Файл: методология науч иссл.doc

В качестве статистических критериев контроля нередко выбирают контроль распределений. Распределения характеризуют, как часто или с какой вероятностью та или иная случайная, величина принимает какое-либо из возможных ее значений. Путем сравнения функций распределения можно достичь большей пли меньшей степени однородности экспериментальной и контрольной групп.

Однако как при индивидуальной, так и статистической оценке этих групп всегда сохраняется возможность предвзятого выбора индивидуумов. Чтобы исключить такую возможность, при планировании эксперимента прибегают к методу рандомизации, цель которого —обеспечить равновероятность выбора любого индивидуума из имеющейся совокупности. Техника такого выбора может быть самой различной, но она должна способствовать достижению главной цели — построению однородных групп (экспериментальной и контрольной) из совокупности, подлежащей исследованию.

3.2.4. Интерпретация результатов эксперимента

Зависимость эксперимента от теории сказывается не только при планировании, но в еще большей степени при истолковании его результатов.

Во-первых, результаты любого эксперимента нуждаются в статистическом анализе, чтобы исключить возможные систематические ошибки. Такой анализ становится особенно необходимым при осуществлении экспериментов, в которых исследуемые факторы или величины заданы не индивидуальным, а статистическим образом. Но даже при индивидуальном задании, как правило, производят множество различных измерений, чтобы исключить возможные ошибки. В принципе статистическая обработка результатов эксперимента, в котором исследуемые величины заданы индивидуально, ничем не отличается от обработки данных наблюдения. Гораздо большие трудности возникают при анализе статистических экспериментов.

Прежде всего, здесь приходится устанавливать и оценивать различие между экспериментальной и контрольной группами. Иногда разница между ними может быть вызвана случайными, неконтролируемыми факторами.

Поэтому возникает задача определения и статистической проверки разницы между экспериментальной и контрольной группами. Если эта разница превышает некоторый минимум, то это служит показателем того, что между величинами, изучаемыми в данном эксперименте, существует некоторая реальная связь. Нахождение конкретной формы этой взаимосвязи представляет цель дальнейшего исследования.

Во-вторых, результаты эксперимента, подвергшиеся статистической обработке, могут быть по-настоящему поняты и оценены только в рамках теоретических представлений соответствующей отрасли научного знания. При всей тонкости и сложности современных статистических методов с их помощью в лучшем случае может быть нащупана или угадана некоторая гипотеза о реальной взаимосвязи исследуемых факторов или величин. С помощью методов корреляционного анализа можно, например, оценить степень зависимости или соотношения одной величины от другой, но такой анализ не может раскрыть конкретную форму или тип функциональной связи между ними, т.е. закон, управляющий этими явлениями. Вот почему истолкование результатов экспериментального исследования приобретает такое важное значение для понимания и объяснения этих результатов.

При интерпретации данных эксперимента исследователь может встретиться с двумя альтернативами.

Во-первых, он может объяснить эти результаты в терминах уже известных теорий или гипотез. В этом случае его задача сводится к проверке или перепроверке наличного знания. Поскольку такая проверка состоит в сопоставлении утверждений, выражающих данные эксперимента, с выводами теории, то возникает необходимость в получении таких логических следствий из теории, которые допускают эмпирическую проверку. Это неизбежно связано с интерпретацией, по крайней мере, некоторых понятий и утверждений теории.

Во-вторых, в ряде случаев ученый не располагает готовой теорией или даже более или менее обоснованной гипотезой, с помощью которых он смог бы объяснить данные своего эксперимента. Иногда такого рода эксперименты даже противоречат тем теоретическим представлениям, которые господствуют в той или иной отрасли науки.

Об этом свидетельствуют многочисленные экспериментальные результаты, полученные в физике в конце XIX— начале XX в., которые упрямо не укладывались в рамки старых, классических представлений. В 1900г. Макс Планк, убедившись в невозможности классическими методами объяснить экспериментальные данные, относящиеся к свойствам теплового излучения, предложил свою интерпретацию в терминах конечных квантов энергии.

