Експеримент

Як неодноразово зазначалося вище, трансдукція має певну спрямованість. На кожному її наступному етапі виникають нові можливості. Досягнення стадії моделі відкриває дорогу експерименту. Можливість експерименту виникає на стадії моделей, оскільки на відміну від моделей принципи і закони не представимо в об'єктному вигляді, тобто допомогою окремих предметів. Експериментуючи з об'єктами, дослідник отримує в своє розпорядження факти (лат. Factum -дійсно, що не ілюзорне знання). Одне це свідчить про суттєве збагаченні наукового знання завдяки експерименту.

Етимологічно слово "експеримент" походить від грецького peira, що означає випробування, пробу. Широко поширене переконання, що експеримент виступає як випробування досліджуваних явищ в контрольованих і керованих умовах. Досліджуване явище поставлено в експерименті в умови, коли воно змушене реагувати на ситуацію і сприймаються ним речові, енергетичні, інформаційні та інші подразники. При такому розумінні експерименту концептуальна сторона справи залишається значною мірою осторонь, а тим часом її не слід втрачати з виду. Необхідно чітко розуміти, що експеримент є ще одним етапом концептуальної трансдукції. Він не проводиться наосліп, а попередньо планується дослідником, який ставить перед собою цілком певні цілі і керується деякої мотивацією.

В інтересах подальшого аналізу необхідно ввести читача в істота філософії експериментування. У цьому зв'язку наведемо список з 10 експериментальних стратегій, складений дуже авторитетним автором Аланом Франкліном:

  • 1) експериментальний контроль і калібрування, в ході яких прилад відтворює відомі явища;
  • 2) відтворення артефактів, про існування яких відомо заздалегідь;
  • 3) усунення можливих помилок і недоречних альтернативних пояснень;
  • 4) використання самих результатів для доказу їх достовірності;
  • 5) опора на теорію явищ, необхідну для пояснення результатів експерименту;
  • 6) використання приладу, осмисленого допомогою добре підтвердженою теорії;
  • 7) опора на статистичні аргументи;
  • 8) використання аналізу наосліп, тобто в відсутність теоретичного плану;
  • 9) маніпуляція досліджуваним об'єктом;
  • 10) підтвердження результатів даного експерименту іншими експериментами.

По суті, Франклін пропонує стратегії, які необхідні, на його думку, для інтерпретації, розуміння сенсу всього експериментального справи. І ось тут-то починаються великі складності.

Авторитетний канадський філософ Ян Хакінг вважає, що пропоновані списки стратегій проведення експерименту почасти довільні, до того ж вони завжди можуть бути доповнені. У зв'язку з цим Хакінг ввів уявлення про "списку" Etc. "" (скор. Від лат. Et cetera - і так далі, і тому подібне). Проблема "списку" Etc. "" полягає в тому, що або необхідно обгрунтувати його, або придумати йому альтернативу. У будь-якому випадку філософія експерименту повинна покоїтися на цілком певних підставах, а не на відкритому для доповнень списку. Завжди можна задати непросте питання: "На якій підставі представлений саме такий, а не якийсь інший список експериментальних стратегій?"

А. Франклін за своїми філософськими установкам є раціоналістом і реалістом. Однак, приводячи список з 10 стратегій, він не посилається на підстави ні раціоналізму, ні реалізму, а просто-напросто претендує на узагальнення того, що бажається в різних науках. Всі 10 стратегій нібито використовуються в науках, отже, вони є актуальними. Ясно, що такої аргументації бракує концептуальної грунтовності, а нам не хотілося б ставати на рейки емпіризму з його необгрунтованим зневагою до концептуальної витонченості теорій. Для осмислення експерименту нам потрібен підхід, який був би достатньо ґрунтовним, уберігаючи від емпіріцістскіх та інших крайнощів. Відповідно з усією попередньою аргументацією ми пропонуємо керуватися методом концептуальної трансдукції. Тоді експеримент розглядається як етапу трансдукції, а не ізольованого явища, яке потребує особливої філософії. В рамках філософії та філософії науки не повинно бути якоїсь особливої філософії експерименту.

Яка ж постає експериментальна діяльність у складі трансдукції?

