рамках, что обеспечивает необходимый теоретико-концеп­ту­альный уровень анализа;
- логическая формализация (вид научной формализации) обеспечивает выражение общих взаимосвязей между понятиями, суждениями и умозаключениями. Любое знание (научное, обыденное, вненаучное и т.д.) может оказаться объектом логической формализации – для того чтобы уточнить, систематизировать мыслеобразы, четко сформулировать проблему и определить возможные пути ее решения.