Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методология научного познания. Учебное пособие для вузов
.pdf
исследование только начинается, а область изучаемых явлений совсем новая, тогда отделение существенных факторов от несущественных представляет проблему. Ведь любой фактор в принципе может оказаться существенным, и поэтому заранее, без предварительного исследования и проверки, его исключить нельзя. С другой
стороны, проверить, являются ли все факторы существенными,
также невозможно. Следовательно, перед исследователем возникает
проблема выбора: если он сделает правильный выбор, то эксперимент даст ему возможность успешно решить научную проблему.
История науки дает нам множество примеров, когда верный
выбор существенных факторов при проведении экспериментов помог ученым открыть важные законы природы. Известно, что Роберт
Бойль, впервые сформулировавший закон об обратной пропорциональности между давлением и объемом «идеальных» газов, считал
температуру несущественным фактором. Впоследствии французские
физики Жак Шарль и Гей Люссак предположили, что температура
газа служит существенным его фактором и экспериментально доказали закон о прямой пропорциональной зависимости между объемом и температурой газа. Все это свидетельствует о том, что фактор, считавшийся несущественным в одних экспериментах, становится существенным в других.
Следующая стадия при проведении эксперимента сводится к
изучению зависимостей между существенными факторами при сохранении несущественных факторов неизменными или постоянными.
Если в качестве существенных выявлены факторы Ì
, Ì2, Ì3, …, ÌÊ,
1
то сначала будет изучена зависимость между двумя факторами, например Ì
гаться постоянными. Изменяя в эксперименте фактор Ì
установить, в какой зависимости от него изменяется фактор Ì
è Ì2. Все остальные факторы при этом будут предпола-
1
, можно
2
,
1
например как меняется объем газа с изменением его давления. Затем аналогично экспериментируют с другими парами, тройками,
четверками факторов и т.д. Именно таким способом в итоге устанавливают взаимозависимость между всеми факторами, которую
можно выразить с помощью математических формул или уравнений. Так, в рассмотренных выше примерах, после того как были
установлены частные законы Бойля — Мариотта и Шарля — Гей
Люссака, удалось сформулировать общий закон, выражающий связь
между давлением, объемом и температурой идеального газа в виде
уравнения Клапейрона:
PV = RT,
ãäå P — давление; V — объем; R — универсальная газовая постоянная; Ò —
температура в абсолютной шкале Кельвина.
При планировании эксперимента и оценке его результатов приходится учитывать также характер величин, измеряемых в ходе
51
опыта. В этом отношении более сложными являются эксперименты, в которых исследуемые величины заданы статистическим образом. К чисто экспериментальным трудностям здесь добавляются
трудности математического характера. Не случайно поэтому в последние десятилетия в математической статистике возникло специальное направление, которое ставит своей задачей планирование и
1
математическую обработку статистических экспериментов
.
Однако, как бы эксперимент ни планировался, при его проведении обязателен точный учет тех изменений, которые эксперимент
вносит в изучаемый процесс. А это требует тщательного контроля
как объекта исследования, так и средств наблюдения и измерения.
Интерпретация результатов эксперимента. Зависимость эксперимента от теории проявляется не только при его планировании, но
в еще большей мере при истолковании его результатов. При интерпретации данных эксперимента для исследователя возможны
два пути.
Во-первых, он может объяснить эти результаты в терминах уже
известных теорий или гипотез. 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 требует интерпретации по крайней мере некоторых
понятий и утверждений теории.
Во-вторых, в ряде случаев ученый не располагает готовой теорией или гипотезой, с помощью которых он смог бы объяснить результаты своего эксперимента. Иногда такие эксперименты даже
противоречат теоретическим представлениям, доминирующим в той
или иной отрасли науки. Об этом свидетельствовали, например, многочисленные результаты экспериментов, полученные в конце
XIX — начале XX в., которые явно не укладывались в рамки старых
классических представлений физики. В 1900 г. М. Планк, убедившись в невозможности объяснить экспериментальные данные по
тепловому излучению с позиций классической физики, предложил
рассматривать излучение не как непрерывный, а как дискретный процесс испускания энергии отдельными порциями, или квантами. Эта
интерпретация впоследствии помогла объяснить опытные результаты
фотоэффекта и многих других экспериментов. В дальнейшем она
сыграла важнейшую роль при создании квантовой механики. «Долгий
двадцатилетний период накануне появления квантовой механики, —
указывал один из создателей этой механики М. Борн, — характеризуется накоплением все новых эмпирических данных в пользу реаль-
1
Одной из лучших работ в этой области является книга известного английского
статистика Р.А. Фишера «Конструкция эксперимента» (См.: R.A. Fisher. The Decision of Experiment. — London, 1951).
