Полная версия

Главная arrow Философия arrow История, философия и методология техники и информатики

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

1.7. Эксперимент

Как неоднократно отмечалось выше, трансдукция имеет определенную направленность. На каждом ее последующем этапе возникают новые возможности. Достижение стадии модели открывает дорогу эксперименту. Возможность эксперимента возникает на стадии моделей, поскольку в отличие от моделей принципы и законы не представимы в объектном виде, т.е. посредством отдельных предметов. Экспериментируя с объектами, исследователь получает в свое распоряжение факты (лат. factum-действительное, не иллюзорное знание). Одно это свидетельствует о существенном обогащении научного знания благодаря эксперименту.

Этимологически слово "эксперимент" восходит к греческому peira, что означает испытание, пробу. Широко распространено убеждение, что эксперимент выступает как испытание изучаемых явлений в контролируемых и управляемых условиях. Изучаемое явление поставлено в эксперименте в условия, когда оно вынуждено реагировать на ситуацию и воспринимаемые им вещественные, энергетические, информационные и другие раздражители. При таком понимании эксперимента концептуальная сторона дела остается в значительной степени в стороне, а между тем ее не следует терять из вида. Необходимо четко понимать, что эксперимент является еще одним этапом концептуальной трансдукции. Он не проводится вслепую, а предварительно планируется исследователем, который ставит перед собой вполне определенные цели и руководствуется некоторой мотивацией.

В интересах дальнейшего анализа необходимо ввести читателя в существо философии экспериментирования. В этой связи приведем список из 10 экспериментальных стратегий, составленный весьма авторитетным автором Аланом Франклином:

  • 1) экспериментальный контроль и калибровка, в ходе которых прибор воспроизводит известные явления;
  • 2) воспроизведение артефактов, о существовании которых известно заранее;
  • 3) устранение возможных ошибок и неуместных альтернативных объяснений;
  • 4) использование самих результатов для доказательства их достоверности;
  • 5) опора на теорию явлений, необходимую для объяснения результатов эксперимента;
  • 6) использование прибора, осмысленного посредством хорошо подтвержденной теории;
  • 7) опора на статистические аргументы;
  • 8) использование анализа вслепую, т.е. в отсутствие теоретического плана;
  • 9) манипуляция изучаемым объектом;
  • 10) подтверждение результатов данного эксперимента другими экспериментами.

По сути, Франклин предлагает стратегии, которые необходимы, по его мнению, для интерпретации, понимания смысла всего экспериментального дела. И вот тут-то начинаются большие сложности.

Авторитетный канадский философ Ян Хакинг полагает, что предлагаемые списки стратегий проведения эксперимента отчасти произвольны, к тому же они всегда могут быть дополнены. В связи с этим Хакинг ввел представление о "списке "Etc."" (сокр. от лат. et cetera - и так далее, и тому подобное). Проблема "списка "Etc."" состоит в том, что либо необходимо обосновать его, либо придумать ему альтернативу. В любом случае философия эксперимента должна покоиться на вполне определенных основаниях, а не на открытом для дополнений списке. Всегда можно задать непростой вопрос: "На каком основании представлен именно такой, а не какой-то другой список экспериментальных стратегий?"

А. Франклин по своим философским установкам является рационалистом и реалистом. Однако, приводя список из 10 стратегий, он не ссылается на основания ни рационализма, ни реализма, а просто-напросто претендует на обобщение того, что желается в различных науках. Все 10 стратегий якобы используются в науках, следовательно, они актуальны. Ясно, что такой аргументации недостает концептуальной основательности, а нам не хотелось бы становиться на рельсы эмпиризма с его необоснованным пренебрежением к концептуальной утонченности теорий. Для осмысления эксперимента нам нужен подход, который был бы достаточно основательным, уберегая от эмпирицистских и прочих крайностей. В соответствии со всей предыдущей аргументацией мы предлагаем руководствоваться методом концептуальной трансдукции. Тогда эксперимент рассматривается в качестве этапа трансдукции, а не изолированного явления, которое нуждается в особой философии. В рамках философии и философии науки не должно быть какой-то особой философии эксперимента.

Какой же предстает экспериментальная деятельность в составе трансдукции?