  • 1. Експеримент необхідний для забезпечення повноти трансдукції, без нього наука не може відбутися. Як немає вдома без даху, так немає і науки без експерименту, в якому оживають і принципи, і закони, і моделі. Таким чином, експеримент є необхідна ланка концептуальної трансдукції, і всі його ознаки визначаються в першу чергу саме цією обставиною.
  • 2. Науковий експеримент завжди проводиться заради забезпечення приросту знання. В іншому випадку він є времяпрепровождением, далеким від запитів наукового співтовариства.
  • 3. Приріст знання забезпечується целеполагающей діяльністю дослідника: жоден експеримент не обходиться без постановки мети.
  • 4. Постановка мети припускає опору на певний концептуальне підстава, тобто все те, що передує постановці експерименту. Йдеться про принципи, універсальних законах і моделях. У сукупності вони якраз і утворюють вихідну концептуальну базу, яку часто називають вихідною, початкової, відправною або фонової теорією. Такого роду міркування цілком правомірні, але їм явно бракує грунтовності. Справа в тому, що вони будуються на протиставленні теорії і експерименту, однак, як очевидно, наукова трансдукція не перебуває всього лише з двох етапів і концепт експерименту з'являється не в противагу теорії, а слідом за концептом моделі.
  • 5. Так як вихідна теорія неминуче доповнюється новим знанням, то вона трансформується в заключну, фінальну теорію, яка і виступає метою вченого. Метою експериментальної діяльності вченого є добудовування трансдукціонного ряду. У цьому зв'язку експеримент сприяє переходу.
  • 6. Так звана перевірка теорії також включає перехід від початкової теорії до фінальної концепції, що необхідно враховувати. У наявності деякий вироджений випадок, при якому фінальна концепція на перший погляд виступає в образі початковій теорії. При перевірці теорії неминуче відбувається приріст знання хоча б уже остільки, оскільки, як правило, використовується нова модель, бо експеримент проводиться заново. Пройшовши стадію експерименту, дослідник в концептуальному відношенні неминуче стає іншим. Приріст знання може полягати, наприклад, в тому, що підвищилася впевненість дослідника в істинності теорії або ж, навпаки, він засумнівався в ній. Це сумнів може стати запорукою нових відкриттів.
  • 7. За допомогою вихідної теорії (теорій) дослідник створює концептуальні образи (а) своєї власної діяльності, (б) використовуваних апаратів і вимірювальних приладів, (в) досліджуваних явищ і відповідно до них ставить перед собою певні цілі.
  • 8. Постановка мети виступає у формі планування експерименту.
  • 9. Створюється віртуальна модель як об'єкт комп'ютерного експериментування.
  • 10. Створюється об'єктна, тобто вже не віртуальна, а предметна модель.
  • 11. У відповідності з певною методикою проводиться експеримент з предметною моделлю.
  • 12. Проводиться обробка даних експериментів.
  • 13. Відтворюється концептуальний образ референтів.
  • 14. Відтворюється образ фінальної теорії, яка в новому експерименті буде виступати в якості початкової.
  • 15. Фінальна теорія постає як закінчений цикл трансдукції. Тільки тепер цикл експериментальної діяльності досяг своєї заключної фази.

Таким чином, наведений список етапів процесу експериментування має не відкритий, а закінчений, ФІНІТНОГО характер. Він не відкритий назустріч довільним, тобто ad hoc, нормативним вимогам. Кожен етап експериментування може бути деталізований, але лише в рамках самого етапу. Всі етапи разом утворюють цикл, початком якого є вихідна теорія, а завершенням фінальна концепція.

Отже, ми представили трансдукціонную інтерпретацію сенсу експериментальної діяльності дослідників. Тепер нам належить охарактеризувати її більш детально.

Науковий експеримент проводиться в рамках лабораторії, під якою в даному випадку розуміється не стільки замкнуте приміщення, скільки специфічні умови, або створені штучно, або існуючі природно, тобто в природі. Ці специфічні умови неодмінно повинні в тій чи іншій мірі враховуватися. У типових для сучасного наукового експериментування умовах оснащення лабораторій включає: а) досліджувані явища; б) обладнання загального призначення; в) комп'ютери та інші пристрої для обробки даних; г) детектори; д) прилади, необхідні для спостереження, контролю та вимірювання. Центральне місце належить експериментатору, який визначає методологію та методику експериментування.

