Методология научных исследований : нейрокогнитивный подход (стр. 9 )

Зависимость данных наблюдения от теории и необходимость их интерпретации в наибольшей степени проявляется тогда, когда они служат в качестве свидетельств «за» или «против» той или иной гипотезы, Обычно свидетельствами считаются только те данные наблюдения, которые имеют непосредственное отношение к гипотезе и опираются на соответствующую теорию. Почему мы считаем туманный след в камере Вильсона свидетельством в пользу того, что он оставлен заряженной частицей?

Очевидно, потому, что этот результат наблюдения предсказан теорией ионизации. Точно так же отклонение магнитной стрелки, над которой помещен проводник с током, свидетельствует о том, что по проводнику проходит электрический ток. Этот результат предсказывается теорией электромагнетизма. Подобных примеров можно привести сколько угодно. Все они показывают, что сами по себе данные не могут служить свидетельством «за» или «против» какой-либо гипотезы. Чтобы стать свидетельством, данные должны быть интерпретированы с помощью некоторой теории. Пока нет теории или хотя бы некоторой совокупности знаний полутеоретического характера, нет и свидетельств.

В истории науки было немало примеров, когда некоторые факты или данные длительное время оставались случайными открытиями, пока не была создана теория, сумевшая объяснить их и тем самым способствовавшая их введению в обиход науки. Достаточно упомянуть, например, об открытии еще древними греками свойства янтаря, потертого о сукно, притягивать легчайшие тела (электризация трением) или же магнитного железняка притягивать металлические предметы (естественный магнетизм). Все эти факты вплоть до создания теории электромагнитных явлений сначала в форме механической модели с силовыми линиями, а затем математической теории Максвелла оставались любопытными курьезами природы. Будучи же понятыми на основе теории, они стали той исходной базой, которая послужила фундаментом современной техники.

Таким образом, если в самом общем виде сформулировать отличие научного наблюдения от обыденного восприятия непосредственно окружающих человека предметов и явлений, то оно состоит в значительном усилении в науке роли теории, точности и объективности результатов наблюдения, которые достигаются с помощью специально конструируемых для этой цели материальных средств наблюдения, а также концептуального аппарата, служащего для интерпретации данных наблюдения.

3.1.4. Функции наблюдения в научном исследовании

Наблюдение и эксперимент являются двумя основными формами эмпирического познания, без которых невозможно было бы получить исходную информацию для дальнейших теоретических построений и проверки последних на опыте.

Существенное отличие наблюдения от эксперимента состоит в том, что оно осуществляется без какого-либо изменения изучаемых предметов и явлений и вмешательства наблюдателя в нормальный процесс их протекания.

Эту особенность наблюдения очень ясно отметил известный французский ученый Клод Бернар. «Наблюдение,— писал он, — происходит в естественных условиях, которыми мы не можем распоряжаться». Это, конечно, не означает, что наблюдение — пассивное отражение всего, что попадает в сферу восприятия органов чувств. Как мы уже отмечали, научное наблюдение является целесообразно организованным и избирательным процессом, который направляется и контролируется теорией.

Поэтому речь здесь идет об отсутствии не активности субъекта в целом, а активности практической, направленной на воздействие и изменение исследуемого объекта. Чаще всего мы вынуждены ограничиться наблюдениями и исследовать явления в естественных условиях их протекания потому, что они оказываются недоступными для практического воздействия. Так, например, обстоит дело с большинством астрономических явлений, хотя в последнее десятилетие в связи с широким развертыванием космических исследований и здесь все больше начинает применяться научный эксперимент.

И все же наблюдение с помощью все более совершенных инструментов останется и в будущем важнейшим методом исследования звезд, туманностей и других астрономических объектов нашей Вселенной.

Наблюдение в научном исследовании призвано осуществлять три основные функции.

Первая и важнейшая из них состоит в обеспечении той эмпирической информацией, которая необходима как для постановки новых проблем и выдвижения гипотез, так и для последующей их проверки. Это, конечно, не означает, что до наблюдения или эксперимента ученый не руководствуется никакой идеей, гипотезой или теорией. Напротив, при наблюдениях и поисках новых фактов исследователь обязательно исходит из некоторых теоретических представлений.

Но именно новые факты, и в частности те из них, которые не укладываются в прежние теоретические представления или даже противоречат им, требуют своего объяснения. Для решения возникшей проблемы ученый создает гипотезы или целую теорию, с помощью которых объясняет вновь открытые факты.

Вторая функция наблюдений состоит в проверке таких гипотез и теорий, которую нельзя осуществить с помощью эксперимента. Разумеется, экспериментальное подтверждение или опровержение гипотез предпочтительней, чем неэкспериментальное. Однако там, где невозможно поставить эксперимент, единственными свидетельствами могут служить лишь данные наблюдений. При наблюдениях же, которые сопровождаются точными измерениями, результаты такой проверки могут быть ничуть не худшими, чем экспериментальные, что подтверждается всей историей развития астрономии.

