3.3. Эмпирическое и теоретическое в эксперименте и измерении

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 

Эксперимент отличается от наблюдения вмешательством субъекта в объективные процессы. Вмешательство может быть случайным (непреднамеренным), пробным и целенаправленным. Последний вид вмешательства наиболее универсален, включает предыдущие и потому представляет интерес для логического и теоретико-познавательного анализа.

Целенаправленное вмешательство предполагает предварительное представление цели и средств её достижения. Чтобы представить цель эксперимента (получение данных для проверки гипотезы или новых данных для уточнения гипотезы), необходимо знание внутренних связей внешне разнородных элементов экспериментальной установки, сущности их взаимодействий, возможных направлений взаимодействий и ожидаемых результатов взаимодействий. Требуемые знания всегда являются совокупностью достоверных и гипотетических составляющих. Важно также то, что необходимость быть сущностными, объясняющими и предсказывающими придает этим знаниям теоретический характер. Таким образом, научному эксперименту предпосылается некоторая научная теория.

Для научной теории любое ее материальное воплощение в наборе случайного, единичного и т. п. выглядит частным приложением, частностью. В таком случае все объяснения, предписания направлений воздействий и предсказания научной теории в конкретном эксперименте оказывается логическими (дедуктивными) следствиями научной теории. В той степени, в какой эксперимент целенаправлен, сознателен, все шаги в нём направляются логическими следствиями теории. Обычно говорят не о научной теории, управляющей экспериментом, а о знании экспериментальной установки, принципов её действия и об объяснении результатов экспериментов. Такое представление об эксперименте не отменяет, тем не менее, объединяющей и предпосылочной роли научной теории, задающей цель эксперимента. Например, эксперимент Майкельсона-Морли был теоретически обусловлен положениями о свойствах эфира (гипотетическими), механике поворотных зеркал (достоверными), свойствах свободных и совмещенных (интерферирующих) лучей света (достоверными) и предположением о величине скоростей света в зависимости от скорости движения источника света относительно эфира, задаваемой движением Земли вокруг Солнца (известной). Короче говоря, весь эксперимент обусловлен одной целью – измерить, точнее, просто подтвердить предположение о зависимости скорости света от скорости движения источника светового излучения на основе теорий механики Ньютона, геометрической и волновой оптики.

В точных экспериментах измерения венчают эксперименты, поэтому научная теория логически определяет и измерения. Она определяет свойства эталонов, систем отсчета и средства представления результатов сравнения эталонов с объектами (в конечном счете, сочетаниями элементов геометрии или анализа, т.е. отрезками, числами и т.п.). Если возникает вопрос, какими законами и допущениями обосновывается измерение, известными или не известными, ответ очевиден, измерение обосновывается допущениями и законами теории, которая подлежит проверке измерением, т.е., всем совокупным теоретическим знанием, включая неизвестное.

Обычно экспериментальные процедуры отражаются не в языке научных теорий, а в собственном языке: языке операций, наблюдений, протоколов и т.п. В таких случаях выводные высказывания научных теорий об измерениях, измеримых величинах, наблюдаемых событиях и т.п. переводятся на экспериментальный язык по правилам соответствия. Полный перевод обеспечивает готовность эксперимента к осуществлению.

Осуществление эксперимента состоит в воспроизведении материальными процессами предписаний теории или их переводов в экспериментальные инструкции. Материальные процессы подчинены естественным свойствам и законам. Сообразно последним обнаруживаются события наблюдения и измерения, в конечном счете, в виде пространственно – временных совпадений. Они и подлежат фиксации языком эксперимента и последующим переводом в значения измеримых величин. Эти значения в силу прямой обусловленности материальными процессами считаются достоверными; ими удостоверяются проверяемые предсказанные величины либо пополняются достоверные составляющие создаваемых гипотез. В обоих случаях достоверные данные измерений служат источником истинного знания. Как источник истинного достоверного (а не гипотетического) знания данные измерений в эксперименте обусловливают истинность всего логически предпосылочного знания. Логически обусловленные научной теорией, измерения гносеологически обусловливают научную теорию, ее статус истинной или ложной. Логическая и гносеологическая обусловленности научной теории и ее измеримых величин противоположно направлены и взаимно дополняют друг друга, так что можно говорить о своеобразной диалектике связи измерений и научной теории.