52
ности этого кванта и полной неприспособленности классических
понятий для оперирования с ним»
1
.
Разумеется, не всякая интерпретация экспериментальных данных приводит к революционным изменениям в науке. Однако любая интерпретация предъявляет определенные требования к существующим теориям, начиная от пересмотра некоторых их элементов и
заканчивая модификацией исходных допущений и принципов.
Функции эксперимента в научном исследовании. Преимущество
эксперимента перед наблюдением состоит прежде всего в том, что
он дает возможность активно и целенаправленно исследовать возникающие в науке проблемы. Ученый может по своему желанию
изучать интересующие его явления в самых различных условиях их
протекания, упрощать ситуации, строго контролируя при этом ход
и результаты процесса. Часто эксперимент уподобляют вопросу, который обращен к природе. Хотя такой метафорический способ выражения и не свободен от недостатков, тем не менее он удачно выражает основную цель эксперимента — получить ответ на вопрос,
заданный природе, проверить гипотезы и теории, описывающие
предполагаемые закономерности явлений природы.
В обычных, естественных условиях подобные процессы крайне
сложны и запутаны, поэтому не поддаются точному контролю и
управлению. В связи с этим и возникает задача проведения такого
их исследования, при котором можно было бы наблюдать ход процесса «в чистом виде». В этих целях в эксперименте четко отделяют
существенные факторы от несущественных и тем самым значительно упрощают ситуацию. Но такое упрощение, хотя и отдаляет нас
от действительности, в конечном итоге способствует более глубокому пониманию их сути. При экспериментировании исследователь
сосредоточивает внимание на изучении лишь наиболее важных и
существенных факторов процессов, стараясь свести к минимуму
возмущающее действие второстепенных факторов. Отсюда, естественно, напрашивается аналогия между экспериментом и абстраги-
рованием.
Подобно тому как при абстрагировании мы отвлекаемся от несущественных свойств явлений, при экспериментировании также стремятся выделить и исследовать те существенные факторы, которые детерминируют изучаемый процесс. И в первом и во втором случае ученый ставит задачу — исследовать ход процесса «в чистом виде», не
принимая в расчет множество второстепенных факторов и дополнительных обстоятельств. Однако в этой аналогии, больше чем в другой,
приходится считаться с различиями принципиального характера.
Во-первых, абстрагирование представляет собой способ мысленного выделения существенных свойств исследуемого явления или
1
Áîðí Ì. Физика в жизни моего поколения. — М., 1963. — С. 147.
53
процесса, в то время как при экспериментировании создают искусственную среду с помощью особых условий для выделения существенных факторов и сохранения неизменными несущественных или
второстепенных факторов.
Во-вторых, в научном исследовании мысленное абстрагирование всегда предшествует эксперименту. Прежде чем поставить эксперимент, ученый всегда исходит из определенной теории или гипотезы, на основании которых он решает, какие факторы или свойства объекта считать существенными, а какие — второстепенными.
Все это показывает, что абстрагирование и эксперимент относятся
к качественно различным уровням и методам исследования.
В-третьих, эксперимент, как показано выше, представляет собой
вопрос, обращенный к природе, на который она должна дать ответ.
Поэтому эксперимент служит эмпирическим критерием истинности
теоретического знания.
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, которая служит показателем уровня
зрелости и точности научного исследования в опытных науках. Ни
в эпоху античности, ни в Средние века не было эксперимента в
точном смысле этого слова, так как там целью опытов скорее был
сбор эмпирических данных, чем проверка теоретических идей. Галилей, решительно порвавший с натурфилософскими и схоластическими традициями прежней физики, впервые стал проверять свои гипотезы с помощью эксперимента. Огромные успехи в развитии механики в Новое время были связаны прежде всего с тем, что
разработка новых ее гипотез и теорий шла рука об руку с их экспериментальной проверкой. Постепенно такой метод проверки новых
теоретических идей проник во все отрасли естествознания, а в наше
время используется также и в других науках.
Важную роль эксперимент играет и при формировании новых
гипотез и теоретических представлений. Эвристическая роль эксперимента при генерировании новых гипотез заключается в использовании опыта для уточнения и исправления первоначальных допущений и предположений. Если исследователь располагает готовой
гипотезой, тогда он использует эксперимент для ее подтверждения
или опровержения. Если же он выдвигает новую гипотезу, то обращается к эксперименту, чтобы проверить и уточнить свои первоначальные допущения. Обычно в ходе исследования поисковый и
проверочный эксперимент осуществляются одновременно, поскольку
ученый не только уточняет свои первоначальные допущения и предположения, но и доводит их до уровня научной гипотезы, а затем
выводит из нее эмпирически проверяемые следствия, которые проверяет с помощью эксперимента.