  • 1. Эксперимент необходим для обеспечения полноты трансдукции, без него наука не может состояться. Как нет дома без крыши, так нет и науки без эксперимента, в котором оживают и принципы, и законы, и модели. Таким образом, эксперимент есть необходимое звено концептуальной трансдукции, и все его признаки определяются в первую очередь именно этим обстоятельством.
  • 2. Научный эксперимент всегда производится ради обеспечения прироста знания. В противном случае он является времяпрепровождением, далеким от запросов научного сообщества.
  • 3. Прирост знания обеспечивается целеполагающей деятельностью исследователя: ни один эксперимент не обходится без постановки цели.
  • 4. Постановка цели предполагает опору на определенное концептуальное основание, т.е. все то, что предшествует постановке эксперимента. Речь идет о принципах, универсальных законах и моделях. В совокупности они как раз и образуют исходную концептуальную базу, которую часто называют исходной, начальной, отправной или фоновой теорией. Такого рода рассуждения вполне правомерны, но им явно недостает основательности. Дело в том, что они строятся на противопоставлении теории и эксперимента, однако, как очевидно, научная трансдукция не состоит всего лишь из двух этапов и концепт эксперимента появляется не в противовес теории, а вслед за концептом модели.
  • 5. Так как исходная теория неизбежно дополняется новым знанием, то она трансформируется в заключительную, финальную теорию, которая и выступает целью ученого. Целью экспериментальной деятельности ученого является достраивание трансдукционного ряда. В этой связи эксперимент содействует переходу.
  • 6. Так называемая проверка теории также включает переход от начальной теории к финальной концепции, что необходимо учитывать. Налицо некоторый вырожденный случай, при котором финальная концепция на первый взгляд выступает в образе начальной теории. При проверке теории неизбежно происходит прирост знания хотя бы уже постольку, поскольку, как правило, используется новая модель, ибо эксперимент проводится заново. Пройдя стадию эксперимента, исследователь в концептуальном отношении неизбежно становится другим. Прирост знания может заключаться, например, в том, что повысилась уверенность исследователя в истинности теории или же, наоборот, он усомнился в ней. Это сомнение может стать залогом новых открытий.
  • 7. Посредством исходной теории (теорий) исследователь создает концептуальные образы (а) своей собственной деятельности, (б) используемых аппаратов и измерительных приборов, (в) изучаемых явлений и в соответствии с ними ставит перед собой определенные цели.
  • 8. Постановка цели выступает в форме планирования эксперимента.
  • 9. Создается виртуальная модель как объект компьютерного экспериментирования.
  • 10. Создается объектная, т.е. уже не виртуальная, а предметная модель.
  • 11. В соответствии с определенной методикой производится эксперимент с предметной моделью.
  • 12. Производится обработка данных экспериментов.
  • 13. Воспроизводится концептуальный образ референтов.
  • 14. Воспроизводится образ финальной теории, которая в новом эксперименте будет выступать в качестве начальной.
  • 15. Финальная теория предстает как законченный цикл трансдукции. Только теперь цикл экспериментальной деятельности достиг своей заключительной фазы.

Таким образом, приведенный список этапов процесса экспериментирования имеет не открытый, а законченный, финитный характер. Он не открыт навстречу произвольным, т.е. ad hoc, нормативным требованиям. Каждый этап экспериментирования может быть детализирован, но лишь в рамках самого этапа. Все этапы вместе образуют цикл, началом которого является исходная теория, а завершением финальная концепция.

Итак, мы представили трансдукционную интерпретацию смысла экспериментальной деятельности исследователей. Теперь нам предстоит охарактеризовать ее более детально.

Научный эксперимент проводится в рамках лаборатории, под которой в данном случае понимается не столько замкнутое помещение, сколько специфические условия, либо созданные искусственно, либо существующие естественно, т.е. в природе. Эти специфические условия непременно должны в той или иной степени учитываться. В типичных для современного научного экспериментирования условиях оснастка лабораторий включает: а) изучаемые явления; б) оборудование общего назначения; в) компьютеры и другие устройства для обработки данных; г) детекторы; д) приборы, необходимые для наблюдения, контроля и измерения. Центральное место принадлежит экспериментатору, который определяет методологию и методику экспериментирования.

