В) Эксперимент
Важнейшим методом эмпирического познания является эксперимент. Эксперимент включает в себя наблюдение и измерение, а также физическое воздействие на изучаемые объекты. Эксперимент – это метод познания, в процессе которого осуществляется непосредственно материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимые с целью познания этого объекта.
Эксперимент всегда представляет собой вопрос, обращенный к природе. Но чтобы вопрос был осмысленным и допускал определенный ответ, он должен опираться на предварительное знание об исследуемой области. Это знание и дает теория, и именно теория ставит тот вопрос, ответ на который должна дать природа. Поэтому эксперимент как вид материальной деятельности всегда связан с теорий. Первоначально вопрос формулируется в языке теории, т.е. в теоретических терминах, обозначающих абстрактные, идеализированные объекты. Чтобы эксперимент мог ответить на вопрос теории, этот вопрос нужно переформулировать в эмпирических терминах, значениями которых являются эмпирические объекты (данные эмпирически).
Метод эксперимента предполагает осуществлять в соответствии с решаемой проблемой следующие операции:
— конструктивизацию объекта: вычленение объекта или предмета исследования, его изоляцию от влияния побочных и затемняющих сущность явлений, изучение в относительно чистом виде;
— эмпирическую интерпретацию исходных теоретических понятий и положений, выбор или создание экспериментальных средств;
— целенаправленное воздействие на объект: планомерное изменение, варьирование, комбинирование различных условий в целях получения искомого результата;
— многократное воспроизведение хода процесса, фиксацию данных в протоколах наблюдений, их обработку и перенос на другие объекты класса, не подвергнутые исследованию.
В эксперименте можно выделить следующие элементы: 1) цель эксперимента; 2) объект экспериментирования: 3) условия, в которых находится или в которые помещается объект: 4) средства эксперимента; 5) материальное воздействие на объект.
Целью эксперимента может быть установление каких-либо закономерностей или обнаружение фактов. Эксперименты, проводимые такой целью, называются "поисковыми". Результатом поискового эксперимента является новая информация об изучаемой области. Однако чаще всего эксперимент проводится с целью проверки некоторой гипотезы или теории. Такой эксперимент называется "проверочным". Ясно, что невозможно провести резкой границы между этими двумя видами эксперимента. Один и тот же эксперимент может быть поставлен для проверки гипотезы, и в то же время дать неожиданную информацию об изучаемых объектах. Точно так же и результат поискового эксперимента может заставить нас отказаться от принятой гипотезы или, напротив, даст эмпирическое обоснование нашим теоретическим рассуждениям. В современной науке один и тот же эксперимент все чаще обслуживает разные цели.
Различают два вида эксперимента: лабораторный и естественный. Сохраняя общие принципы проведения эксперимента: наличие определенной ситуации, участие независимой и зависимой переменной, они отличаются друг от друга по двум факторам: степенью реалистичности обстановки и степенью контроля исследователя над ситуацией. Лабораторный эксперимент осуществляется в искусственных условиях, со строгим контролем за всеми влияющими факторами. Иными словами, чистота эксперимента в лабораторном эксперименте доводится до максимума, и он дает довольно точные данные о зависимостях переменных. Однако лабораторная ситуация далека по реалистичности от естественной ситуации, и поэтому встает вопрос о правомерности экстраполяции результатов лабораторного эксперимента на жизненные ситуации. Остается неясным, сохраняется ли причинная связь между факторами О и X за пределами эксперимента, и если сохраняется, то до какой степени.