Спеціальної уваги заслуговує кожна складова лабораторного обладнання, що особливо відноситься до приладам. У такій вибірковості є відомий сенс. Він визначається тим, що саме прилади наводяться в безпосередній контакт з досліджуваними явищами. Однак при осмисленні статусу приладів починаються труднощі. Досить наївним представляється погляд, згідно з яким прилади всього лише розширюють можливості наших органів чуття. Зрозуміло, вірно, що наномікроскоп дозволяє побачити недоступне неозброєному оку. Але всі візуальні образи, в тому числі і ті, якими ми опановуємо допомогою електронних, рентгенівських і лазерних мікроскопів, потребують осмислення.

Розмірковуючи про прилади, добре було б мати загальноприйняте їх визначення, але такого, по суті, немає. За авторитетним думку Я. хакингом, головна ознака приладу полягає в його здатності виділення, ізоляції тих ознак досліджуваних явищ, які ми бажаємо використовувати. Дослідник, налаштований більш реалістично, сказав би, що виділяються ознаки досліджуваних явищ, а їх використання - це вже інше, більш прагматичне запитання. Визначення приладу в якості пристрою, що виділяє ознаки досліджуваних явищ, лише на перший погляд видається бездоганним. Цілком можливо (до речі, так вважають багато дослідників, яких кваліфікують як інструменталістів), що прилад не виділяє той чи інший ознака, а або виробляє його, або бере участь у його виробництві. Наведене міркування показує, що необхідно зробити певні зусилля по уточненню філософської характеристики приладів. У зв'язку з цим резонно звернутися до існуючих на цей рахунок концепціям. Вони вкрай рідко систематизуються, але добре вже сама їх наявність.

  • 1. Найбільш відомою філософською концепцією, орієнтованої на експериментальну діяльність, є операціоналізм, яскравим представником якого вважається американський фізик П. Бріджмен. Основна ідея оперціоналізму полягає в тому, що саме прилад забезпечує доступ до досліджуваного явища. Ми в змозі зрозуміти світ явищ лише остільки, оскільки чинимо певні емпіричні дії, тобто операції. Це правда, проте операціоналісти не в змозі пояснити, чому експериментатор повинен здійснювати не будь-які, а цілком певні операції. Вони схильні поставити експеримент попереду теорії, але якраз керуючись нею, дослідник планує хід експерименту.
  • 2. Інша концепція полягає в тому, що прилад виступає інструментом мовної гри. Італійський дослідник Л. Черруті, визначаючи природу хімічного приладу, звертається до творчості одного із засновників аналітичної філософії Л. Вітгенштейна1. В якості керівних положень він використовує три ідеї в'їдається австрійського філософа: а) значення слова є вживання; б) дослідник культивує мовні ігри; в) мова є форма життя. У виробництві мовних ігор дослідник не може обійтися без використання приладів, отже, прилад є засіб виробництва мовних ігор. Черруті характеризував природу хімічного приладу, але його міркування без праці поширюються і на область технікологіі.
  • 3. Нарешті, ще одна концепція приладу належить американському вченому Д. Берд. У своєму творчому пошуку він звертається до вчення критичного раціоналіста К. Поппера про третій міре2. Як відомо, Поппер до першого світу відносив речі, ко другого - бажання і ментальні події, до третього - об'єктивне знання, що не залежить від людей. Вирішальний крок Берда складається у віднесенні приладів не до першого, а до третього світу. Прилад тільки на перший погляд являє собою всього лише річ, подібну іншим речам зі світу природи. Вирішальна особливість приладу полягає в тому, що він виробляє об'єктивне знання. Це інструмент для виробництва об'єктивного знання. Однак Берда слід було б більш грунтовно розглянути питання про те, хто ж є джерелом знання: прилад або, як припускаємо ми, дослідник.

Отже, розглянувши кілька філософських концепцій, ми бачимо, що прилад визначається як інструмент (наукове засіб), необхідний для здійснення операцій, формування мови науки, об'єктивного знання, не залежного від суб'єктивних переваг дослідника. Те чи інше визначення приладу завжди проводиться в рамках деякої концепції, а спроба вивести його дефініцію прямо і безпосередньо, так би мовити "в лоб", призводить до банальних суджень. Найбільш ґрунтовні дослідники завжди прагнуть визначитися щодо тієї концепції, якої дотримуються. Підемо їх приклад.