Эта интерпретация помогла впоследствии объяснить особенности фотоэлектрического эффекта, эксперименты Франка и Герца, эффекты Комптона и Штерна—Герлаха и многие другие опыты.

Конечно, не всякая новая интерпретация экспериментальных данных приводит к революционным изменениям в науке. Однако любая интерпретация предъявляет серьезные требования к существующим теориям, начиная от пересмотра и модификации некоторых их элементов и кончая радикальным пересмотром исходных принципов и постулатов.

3.2.5. Функции эксперимента в научном исследовании

Преимущество эксперимента над наблюдением состоит, прежде всего, в том, что он дает возможность активно и целенаправленно исследовать интересующие науку явления. Ученый может по своему желанию изучать эти явления в самых различных условиях их протекания, усложнять или упрощать ситуации, строго контролируя при этом ход и результаты процесса. Часто эксперимент уподобляют вопросу, обращенному к природе. Хотя такой метафорический способ выражения и не свободен от недостатков, тем не менее, он очень удачно схватывает основную цель эксперимента — давать ответы на наши вопросы, проверять идеи, гипотезы и теории относительно свойств и закономерностей протекания тех или иных процессов в природе. В обычных условиях эти процессы крайне сложны и запутаны, не поддаются точному контролю и управлению. Поэтому и возникает задача организации такого их исследования, при котором можно было бы проследить ход процесса «в чистом» виде.

В этих целях в эксперименте отделяют существенные факторы от несущественных и тем самым значительно упрощают ситуацию. Хотя такое упрощение и отдаляет нас от действительности, но в конечном итоге оно способствует более глубокому пониманию явлений и возможности контроля немногих существенных для данного процесса факторов или величин. В этом отношении эксперимент гораздо ближе стоит к теоретической модели, чем наблюдение. При экспериментировании исследователь сосредоточивает внимание на изучении лишь наиболее важных сторон и особенностей процессов, стараясь свести к минимуму возмущающее действие второстепенных факторов. Отсюда напрашивается естественная аналогия между экспериментом и абстрагированием.

Подобно тому, как при абстрагировании мы отвлекаемся от всех несущественных моментов, свойств и особенностей явлений, яри экспериментировании стремятся выделить и изучить те свойства и факторы, которые детерминируют данный процесс. И в том и другом случае исследователь ставит задачу — изучить ход процесса «в чистом виде», и поэтому не принимает в расчет множество дополнительных факторов и обстоятельств.

Но, пожалуй, больше чем в другой аналогии, здесь приходится считаться с важными различиями принципиального характера. Во-первых, всякое абстрагирование представляет способ мысленного выделения существенных свойств и особенностей исследуемого, явления, в то время как при экспериментировании с помощью специальных средств и приборов создают искусственную среду, которая даст возможность анализировать явления в условиях, более или менее свободных от возмущающего влияния второстепенных факторов. Конечно, в сравнении с возможностями мысленного отвлечения возможности фактической изоляции явлений в условиях эксперимента представляются более скромными. Во-вторых, в реальной практике научного исследования абстрагирование всегда предшествует эксперименту. Прежде чем поставить эксперимент, ученый должен исходить из некоторой гипотезы или просто догадки о том, какие свойства или факторы в изучаемом явлении считать существенными, а какие можно не принимать во внимание. Все это показывает, что абстрагирование и эксперимент относятся к качественно различным методам исследования и решают свои, специфические задачи.

К числу важнейших проблем, которые требуют привлечения экспериментального метода, относится, прежде всего, опытная проверка гипотез и теорий. Это самая известная и наиболее существенная функция эксперимента в научном исследовании, которая служит показателем зрелости самого метода. Ни в античности, ни в средние века не было эксперимента в точном смысле этого слова, так как там целью опытов скорее был сбор данных, чем проверка идей.