Третья функция наблюдения заключается в том, что в его терминах осуществляется сопоставление результатов, полученных в ходе теоретического исследования, проверяется их адекватность и истинность. При эмпирическом исследовании ученый обращается к теории для того, чтобы целенаправленно вести наблюдения и проводить эксперименты. Однако для дальнейшей разработки теории он вынужден время от времени «сверять» свои понятия, принципы и суждения с данными опыта. Поскольку сопоставление абстрактных положений теории непосредственно с опытом невозможно, то приходится прибегать к различным вспомогательным приемам, среди которых значительную роль играет формулировка эмпирических результатов в терминах наблюдения и «наблюдательного» языка.

3.2. Эксперимент

Характерная особенность эксперимента как специального метода эмпирического исследования заключается в том, что он обеспечивает возможность активного практического воздействия на изучаемые явления и процессы.

Исследователь здесь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания. Он может осуществить такое вмешательство путем непосредственного воздействия на изучаемый процесс или изменить условия, в которых происходит этот процесс. И в том и другом случае результаты испытания точно фиксируются и контролируются. Таким образом, дополнение простого наблюдения активным воздействием на процесс превращает эксперимент в весьма эффективный метод эмпирического исследования.

Этой эффективности в немалой степени содействует также тесная связь эксперимента с теорией. Идея эксперимента, план его проведения и интерпретация результатов в гораздо большей степени зависят от теории, чем поиски и интерпретация данных наблюдения.

B настоящее время экспериментальный метод считают отличительной особенностью всех наук, имеющих дело с опытом и конкретными фактами. Действительно, огромный прогресс, достигнутый с помощью этого метода в физике и точных пауках в последние два столетия, в значительной мере обязан экспериментальному методу в сочетании с точными измерениями и математической обработкой данных.

В физике такой эксперимент систематически начал применять Галилей, хотя отдельные попытки экспериментального исследования встречаются еще в античности и средние века. Галилей начал свои исследования с изучения явлений механики, поскольку именно механическое перемещение тел в пространстве представляет наиболее простую форму движения материи. Однако, несмотря на такую простоту и кажущуюся очевидность свойств механического движения, он столкнулся здесь с рядом трудностей как чисто научного, так и ненаучного характера.

Переход от простого наблюдения явлений в естественных условиях к эксперименту, так же как и дальнейший прогресс в использовании экспериментального метода, в значительной мере связан с увеличением количества и качества приборов и экспериментальных установок.

В настоящее время эти установки, например в физике, принимают подлинно индустриальные размеры. Благодаря этому в огромной степени возрастает эффективность экспериментальных исследований, и создаются наилучшие условия для изучения процессов природы в «чистом виде».

Рассмотрим несколько подробнее основные элементы эксперимента и важнейшие их типы, которые используются в современной науке.

3.2.1. Структура и основные виды эксперимента

Любой эксперимент, как уже отмечалось, представляет такой метод эмпирического исследования, при котором ученый воздействует на изучаемый объект с помощью специальных материальных средств (экспериментальных установок и приборов) с целью получения необходимой информации о свойствах и особенностях этих объектов или явлений. Поэтому общая структура эксперимента будет отличаться от наблюдения тем, что в нее кроме объекта исследования и самого исследователя обязательно входят определенные материальные средства воздействия на изучаемый объект. Хотя некоторые из таких средств, например приборы и измерительная техника, используются и при наблюдении, но их назначение совсем иное.

Такие приборы способствуют повышению точности результатов наблюдений, но они, как правило, не служат для непосредственного воздействия на изучаемый объект пли процесс.

Значительная часть экспериментальной техники служит либо для прямого воздействия на исследуемый объект, либо для преднамеренного изменения условий, в которых он должен функционировать. В любом случае речь идет об изменении и преобразовании предметов и процессов окружающего мира для лучшего их познания.

В этом смысле экспериментальные установки и приборы в некотором отношении аналогичны орудиям труда в процессе производства. Так же как рабочий с помощью орудий труда воздействует на предметы труда, стремясь придать им необходимую форму, экспериментатор с помощью аппаратов, установок и приборов воздействует на исследуемый объект, чтобы лучше выявить его свойства и характеристики. Даже метод или, лучше сказать, подход к делу у них имеет много общего. И рабочий, и экспериментатор, осуществляя те или иные действия, наблюдают и контролируют их результаты. Соответственно этим результатам они вносят поправки в первоначальные допущения и планы. Но как бы ни важна была эта аналогия, мы не должны забывать, что в процессе труда ставятся и решаются, прежде всего, практические задачи, в то время как эксперимент представляет метод решения познавательных проблем.