54
Однако, какой бы эксперимент ни осуществлялся, он всегда служит лишь определенным звеном в общей цепи научного исследования. Поэтому эксперимент нельзя рассматривать как самоцель, а 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. Без
теории и ее направляющих идей невозможно никакое научное экспериментирование, поскольку как само планирование эксперимента,
так и интерпретация его результатов требуют обращения к теории.
За четыре столетия своего существования экспериментальный
метод продемонстрировал свою высокую эффективность как важнейшего способа эмпирического исследования. Его эффективность
непрерывно возрастала по мере усовершенствования экспериментальной техники и степени зрелости теоретической мысли, а также
усиления взаимодействия между теорией и опытом. От простейших
опытов, представлявших по сути дела усложненные наблюдения, до
создания целых индустриальных систем для ускорения заряженных
частиц, получения высоких и сверхвысоких температур и давлений,
мощных радиотелескопов и космических лабораторий — вот далеко
не полный перечень составляющих того гигантского скачка, который характеризует развитие экспериментальной техники.
Возникает вопрос: если экспериментальный метод является столь
эффективным методом эмпирического исследования, то почему он
не применяется во всех науках?
Как уже показано выше, применение эксперимента в науке связано прежде всего с возможностью активного взаимодействия исследователя с изучаемым объектом, при котором он является не пассивным наблюдателем происходящих процессов, а изучает их в желательном для него виде, изолируясь от влияния второстепенных
факторов. В такой науке, как астрономия, такое вмешательство оказывается принципиально невозможным по практическим соображениям, и поэтому ученые ограничиваются в ней систематическими
наблюдениями. Правда, с развитием космических исследований становятся осуществимыми локальные эксперименты по изучению технических процессов и поведения живых организмов в условиях невесомости. Но астрофизика и космология не могут проверять свои гипотезы с помощью экспериментов над небесными телами. Иногда в
лаборатории можно создать условия, подобные, скажем, условиям на
Солнце, и выяснить, что при этом происходит, но это будет не астрономический, а чисто физический эксперимент. Поэтому осуществление термоядерного синтеза в земных условиях было бы проверкой соответствующей физической, а не астрономической или космологической теории.
В науках, изучающих исторические процессы, происходившие
на нашей планете (геология, палеонтология, археология и др.) не
только эксперимент, но и непосредственные наблюдения невоз-
55
можны в силу того, что эти процессы и события уже завершились.
В социальных науках проведение экспериментов с большими группами людей наталкивается на серьезное их сопротивление. Попробуйте, например, провести эксперимент, сознательно нарушив подачу воды, электричества или газа даже для небольшого городского
района. Люди возмутятся этим и потребуют запретить такой эксперимент, противоречащий нормам морали и правам людей в гражданском обществе. Поэтому в социологии обычно ограничиваются
изучением поведения людей в малых группах, причем наблюдение
и в этом случае не должно противоречить нормам нравственности и
правам членов гражданского общества. И хотя журналисты продолжают писать о «великих социальных экспериментах», но здесь мы
встречаемся скорее с метафорой, чем с экспериментами в точном
смысле этого слова.
3.3. Измерения
Под измерением обычно подразумевают процесс нахождения
отношения данной величины к другой, принятой за единицу изме-
1
рения
. Результаты измерения обычно выражаются с помощью чисел,
и благодаря этому их можно подвергнуть математической обработке.
Однако в некоторых случаях измерением называют любой способ
приписывания чисел некоторым свойствам объектов в соответствии с
определенными правилами. С таким положением чаще всего приходится встречаться в исследованиях, где ограничиваются лишь сравнением свойств предметов и явлений по их интенсивности.
Всякий раз, когда удается упорядочить свойства по их интенсивности с помощью отношений «больше», «меньше» или «равно»,
можно установить определенное соответствие между степенями интенсивности свойства и числами. Такой способ квантификации, или
количественной характеристики, свойств используется в тех случаях, когда трудно или невозможно провести непосредственные измерения. Так, например, в минералогии широко используется шкала
Мооса для определения сравнительной твердости минералов. Один
минерал считается более твердым, если оставляет на другом царапину. Если твердость талька оценивается как 1, то твердости алмаза
соответствует 10. С равным успехом мы могли бы приписать тальку
другое число, но тогда соответственно изменилась бы оценка твердости алмаза. Поскольку числа здесь выбираются более или менее
произвольно, постольку с ними нельзя производить обычных арифметических действий. Таким образом, при квантификации различных свойств величин можно выделить классификационные, сравнительные и количественные, или метрические, понятия. С помощью
счета мы определяем количество предметов какого-либо класса.