Специального внимания заслуживает каждая составляющая лабораторного оборудования, что особенно относится к приборам. В такой избирательности есть известный смысл. Он определяется тем, что именно приборы приводятся в непосредственный контакт с изучаемыми явлениями. Однако при осмыслении статуса приборов начинаются трудности. Довольно наивным представляется взгляд, согласно которому приборы всего лишь расширяют возможности наших органов чувств. Разумеется, верно, что наномикроскоп позволяет увидеть недоступное невооруженному глазу. Но все визуальные образы, в том числе и те, которыми мы овладеваем посредством электронных, рентгеновских и лазерных микроскопов, нуждаются в осмыслении.

Рассуждая о приборах, хорошо было бы иметь общепринятое их определение, но такового, по сути, нет. По авторитетному мнению Я. Хакинга, главный признак прибора состоит в его способности выделения, изоляции тех признаков изучаемых явлений, которые мы желаем использовать. Исследователь, настроенный более реалистично, сказал бы, что выделяются признаки изучаемых явлений, а их использование - это уже другой, более прагматический вопрос. Определение прибора в качестве устройства, выделяющего признаки изучаемых явлений, лишь на первый взгляд представляется безупречным. Вполне возможно (кстати, так считают многие исследователи, которых квалифицируют в качестве инструменталистов), что прибор не выделяет тот или иной признак, а либо производит его, либо участвует в его производстве. Приведенное рассуждение показывает, что необходимо предпринять определенные усилия по уточнению философской характеристики приборов. В связи с этим резонно обратиться к существующим на сей счет концепциям. Они крайне редко систематизируются, но хорошо уже само их наличие.

  • 1. Наиболее известной философской концепцией, ориентированной на экспериментальную деятельность, является операционализм, ярким представителем которого считается американский физик П. Бриджмен. Основная идея операционализма состоит в том, что именно прибор обеспечивает доступ к изучаемому явлению. Мы в состоянии понять мир явлений лишь постольку, поскольку совершаем определенные эмпирические действия, т.е. операции. Это верно, однако операционалисты не в состоянии объяснить, почему экспериментатор должен осуществлять не любые, а вполне определенные операции. Они склонны поставить эксперимент впереди теории, но как раз руководствуясь ею, исследователь планирует ход эксперимента.
  • 2. Другая концепция состоит в том, что прибор выступает инструментом языковой игры. Итальянский исследователь Л. Черрути, определяя природу химического прибора, обращается к творчеству одного из основателей аналитической философии Л. Витгенштейна1. В качестве руководящих положений он использует три идеи въедающегося австрийского философа: а) значение слова есть употребление; б) исследователь культивирует языковые игры; в) язык есть форма жизни. В производстве языковых игр исследователь не может обойтись без использования приборов, следовательно, прибор есть средство производства языковых игр. Черрути характеризовал природу химического прибора, но его рассуждения без труда распространяются и на область техникологии.
  • 3. Наконец, еще одна концепция прибора принадлежит американскому ученому Д. Бэрду. В своем творческом поиске он обращается к учению критического рационалиста К. Поппера о третьем мире2. Как известно, Поппер к первому миру относил вещи, ко второму - желания и ментальные события, к третьему - объективное знание, не зависящее от людей. Решающий шаг Бэрда состоит в отнесении приборов не к первому, а к третьему миру. Прибор только на первый взгляд представляет собой всего лишь вещь, подобную другим вещам из мира природы. Решающая особенность прибора состоит в том, что он производит объективное знание. Это инструмент для производства объективного знания. Однако Бэрду следовало бы более основательно рассмотреть вопрос о том, кто же является источником знания: прибор или, как полагаем мы, исследователь.

Итак, рассмотрев несколько философских концепций, мы видим, что прибор определяется как инструмент (научное средство), необходимый для совершения операций, формирования языка науки, объективного знания, не зависящего от субъективных предпочтений исследователя. То или иное определение прибора всегда производится в рамках некоторой концепции, а попытка вывести его дефиницию прямо и непосредственно, так сказать "в лоб", приводит к банальным суждениям. Наиболее основательные исследователи всегда стремятся определиться относительно той концепции, которой придерживаются. Последуем их примеру.