В отличие от изложенного понимания соотношения теоретического и эмпирического, теории с экспериментом и измерениями в нем, существует множество концепций, стремящихся изобразить универсальными теоретические или эмпирические методы научного познания и свести все содержание знания к экспериментальным данным или теоретическим представлением соответственно. Начало этим крайностям положили рационализм и эмпиризм XVII века.

Для рационализма характерно признание разума в конечном счете источником, средством, критерием принятия и отвержения результатов познания. Декорт, Спиноза, Лейбниц и их последователи так или иначе превозносили рациональную (интеллектуальную) интуицию в качестве средства познания исходных объектов, знание которых составляет предпосылки для последующей дедукции частных знаний. Эксперимент, или опыт с их данными изображались вместилищем неопределенностей и ненадежностей, в лучшем случае побуждающих к рациональному познанию мира, но ничего ему не дающих.

Эмпиристскую ориентацию познание обрело в трудах Ф.Бекона и его последователей. Родоначальник эмпиризма провозгласил опыт, эксперимент универсальным средствам преодоления распространенных предрассудков и ошибок, а также единственным источником знаний, из которых индукция по определённым правилам создаёт предпосылочные знания для последующей дедукции. Ближайшими последователями эмпиризма оказались сторонники сенсуализма (Локк, Гассенди, Кондильяк) и позитивизма (Конт, Милль). Сенсуализм постарался свести все содержание знания к простым идеям внешних и внутренних восприятий в опыте, позитивизм – к явлениям и отношениям между ними в опыте. Познавательная деятельность разума ограничивалась манипуляциями данными опыта.

Традиционному рационализму не удавалось обосновать относимость рационального знания к объективному миру, а том числе к опытно данному, а также объяснить причину изменения либо замены знаний, ранее принятых по критериям разума. Рациональная интуиция считала объектом познания воспринимаемое разумом, а не чувствами. Но разуму даны лишь объекты разума, то есть образы разума, примером которых считались понятия и аксиомы эвклидовой геометрии. Критерием принятия исходных знаний, всех промежуточных и конечных звеньев вывода признавалась интуитивная ясность, очевидность. Если исходные знания черпаются не из чувственно воспринимаемого мира, не сверяются с ним в выводах, то не ясно, на каком основании они могут относиться к чувственно воспринимаемому объективному миру? И если не свойства чувственно воспринимаемого мира заставляют изменять или заменять рациональные знания, то что же именно, прихоть разума?

Традиционный эмпиризм не способен постичь и обосновать объяснительные и предсказательные возможности научного знания в форме научных теорий. Если содержание знания исчерпывается данными опыта, эксперимента, то невозможно знание внеопытной реальности, сущности явлений эксперимента. А без сущностного знания невозможны объяснения, управление и предсказания эксперимента и событий вне эксперимента. Последовательный эмпиризм обрекает знание на локальность и сиюминутность, т.е. лишает научное знание статуса подлинного знания, раскрывающего суть, объясняющего, выбирающего и предсказывающего.

Дальнейшее развитие рационализма приобрело формы априоризма кантианства и неокантианства, и, наконец, идеи теоретической нагруженности фактов в последнее время. И.Кант неявно допускал монизм общечеловеческих априорных форм созерцания пространства и времени, т.е. априорных форм чувствительной деятельности. Монизм молчаливо распространялся и на деятельность рассудка, предписывавшего законы природе. И лишь разум постигали антиномии, впрочем носившие характер видимости, поскольку не относились ни к какому опыту, действительному или возможному. Неокантианцы (Г. Коген, П.Наторп, Э. Кассирер и др.) учли плюрализм пространственнно-временных и атрибутивных представлений о мире (в математике и естествознании конца XIX – начала XX веков). Однако в монизме и плюрализме кантианства всякая определенность научного знания считается субъективной; непознаваемая объективная действительность хаотична и неопределенна.

Конец XX века ознаменовался распространением своеобразного пантеоретизма, исключающего независимость научных фактов от научных теорий. Все факты считаются теоретически нагруженными, лишенными нейтральности по отношению к объясняющим или интерпретирующим теориям. Факты оказываются частью интерпретирующих, объясняющих и проверяемых научных теорий. Очевидная возможность изменения любой интерпретации фактов с помощью новых теоретических допущений создает видимость самопроверки (самореференции) научной теории: теория проверяется отнесением не к внешнему факту, а к высказыванию о факте, составляющему часть самой теории. Так как у каждой теории свои факты, ни одна теория не лучше и не хуже других соответствует фактам. Субъективизм научного знания кажется непреодолимым, хотя сторонники пантеоретизма, не заботясь о соблюдении общепринятых оценочных именований, не усматривают в следствиях самореферентности какого-либо субъективизма.