1
Маликов М.Ф. Основы метрологии. Ч. 1. — М., 1949. — С. 316.
56
Как показывает история культуры, было время, когда люди не
знали понятия числа и тем не менее справлялись по-своему со счетом небольших множеств вещей. Для этого они устанавливали взаимно-однозначное соответствие между данным множеством вещей
и некоторым «эталонным множеством», в качестве которого сначала выступали пальцы рук и ног самого человека, потом камешки,
ракушки и тому подобные предметы. Потребовалось длительное
время, чтобы понять, что в качестве предметов счета можно использовать отвлеченные числа.
Следующим этапом количественного анализа является сравнение
величин, которое начинается, как мы видели, с сопоставления их по
интенсивности определенного свойства. Если обозначить два предмета через a и b, а общее их свойство через Ì, то между ними
можно установить следующие отношения:
M(a) > M(b), M(a) < M(b) M(a) = M(b).
Таким образом, с помощью отношений «больше», «меньше» и
«равно» можно образовать сравнительные количественные понятия.
Такие понятия также играют важную роль в познании, и поэтому
там, где невозможно результат измерения выразить точным числом,
приходится ограничиваться сравнением величин. «Надо помнить, —
писал академик А.Н. Крылов, — что есть множество «величин», т.е.
того, к чему приложимы понятия «больше» и «меньше», но величин, точно не измеряемых, например, ум и глупость, красота и безобразие, храбрость и трусость, находчивость и тупость и т.д. Для
измерения этих величин нет единиц, эти величины не могут быть
1
выражены числами, — они не составляют предмета математики»
.
Для перехода к метрическим (количественным) понятиям необходимо располагать единицей измерения. Тогда отношение данной
конкретной величины к единице измерения можно выразить целым
числом или дробью, а отношение теоретических величин, например
диагонали квадрата к его стороне, — иррациональным числом. Хотя
количественные понятия связаны с процессом измерения, но они
не возникают из эмпирических процедур измерения, как утверждают
операционалисты. В противном случае нам пришлось бы вместо одного понятия длины, температуры или силы тока ввести столько
разных понятий, сколько существует процедур для измерения этих
величин.
Классификационные, сравнительные и метрические понятия
характеризуют разные степени количественного анализа величин и
их свойств, которые выражают уровень раскрытия особенностей
исследуемых предметов и процессов. Обычно, чем лучше изучены
качественные особенности явлений и процессов, тем лучше они
поддаются математическому анализу.
1
Крылов А.Н. Прикладная математика и ее значение для человечества. — М. -Л.,
1931. — Ñ. 3.
57
Глава 4
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Окружающий нас мир настолько многообразен, сложен и изменчив, что его изучение нельзя начинать так, как он представляется нам в непосредственном наблюдении. Чтобы преодолеть эту
трудность, наука стремится сначала упростить, схематизировать и
идеализировать явления и процессы реального мира. Уже на эмпирическом уровне познания она старается изучить их, по возможности изолируясь от воздействия других явлений и событий,
мешающих наблюдению. Типичным в этом смысле является эксперимент, который, как мы знаем, широко используется в естествознании.
Однако экспериментальный метод, хотя и может быть частично использован в экономике и социологии, но только в крайне ограниченных случаях. Это происходит, потому, что, во-первых, люди не позволят манипулировать собой, во-вторых, нельзя более
или менее четко изолировать экспериментальную группу от контрольной, как это делают, например, биологи, в-третьих, само присутствие исследователя влияет на поведение экспериментальной
группы (включенное наблюдение), в-четвертых, результаты эксперимента будут не очень надежны вследствие трудности измерения
интересующих исследователя величин. Вот почему остается справедливым утверждение К. Маркса о том, что «в экономической
науке нельзя пользоваться ни микроскопом, ни химическими реактивами, то и другое должна заменить сила абстракции».
4.1. Абстрагирование и идеализация —
начало теоретического исследования
Абстракции возникают на аналитической стадии исследования,
когда начинают рассматривать отдельные стороны, свойства и элементы единого, целостного процесса. В результате образуются отдельные понятия, категории и суждения, которые служат для формулирования гипотез, законов и теорий.
На завершающей синтетической стадии все эти элементы, по-
нятия, категории и законы объединяются в целостную теоретическую систему, обеспечивая тем самым достижение конкретного знания об определенной области действительности.