При характеристике прибора мы воспользуемся потенциалом концепции внутринаучной трансдукции. В предыдущем параграфе эксперимент анализировался как этап трансдукции, который реализуется посредством лабораторного оборудования, где центральное место занимают приборы. С учетом этого обстоятельства прибором можно считать трансдукционный объект, или средство трансдукции, ведущее в итоге от теории к референтам. Характеризуя прибор в качестве средства, или орудия, или посредника, необходимого человеку в процессе трансдукции, мы отдаем должное исследователю. Для него прибор - всего лишь средство, которому вменяются те концепты, коими руководствуется исследователь. Но это всего лишь может быть поставлено под сомнение в свете тех коренных преобразований, которыми сопровождаются инструментальные революции в технике, связанные, например, с изобретением очередного нового типа спектрометров. За века своего развития техникология испытала немало инструментальных революций. В итоге ее инструментальный арсенал стал исключительно значимым фактором развития теории. В свете этого никем не отрицаемого обстоятельства характеристика технического прибора в качестве всего лишь посредника исследовательской деятельности техниколога представляется недостаточной. С учетом этого мы предлагаем квалифицировать технические приборы в качестве основного предметного медиума техникологии как науки.

Понятие "медиум" в известном смысле является синонимичным для терминов "средство" и "посредник", но в нем более отчетливо выражена трандукционная природа посредника и его относительная самостоятельность. Однако в подчеркивании относительной самостоятельности технических приборов следует соблюдать определенную осторожность: неправомерно как ее умаление, так и абсолютизация.

Таким образом, подлинный смысл технического прибора выясняется посредством установления его места в процессе трансдукции. Можно сказать, что прибор является транедукционным артефактом. Первоначально привлекает внимание его вещная природа, никак не обремененная в концептуальном отношении. Но в действительности его природа является трансдукционной, а потому нет ничего удивительного в том, что к ней определенным образом относится и языковая модальность техникологии. Кроме того, специального обсуждения заслуживает вопрос об относительности к средствам наблюдения.

Исторический экскурс

Вопрос об относительности к средствам наблюдения был инициирован в квантовой механике в связи с микрофизическими измерениями. Оказалось, что измерительный прибор выступает как некоторая система отсчета, а в различных системах отсчета микрообъект проявляет различные признаки. В этом нет ничего удивительного: было бы странно, если бы объект, участвуя в различных взаимодействиях, оставался одним и тем же. Вторая особенность микрообъекта состоит в его разрушении в результате измерения, и тогда становится проблематичным синтез результатов измерений. Как раз в этой связи знаменитый датский физик Нильс Бор предложил принцип дополнительности. В конечном счете было выяснено, что результаты различных измерений могут быть объединены лишь в случае, если они описываются одной и той же теорией.

Относительность к средствам измерения имеет актуальное значение не только в физике, но и в техникологии. Во-первых, микрообъекты широко используются в технике, и нужно знать способы их измерения. Во-вторых, в технике хорошо известен феномен неразрушающего контроля, целью которого является сохранение пригодности артефакта для эксплуатации. Существует огромное разнообразие неразрушающих методов контроля, в частности радиографический и ультразвуковой. Особенность указанных методов контроля зависит от мощности используемых сигналов. Так, если ультразвуковой импульс превышает некоторые граничные значения, то неразрушающий контроль оказывается в принципе невозможным.

При описании измерения, как правило, подчеркивается, что оно включает сравнение. Это, разумеется, верно, ибо показания прибора свидетельствуют об измеряемом артефакте. Но измерение есть еще и взаимодействие. Если амперметр или вольтметр приведены в действие, то они влияют на параметры соответствующей электрической цепи. Измерение не только динамических, например массы, энергии, силы, но и кинематических параметров реализуется в процессах взаимодействий. Открытие этого обстоятельства, в частности в связи с осмыслением измерения длительностей и протяженностей в специальной теории относительности, в самом начале XX в. стало научной сенсацией.