Новую форму приобрел и эмпиризм. Различными средствами он стремиться заменить общее и теоретическое в научном знании эмпирически значимым, т.е. осуществлять сведение теоретического к эмпирическому, эмпирическую редукцию. Например, в логике классы и свойства заменяются индивидными переменными, (У.Куайн), а применительно к составу любой научной теории теоретические термины замещаются операционально значимыми (Ф.Рамсей) или эмпирически (даже в духе номинализма) значимыми терминами и высказываниями (В.Крэйг). (см. напр., Г.И.Рузавин. Научная теория. – М., Мысль, 1978, с. 89-98). Аргументом в пользу устранения теоретических терминов и высказываний служит утверждение о достаточности эмпирически значимых терминов для логической систематизации и предсказаний эмпирических данных. Однако помимо очевидной лишенности возможности объяснять опытные данные и раскрывать скрытую за ними более глубокую реальность, операционально и эмпирически значимые заменители научных теорий уступают последним в способности предсказывать новые, не похожие на известные факты. Наконец, научные теории представляют собой более простую, экономную (лаконичную) форму знания эмпирических данных.

Более приемлемой выглядит концепция соотношения теоретических и эмпирических составляющих научного познания, избегающая крайностей пантеоретизма и эмпирического редукционизма, – концепция относительной самостоятельности традиций эмпирического исследования. Суть ее состоит в следующем.

Субъективистское понимание научной теории, связанное с пантеоретизмом, может быть преодолено, если беспристрастно всмотреться в историю науки. Она показывает, что помимо обширных данных обыденного опыта, лишенных какой- либо теоретической нагруженности, в любой отрасли научного познания существуют данные наблюдения и эксперимента, не объяснённые теориями или предшествовавшие им. Таковы эмпирические законы Архимеда, явление инерции движущихся тел, протуберанцы на солнце и цикличность его активности, различие химического состава планет и астероидов и т. д.

Каждая научная теория, соотносясь с фактами, толкует их средствами своего языка и превращает их в свою часть. Но факт должен существовать прежде, чем он становится предметом толкования и введения в теорию. В случае поиска фактов, предсказанных теорией, неизбежно дополнение языка теории языком составляющих факта и средств его получения (наблюдения и эксперимента), не входящих в теорию. Скажем, описание установки для получения веществ, предсказанных теорией определённого раздела химии, касается физических средств, не относящихся к химии (т. е. средств поддержания массы, давления, температуры, силы тока и т. п.).

При соотнесении с фактами конкурирующих теорий каждая стремится освободить факты от интерпретаций соперницами, опереться на относительно обнажённые, в конечном счёте, голые факты. Такова, к примеру, ситуация с отношением теории Лоренца – Фитцджеральда, Ритца и Эйнштейна к опыту Майкельсона – Морли.

В итоге, неопозитивистское требование нейтральности языка наблюдения можно считать абсолютом, идеалом, практически воплощаемыми в допущении относительно самостоятельной эмпирии. Научные знания представляются относительно независимыми совокупностями теоретических и экспериментальных наук, которые в свою очередь представлены публикациями и профессиональным разделением учёных.

Рассмотренные стороны методов теоретического и эмпирического исследований допускают разнообразную конкретизацию, в том числе посредством учета особенностей выделенных областей научного исследования – фундаментальных и прикладных. Местом такой конкретизации служат рефераты и семинары.

Литература

Баженов Л.Б. Основные вопросы теории гипотезы. – М., Высшая школа, 1961.

Бунге М. Причинность. – М., ИЛ, 1962.

Логика научного исследования. – М., Наука, 1965.

Логическая структура научного знания. – М., Наука, 1965.

Мамчур Е.А. Проблема выбора теории. – М., Наука, 1975.

Мостепаненко М.В. Философия и методы научного познания. – Л., Лениздат,1972.

Налимов В.В. Теория эксперимента. – М., Наука, 1971.

Проблемы научного метода. – М., Наука, 1964.

Рузавин Г.И. Методы научного исследования. – М., Мысль, 1974; Научная теория. – М., Мысль, 1978.

Швырев В.С. Неопозитивизм и проблемы эмпирического обоснования науки. – М., Наука, 1966.

Штофф В.А. Моделирование и философия. – М.-Л., Наука, 1966.

Франк Ф. Философия науки. – М., ИЛ, 1960.