58
Абстрагирование и идеализация служат важнейшими методами
любого теоретического исследования. Как показывает сам термин
«абстракция» (от лат. abstraction — выделение, отвлечение или отделение), этот прием помогает отвлечься от некоторых несущественных и потому второстепенных в определенном отношении свойств
или особенностей изучаемых явлений и выделить свойства существенные и определяющие. Это вовсе не означает, что несущественные свойства всегда являются такими при всех условиях. В другом
отношении несущественное свойство может стать существенным.
Например, наблюдая движение воздушного шарика, мы можем отвлечься от сил гравитации, но при изучении падения массивных тел
учет этих сил имеет существенное значение. Подобно этому для установления зависимости между спросом и предложением в рыночной экономике, приходится упрощать реальную ситуацию на рынке
и отвлекаться от несущественных свойств и факторов. Например,
первоначально можно допустить, что цена на данный товар не изменится в зависимости от изменения цен на другие товары, дохода
потребителей, влияния монополий на рынок и т.п. Ясно, что все
эти факторы нельзя считать несущественными и второстепенными.
Мы просто абстрагируемся от них, чтобы легче было изучить сложный процесс, зависящий от множества факторов, и поэтому изучаем их отдельно, по частям.
Следовательно, когда заходит речь об изучении любой сложной
системы или процесса по их составным элементам или частям, то
недостаток аналитического исследования в дальнейшем должен
быть компенсирован путем синтетического их изучения в рамках
единой, целостной системы.
В научном познании различают несколько видов абстрагирования, простейшим из которых является абстракция отождествления,
когда у предметов некоторого класса выделяется определенное общее
свойство, а от всех других свойств отвлекаются, кроме, например,
тяжести (или веса) предметов, стоимости товаров или количества
вещей. Относительно выделенного общего свойства все предметы соответствующего класса рассматриваются как тождественные, и поэтому оно может быть абстрагировано, или отделено, от других
свойств. В результате этого образуются особые понятия, например
такие, как тяжесть, стоимость и число.
Äëÿ изолирующей абстракции характерно отвлечение некоторых
свойств и отношений изучаемых предметов и рассмотрение их в
виде отдельных, самостоятельных объектов, например: белизна, яркость, доброта, дружба. Во всех этих примерах конкретное свойство, присущее реальным предметам, рассматривается в форме самостоятельных, абстрактных объектов.
Более сложный характер присущ абстракциям, связанным с образованием математических понятий, когда приходится отвлекаться
59
от возможностей построения соответствующих математических объектов., о которых шла речь в главе 2. Например, в абстракции по-
тенциальной осуществимости отвлекаются от реальной возможности
построения тех или иных математических объектов и допускают
осуществимость построения следующего объекта при наличии достаточного времени, пространства и материалов. Например, вслед за
данным натуральным числом N допускается возможность построения следующего за ним натурального числа N + 1.
Во-первых, на этой основе можно образовать, абстракцию и соответственно понятие потенциальной бесконечности, которая допускает потенциальную возможность построения в неограниченном ряду
следующего объекта, если задан предыдущий объект. Поэтому натуральный ряд чисел в данном случае рассматривается как неограниченно продолженный, поскольку допускается возможность прибавления к данному числу единицы и образования следующего натурального числа.
Во-вторых, можно применить более сильную абстракцию и образовать понятие актуальной бесконечности, в котором отвлекаются
от реальной возможности построения любого множества натуральных чисел и допускают возможность построения неограниченного
множества таких чисел, как множества актуально построенного, завершенного. Тем самым бесконечное множество уподобляется конечному множеству.
Особой разновидностью абстрагирования является процесс идеа-
лизации, который представляет собой предельный переход от реально существующих свойств явлений и процессов к свойствам идеальным. Например, из физики известны такие идеализации, как абсолютно упругое тело, несжимаемая жидкость, идеальный газ и т.д.,
которые не существуют в реальном мире и потому являются упрощениями, идеализациями, которые помогают лучше понять свойства реальных твердых, жидких и газообразных веществ. Аналогично
этому еще в классической экономической теории было введено понятие основного идеального объекта этой теории — Homo economicus,
èëè экономического человека. Под ним подразумевают такого вооб-
ражаемого человека, который при принятии решений поступает во
всем рационально, не подвержен чужим мнениям, предрассудкам,
добивается максимальной выгоды при принятии решений. Ясно,
что такого человека в действительности не существует, но идеальный образ помогает нам лучше понять, к какому возможному пределу должен стремиться разумный человек при принятии решений.
Прежде чем начать абстрагирование, необходимо, конечно, изучить конкретные факты, выделить среди них основные и второстепенные, привести их в определенную систему и только потом начать их анализировать и обобщать.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]