Рассматривая философию эксперимента, всегда следует иметь в виду его костяк: экспериментатор - прибор - измеряемый объект. Экспериментатор планирует, проводит и осмысливает эксперимент. Прибор играет роль медиума. Но что именно представляет собой измеряемый объект? Ответ на этот вопрос считается чуть ли не очевидным: изучаемое как раз и является измеряемым объектом. Однако осмысление вычислительного и компьютерного эксперимента поставило традиционное истолкование природы измеряемого объекта под сомнение. В вычислительном эксперименте манипуляции проводятся с моделью, а не непосредственно с объектом теории. В этой связи обычно утверждается, что объект можно заменить его математической или компьютерной моделью. Однако в действительности эксперимент всегда производится с моделью: если измеряются параметры непосредственно изучаемого объекта, то он выступает в качестве модели самого себя. Это именно так, ибо объект, уже частично освоенный концептуально, как раз и есть модель.

Итак, эксперимент проводится с моделью. В этой связи различают следующие виды эксперимента:

  • а) натурный - предметом манипуляции является сам изучаемый объект. Полновесному натурному эксперименту часто предшествует пилотный (предварительный) эксперимент, призванный наметить ориентиры для последующего полномасштабного испытания. Натурные эксперименты проводятся либо в реальных, либо в лабораторных условиях;
  • б) полунатурный - не все детали объекта эксперимента даны в объектном виде, часть из них замещается знаковыми образами;
  • в) натурноподобный - используются так называемые объектные модели, например уменьшенные копии реальных объектов, воплощенные в некоторых материалах. Рассматриваемый тип экспериментов правомерен лишь в том случае, если доказано подобие объектных моделей реальным артефактам. Необходимым и достаточным условием подобия двух технических систем является равенство всех однотипных критериев подобия. Сами же критерии подобия, будучи безразмерными величинами, составлены из размерных параметров. Для гидромеханических процессов критериями подобия являются числа Рейнольдса, Маха, Фруда; для явлений теплопередачи - числа Прандтля, Нуссельта, Грасгофа, Пекле, Стэнтона;
  • г) мысленный - как правило, ограничиваются использованием языковых и ментальных концептов, до вычислений здесь доходит крайне редко. Речь в основном идет о выяснении главных концептуальных ориентиров;
  • д) вычислительный - предметом манипуляции избираются математизированные и компьютеризированные техникологические модели.

Рассматривая экспериментальную фазу познания, не следует забывать о наблюдении, которое часто противопоставляется эксперименту, ибо в нем изучаемые явления предоставлены самим себе. Впрочем, по концептуальному содержанию наблюдение родственно эксперименту: и там и там знание наращивается за счет получения новых фактуальных данных. Имея это в виду, наблюдение вполне можно считать вырожденным случаем эксперимента. Наблюдение за функционирующим устройством, например паровым котлом, сопровождаемое фиксацией значений параметров, в том числе связанных с различного рода отказами, поставляет многочисленные данные. С этой точки зрения наблюдение является не перерывом в процессе познания, а его стадией. Обеспечение функционирования технического устройства - это всегда концептуальный процесс, поскольку в нем происходит рост знания.

Эксперимент всегда предполагает исключительно четкое понимание его концептуального содержания. Со времен Галилея известно, что в эксперименте изучаемое явление должно быть выделено, как нередко выражаются, в чистом виде. Чистота эксперимента достигается лишь в том случае, если известны признаки, подлежащие изучению и измерению, а это, в свою очередь, предполагает понимание сути, т.е. концептуального содержания, изучаемых явлений. Борьба за чистоту эксперимента сопровождает любые его типы.

В заключение отметим также проблему решающего эксперимента. Очевидно, что эффективность экспериментов бывает разной, в силу чего они обладают неодинаковой актуальностью. Но нет такого эксперимента, который бы расставил все точки над I. Процесс познания никогда не заканчивается, поэтому всегда необходимы новые, относящиеся к различным типам эксперименты. Типы экспериментов множатся и приобретают все новые особенности.

Выводы

  • 1. Эксперимент - это стадия концептуальной трансдукции.
  • 2. Эксперимент проводится с моделью, о которой получают фактуальные сведения.
  • 3. Прибор является предметным медиумом эксперимента.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>