При характеристиці приладу ми скористаємося потенціалом концепції внутрінаучнимі трансдукції. У попередньому параграфі експеримент аналізувався як етап трансдукції, який реалізується за допомогою лабораторного обладнання, де центральне місце займають прилади. З урахуванням цієї обставини приладом можна вважати трансдукціонний об'єкт, або засіб трансдукції, провідне в підсумку від теорії до референтам. Характеризуючи прилад в якості засобу, або знаряддя, або посередника, необхідного людині в процесі трансдукції, ми віддаємо належне досліднику. Для нього прилад - всього лише засіб, якому ставляться ті концепти, якими керується дослідник. Але це всього лише може бути поставлено під сумнів у світлі тих корінних перетворень, якими супроводжуються інструментальні революції в техніці, пов'язані, наприклад, з винаходом чергового нового типу спектрометрів. За століття свого розвитку технікологія зазнала чимало інструментальних революцій. У результаті її інструментальний арсенал став виключно значущим чинником розвитку теорії. У світлі цього ніким не заперечується обставини характеристика технічного приладу як всього лише посередника дослідницької діяльності техніколога представляється недостатньою. З урахуванням цього ми пропонуємо кваліфікувати технічні прилади в якості основного предметного медіума технікологіі як науки.

Поняття "медіум" у відомому сенсі є синонімічним для термінів "засіб" і "посередник", але в ньому більш чітко виражена трандукціонная природа посередника і його відносна самостійність. Проте в підкресленні відносної самостійності технічних приладів слід дотримуватися певної обережності: неправомірно як її применшення, так і абсолютизація.

Таким чином, справжній сенс технічного приладу з'ясовується допомогою встановлення його місця в процесі трансдукції. Можна сказати, що прилад є транедукціонним артефактом. Спочатку привертає увагу його речова природа, ніяк не обтяжена в концептуальному відношенні. Але насправді його природа є трансдукціонной, а тому немає нічого дивного в тому, що до неї певним чином відноситься і мовна модальність технікологіі. Крім того, спеціального обговорення заслуговує питання про відносність до засобів спостереження.

Історичний екскурс

Питання про відносність до засобів спостереження був ініційований у квантовій механіці у зв'язку з мікрофізична вимірами. Виявилося, що вимірювальний прилад виступає як деяка система відліку, а в різних системах відліку мікрооб'єкт проявляє різні ознаки. У цьому немає нічого дивного: було б дивно, якби об'єкт, беручи участь в різних взаємодіях, залишався одним і тим же. Друга особливість мікрооб'єкту полягає в його руйнуванні в результаті вимірювання, і тоді стає проблематичним синтез результатів вимірювань. Якраз у цьому зв'язку знаменитий датський фізик Нільс Бор запропонував принцип додатковості. У кінцевому рахунку було з'ясовано, що результати різних вимірів можуть бути об'єднані лише у випадку, якщо вони описуються однією і тією ж теорією.

Відносність до засобам вимірювання має актуальне значення не тільки у фізиці, але і в технікологіі. По-перше, мікрооб'єкти широко використовуються в техніці, і потрібно знати способи їх вимірювання. По-друге, в техніці добре відомий феномен неруйнівного контролю, метою якого є збереження придатності артефакту для експлуатації. Існує величезна різноманітність неруйнівних методів контролю, зокрема радіографічний і ультразвуковий. Особливість зазначених методів контролю залежить від потужності використовуваних сигналів. Так, якщо ультразвуковий імпульс перевищує деякі граничні значення, то неруйнівний контроль виявляється в принципі неможливим.

При описі вимірювання, як правило, підкреслюється, що воно включає порівняння. Це, зрозуміло, вірно, бо показання приладу свідчать про вимірюваний артефакті. Але вимір є ще й взаємодія. Якщо амперметр або вольтметр приведені в дію, то вони впливають на параметри відповідної електричного кола. Вимірювання не тільки динамічних, наприклад маси, енергії, сили, а й кінематичних параметрів реалізується в процесах взаємодій. Відкриття цього обставини, зокрема у зв'язку з осмисленням вимірювання тривалостей і протяженностей в спеціальної теорії відносності, на самому початку XX в. стало науковою сенсацією.