Специфика эксперимента как эмпирического метода научного познания заключается в том, что в нем целенаправленно и продуманно создается искусственная ситуация, в которой изучаемое свойство выделяется, проявляется и оценивается лучше всего. Эксперимент отличается от наблюдения вмешательством в ситуацию со стороны исследователя, осуществляющего целенаправленное манипулирование факторами и регистрацию соответствующих изменений в поведении изучаемого объекта. Факторы, участвующие в экспериментальном исследовании, называются переменными. Они подразделяются на два типа: независимая переменная и зависимая переменная. Переменная, которой манипулируют, подвергают изменению, называется независимой переменной. Независимая переменная - это некое условие, которое экспериментатор систематически изменяет, чтобы оценить его влияние на другую переменную. Переменная, предположительно меняющаяся в ответ на изменения независимой переменной, называется зависимой переменной. Иными словами, эксперимент - это метод исследования, при котором исследователь изучает влияние одного класса переменных (независимых переменных) на другой класс переменных (зависимых переменных). При этом предполагается, что зависимая переменная должна изменяться как функция изменений независимой переменной. Измеряемые изменения зависимой переменной рассматриваются как «зависимые» от манипулирования независимой переменной. Такова схема классического эксперимента, которая сложилась в науке на основе истолкования принципа детерминизма как однозначной причинно-следственной связи.
Предполагалось, что, зная начальное состояние системы в некоторых постоянных условиях, можно предвидеть поведение этой системы в будущем; можно четко выделить изучаемое явление, реализовать его в желаемом направлении, строго упорядочить все мешающие факторы либо отвлечься от них как несущественных (например, исключить субъект из результатов познания). Возрастающее значение вероятностно-статистических представлений и принципов в реальной практике современной науки, а также признание не только объективной определенности, но и объективной неопределенности, и понимание в связи с этим детерминации как относительной неопределенности (или как ограничения неопределенности), привело к новому представлению о структуре и принципах эксперимента. Выработка новой стратегии эксперимента непосредственно вызвана переходом от изучения хорошо организованных систем, в которых можно было выделить явления, зависящие от небольшого числа переменных, к изучению так называемых диффузных или «плохо организованных» систем. В этих системах нельзя четко выделить отдельные явления и разграничить действие переменных различной физической природы. Это и потребовало более широко применять методы статистики, по сути дела, внесло «концепцию случая» в эксперимент. Программу эксперимента стали создавать так, чтобы предельно разнообразить многочисленные факторы и учесть их статистически.
Таким образом, эксперимент из однофакторного, жестко детерминированного, воспроизводящего однозначные связи и отношения, превратился в метод, учитывающий многие факторы сложной (диффузной) системы и воспроизводящий одно- и многозначные отношения, т.е. эксперимент приобрел вероятностно-детерминированный характер.
В тех случаях, когда прямое экспериментальное исследование самого объекта невозможно или затруднено, экономически нецелесообразно или почему-либо нежелательно, прибегают к так называемому модельному эксперименту, в котором исследованию подвергается уже не сам объект, а замещающая его модель. Под моделью имеют в виду некоторую реально существующую или мысленно представляемую систему, которая, замещая в познавательных процессах другую систему — оригинал, находится с ней в отношении сходства (подобия). Благодаря такому отношению изучение модели позволяет получить информацию об оригинале, об его существенных свойствах и отношениях.
Модели могут быть материальными и мысленными в зависимости от того, создаются ли они из материальных средств и функционируют по объективным законам природы или же они конструируются мысленно в сознании исследователя, который совершает с ними все операции в уме, пользуясь, конечно, определенными правилами и законами. Важнейшей особенностью любой модели является ее сходство с оригиналом в одном или нескольких из строго зафиксированных и обоснованных отношений.
Материальные модели отражают соответствующие объекты в трех формах сходства: физического подобия, аналогии и изоморфизма как взаимно однозначного соответствия структур. Модельный эксперимент имеет дело с материальной моделью, которая одновременно является как объектом изучения, так и экспериментальным средством. С введением модели структура эксперимента существенно усложняется. Теперь исследователь и прибор взаимодействуют не с самим объектом, а лишь с замещающей его моделью, вследствие чего существенно усложняется операционная структура эксперимента. Усиливается роль теоретической стороны исследования, поскольку необходимо обосновать отношение подобия между моделью и объектом, и возможность экстраполировать на этот объект полученные данные.