Галилей, решительно порвавший с натурфилософскими и схоластическими традициями прежней физики, впервые систематически стал проверять свои гипотезы с помощью эксперимента. Огромные успехи в развитии механики в Новое время были связаны с тем, что разработка новых ее гипотез и теорий шла рука об руку с их экспериментальной проверкой. Постепенно такой метод проверки новых гипотез и теорий проник во все отрасли естествознания, а в наше время успешно используется и в ряде социальных наук.

Не менее ценную роль эксперимент играет при формировании новых гипотез и теоретических представлений. Эвристическая функция эксперимента при создании гипотез состоит в том, чтобы использовать опыт для уточнения и исправления первоначальных допущений и догадок. В то время как при проверке исследователь располагает готовой гипотезой и стремится с помощью эксперимента либо подтвердить, либо опровергнуть ее, при выдвижении и обосновании новых гипотез ему часто не хватает дополнительной эмпирической информации. Поэтому он вынужден обращаться к эксперименту, в том числе к модельному и мысленному, чтобы откорректировать свои первоначальные допущения. Обычно поисковый и проверочный эксперименты осуществляются одновременно.

В ходе исследования ученый не только уточняет свою первоначальную догадку и доводит ее до уровня научной гипотезы, но одновременно проверяет эту гипотезу сначала по частям, а затем и целиком.

Какой бы эксперимент, однако, ни осуществлялся, он всегда служит лишь определенным звеном в общей цепи научного исследования. Поэтому его нельзя рассматривать как самоцель и тем более противопоставлять теории.

Если эксперимент ставит вопрос природе, то такой вопрос может возникнуть лишь в сфере идей и при достаточно высоком уровне развития теоретического знания.

Как уже отмечалось, сам план проведения эксперимента, интерпретация его результатов требуют обращения к теории. Без теории и её руководящих идей невозможно никакое научное экспериментирование.

На первый взгляд может показаться, что такое подчеркивание значения теории для эксперимента и эмпирического познания вообще противоречит известному тезису о последовательности этапов процесса познания. В действительности тезис о движении познания от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике дает общую историческую картину процесса, выясняет генетическую связь между эмпирической и рациональной ступенями познания.

В реальной практике научного исследования эти ступени выступают во взаимодействии и единстве. Бесспорно, что теоретические представления всегда основываются на каких-то эмпирических данных или фактах.

В конечном счете, все знание опирается на опыт, эксперимент, практику. Однако само эмпирическое познание, особенно в науке, отталкивается от существующих теоретических представлений. Такое взаимодействие между теорией и эмпирией с особой наглядностью проявляется на примере эксперимента. Вот почему в научном исследовании меньше всего можно говорить о независимости различных методов и ступеней познания, а тем более об их противопоставлении друг другу. Наоборот, только учет их диалектической взаимосвязи и взаимодействия дает возможность правильно понять не только весь процесс исследования в Целом, но и отдельные его этапы и методы.

За четыре века существования экспериментальный метод продемонстрировал свою высокую эффективность как важнейший способ эмпирического исследования. Эта эффективность возрастала, но мере усложнения экспериментальной техники и степени зрелости теоретической мысли. От простейших опытов, представляющих по сути дела усложненные наблюдения, до создания индустриальных установок для ускорения заряженных частиц, получения высоких и сверхвысоких температур и давлений, мощных радиотелескопов и космических лабораторий — вот тот гигантский скачок, который характеризует развитие экспериментальной техники. Индустриальный характер современного физического эксперимента и сложность его техники делают необходимым создание больших коллективов исследователей. Важным достоинством коллективных методов научной работы является то, что они помогают преодолевать односторонность и субъективизм как в оценке перспективности тех или иных направлений, так и в интерпретации полученных результатов.

Возникает вопрос: если экспериментальный метод является столь эффективным методом эмпирического исследования, то почему он не применяется во всех науках?