Розглядаючи філософію експерименту, завжди слід мати на увазі його кістяк: експериментатор - прилад - вимірюваний об'єкт. Експериментатор планує, проводить і осмислює експеримент. Прилад грає роль медіума. Але що саме являє собою вимірюваний об'єкт? Відповідь на це питання вважається мало не очевидним: досліджуване якраз і є вимірюваним об'єктом. Однак осмислення обчислювального і комп'ютерного експерименту поставило традиційне тлумачення природи вимірюваного об'єкта під сумнів. В обчислювальному експерименті маніпуляції проводяться з моделлю, а не безпосередньо з об'єктом теорії. У цьому зв'язку звичайно стверджується, що об'єкт можна замінити його математичної або комп'ютерною моделлю. Проте насправді експеримент завжди проводиться з моделлю: якщо вимірюються параметри безпосередньо досліджуваного об'єкта, він виступає в якості моделі самого себе. Це саме так, бо об'єкт, вже частково освоєний концептуально, якраз і є модель.

Отже, експеримент проводиться з моделлю. У цьому зв'язку розрізняють такі види експерименту:

  • а) натурний - предметом маніпуляції є сам досліджуваний об'єкт. Повновагих натурному експерименту часто передує пілотний (попередній) експеримент, покликаний окреслити орієнтири для подальшого повномасштабного випробування. Натурні експерименти проводяться або в реальних, або в лабораторних умовах;
  • б) напівнатурні - не все деталі об'єкта експерименту дані в об'єктному вигляді, частина з них заміщається знаковими образами;
  • в) натурноподобний - використовуються так звані об'єктні моделі, наприклад зменшені копії реальних об'єктів, втілені в деяких матеріалах. Розглянутий тип експериментів правомірний лише в тому випадку, якщо доведено подобу об'єктних моделей реальним артефактів. Необхідною і достатньою умовою подоби двох технічних систем є рівність всіх однотипних критеріїв подібності. Самі ж критерії подібності, будучи безрозмірними величинами, складені з розмірних параметрів. Для гідромеханічних процесів критеріями подібності є числа Рейнольдса, Маха, Фруда; для явищ теплопередачі - числа Прандтля, Нуссельта, Грасгофа, Пекле, Стентона;
  • г) уявний - як правило, обмежуються використанням мовних та ментальних концептів, до обчислень тут доходить вкрай рідко. Мова в основному йде про з'ясування головних концептуальних орієнтирів;
  • д) обчислювальний - предметом маніпуляції обираються математизувати та комп'ютеризовані технікологіческіе моделі.

Розглядаючи експериментальну фазу пізнання, не слід забувати про спостереженні, яке часто протиставляється експерименту, бо в ньому досліджувані явища надані самим собі. Втім, по концептуальному змістом спостереження родинно експерименту: і там і там знання нарощується за рахунок отримання нових фактуальних даних. Маючи це на увазі, спостереження цілком можна вважати виродженим випадком експерименту. Спостереження за функціонуючим пристроєм, наприклад паровим котлом, супроводжуване фіксацією значень параметрів, у тому числі пов'язаних з різного роду відмовами, поставляє численні дані. З цієї точки зору спостереження є не перервою в процесі пізнання, а його стадією. Забезпечення функціонування технічного пристрою - це завжди концептуальний процес, оскільки в ньому відбувається зростання знання.

Експеримент завжди передбачає виключно чітке розуміння його концептуального змісту. З часів Галілея відомо, що в експерименті досліджуване явище має бути виділено, як нерідко виражаються, в чистому вигляді. Чистота експерименту досягається лише в тому випадку, якщо відомі ознаки, що підлягають вивченню й вимірювання, а це, у свою чергу, передбачає розуміння суті, тобто концептуального змісту, досліджуваних явищ. Боротьба за чистоту експерименту супроводжує будь-які його типи.

На закінчення відзначимо також проблему вирішального експерименту. Очевидно, що ефективність експериментів буває різною, в силу чого вони володіють неоднаковою актуальністю. Але немає такого експерименту, який би розставив всі крапки над I. Процес пізнання ніколи не закінчується, тому завжди необхідні нові, що відносяться до різних типів експерименти. Типи експериментів множаться і набувають все нові особливості.

Висновки

  • 1. Експеримент - це стадія концептуальної трансдукції.
  • 2. Експеримент проводиться з моделлю, про яку отримують фактуальние відомості.
  • 3. Прилад є предметним медіумом експерименту.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >