..

Автор: ?

08. Эпистемологические характеристики науки: эксперимент как основание науки современного типа, история его возникновения и развития. Особенности эксперимента в основных подсистемах науки математических, естественных, технических и социально- гуманитарных науках

Эпистемологические характеристики науки: эксперимент как основание науки современного типа, история его возникновения и развития

Отличительная черта новоевропейской науки - опора на эксперимент и факты.

Новая наука полагается на опытные основания, ее методом становится эксперимент, позволяющий соединять теорию и факты; она реализует себя как социально значимый вид деятельности, является контролируемой и проверяемой и вырабатывает отвечающий всем этим характеристикам особый язык.

Только новоевропейская наука полагается на опыт в строгом смысле слова, и этим опытом является эксперимент. Под экспериментом исследователи (В. И. Вернадский, М. Хайдег­гер) понимают такой образ действий, который руководствуется положенным в основу законом (идеей, гипотезой, проектом) и нацелен на выявление фактов, подтверждающих или опровергающих его. Связанность эксперимента с фактами придает ему характер такой же непосредственной действительности, какой обладают сами факты.

Теоретически эксперимент был обоснован впервые в работах Ф. Бэкона, последующая разработка идей которого связана с именем Милля.

Монопольное положение эксперимента было поставлено под сомнение только в 20 в., прежде всего в социогуманитарном знании, а также в связи с феноменологическим, а затем и герменевтическим поворотом в философии и науке, с одной стороны, и тенденцией к предельной формализации (математизации) естествознания - с другой (появление и рост удельного веса математических модельных экспериментов).

Эксперимент предполагает создание искусственных систем (или “обискусствливание” естественных), позволяющих влиять на них путем перегруппировки их элементов, их элиминирования или замены другими. Отслеживая при этом изменения в системе (которые квалифицируются как следствия предпринятых действий), можно раскрыть определенные реальные взаимосвязи между элементами и тем самым выявить новые свойства и закономерности изучаемых явлений.

Эксперимент позволяет:

  1. изучать явление в “чистом” виде, когда искусственно устраняются побочные (фоновые) факторы;
  2. исследовать свойства предмета в искусственно создаваемых экстремальных условиях или вызывать явления, в естественных режимах слабо или вообще не проявляющиеся;
  3. планомерно изменять и варьировать различные условия для получения искомого результата;
  4. многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксируемых и повторяющихся условиях.

К эксперименту обычно обращаются:

  1. когда пытаются обнаружить у объекта не известные ранее свойства для продуцирования знания, не вытекающего из наличного (исследовательские эксперименты);
  2. когда необходимо проверить правильность гипотез или каких-либо теоретических построений (проверочные эксперименты);
  3. когда в учебных целях “показывают” какое-либо явление (демонстрационные эксперименты).

Особенности эксперимента в основных подсистемах науки - математических, естественных, технических и социально-гуманитарных науках

Математические науки

Ушли в прошлое времена, когда экспериментаторы могли себе позволить изучать только сравнительно простые объекты, способы проведения эксперимента были достаточно просты, а роль математики сводилась к обработке результатов эксперимента. Сейчас все больше приходится иметь дело со сложными системами. Возникающие при этом задачи можно условно разделить на формализуемые и неформализуемые. Постановка любой задачи заключается в том, чтобы перевести ее словесное, вербальное описание в формальное. В случае относительно простых задач такой переход осуществляется в сознании (естественном интеллекте (ЕИ)) человека.

Если полученная формальная модель (математическая зависимость между величинами в виде формулы, уравнения, системы уравнений) опирается на фундаментальный закон или подтверждается экспериментом, то этим доказывается ее адекватность отображаемой ситуации, и модель рекомендуется для решения задач соответствующего класса. Неформализуемые задачи (НФ-задачи) невозможно представить, используя только ЕИ человека, в виде каких-то формальных моделей.

Выделяют следующие этапы планирования математического эксперимента:

  1. сбор и анализ априорной информации;
  2. выбор входных и выходных переменных, области экспериментирования;
  3. определение математической модели для представления экспериментальных данных;
  4. выбор критерия оптимальности и плана эксперимента;
  5. определение метода анализа данных;
  6. проведение эксперимента;
  7. проверка статистических гипотез для полученных экспериментальных данных;
  8. обработка результатов эксперимента;
  9. интерпретация результатов эксперимента и рекомендации

Естественные науки

В процессе естественнонаучного эксперимента часто прибегают к физическому моделированию как исследуемого объекта, так и различных управляемых условий, в которых находится объект. Для этого создаются специальные установки и устройства: барокамеры, термостаты, магнитные ловушки, ускорители и т. п. С помощью их создаются сверхнизкие и сверхвысокие температуры и давления, вакуум и другие условия. В некоторых случаях моделирование исследуемого объекта - единственное средство реализации эксперимента.

Многие экспериментальные исследования направлены не только на обоснование естественнонаучной истины, но и на обработку технологий изготовления новых видов разнообразной высококачественной продукции. Именно в этом наиболее сильно проявляется практическая направленность эксперимента как прямого пути совершенствования любого технологического цикла.

Экспериментальные средства по своей сути не однородны: их можно разделить на три основные, отличающиеся функциональным назначением системы:

  • содержащую исследуемый объект с заданными свойствами
  • обеспечивающую воздействие на исследуемый предмет
  • сложную приборную измерительную систему

В зависимости от экспериментальной задачи данные системы играют разную роль. Например, при определении магнитных свойств вещества результаты эксперимента во многом зависят от чувствительности приборов. В то же время при проведении экспериментов с веществом, не встречающимся в природе при обычных условиях, да еще и при низкой температуре, все системы экспериментальных средств играют важную роль.

Технические науки

В определенном смысле роль эксперимента в технических науках даже более весома, чем в естественно-научных исследованиях. В отличие от естественно-научных исследований, проблематика технических наук более приближена к оценке частных и индивидуальных свойств определенных семейств технических объектов, данные о которых способен дать лишь эксперимент. Отличия в экспериментальных исследованиях в решающей степени определяют специфику отдельных технических наук.

В технических науках эксперименту принадлежит главенствующее значение. Сама потребность в исследованиях для технических наук исходит от результатов предшествующих экспериментов и обобщения наблюдений и результатов практической деятельности. Это основной “двигатель” развития всех технических наук. Исследования в них ведут в целях совершенствования технических объектов, выработки рекомендаций для их совершенствования и проверки эффективности этих рекомендаций. Как правило, это выполнимо только эмпирически. Информацию о свойствах технических объектов может дать только эксперимент и потому экспериментальные исследования служат основой их изучения.

С позиций организации экспериментальных исследований их делят на активные (специально организованные в искусственно смоделированных “тестовых” условиях функционирования объекта) и пассивные, проведенные в реальных эксплуатационных условиях производственного функционирования объекта. Кроме того, в режиме как активного, так и пассивного эксперимента могут проводиться измерения, автоматическая регистрация и мысленный эксперимент. К активным экспериментам можно отнести только испытания.

Разновидностью наблюдений служит обследование, выполняемое на крупных производственных или технологических и сложных технических объектах. Обследования выполняются однократно или в несколько этапов, часто в сочетании с простейшими измерениями.

Социально-гуманитарные науки

Одним из хорошо известных в социологии методов сбора первичной информации является социальный эксперимент. Основной задачей его применения является необходимость практического апробирования теоретически установленных причинно-следственных закономерностей. Вместе с тем, эксперимент следует рассматривать как метод проверки научной гипотезы. В данном случае цель социального эксперимента заключается в выявлении устойчивой реальной закономерности в виде четко выраженной причинно-следственной взаимозависимости признаков социальных объектов.

Наиболее полное определение эксперимента дано в “Рабочей книге социолога”: “Эксперимент в социологии - это способ получения информации о количественном и качественном изменении показательной деятельности и поведении объекта в результате воздействия на него некоторых управляемых и контролируемых факторов”.

Необходимость применения социального эксперимента возникает тогда, когда нужно решить задачи, связанные с реакцией какой-либо социальной группы на вводимые внутренние или внешние факторы, если эти задачи не могут быть решены другим путем.

Общая логика эксперимента заключается в том, чтобы при помощи выбора некоторой экспериментальной группы (или групп) и помещения ее в необычную экспериментальную ситуацию (под воздействием определенного фактора) проследить направление, величину и устойчивость изменения интересующих социолога характеристик, которые называются контрольными.

Самое главное в социальном эксперименте - создание соответствующих условий (имеется в виду оптимальный выбор экспериментальных факторов). В качестве контрольных выбираются факторы (характеристики), самые важные с точки зрения изучаемой проблемы, создания экспериментальной ситуации. В свою очередь изменение контрольных характеристик должно зависеть от тех характеристик экспериментальной группы, которые вводятся или изменяются самим исследователем. Такие характеристики называются факторными. Характеристики, не имеющие значения, с точки зрения решения задач исследования, называются нейтральными.