Filosofa.net

На подготовительной стадии эксперимента огромную, не­оценимую роль играет изобретательская и конструкторская ра­бота как научный творческий процесс. Успех любой экспери­ментальной работы зависит от таланта ученого, определяемого его прозорливостью, глубиной абстрактного мышления, ориги­нальностью решения технических задач, способностью к изо­бретательской деятельности, представляющей собой последовательный,

целенаправленный переход от теоретического знания к практическому поиску.

Таким образом, хотя эксперимент основывается на практи­ческой деятельности, но, будучи естественно-научным методом познания действительности, он включает логические и теоре­тические средства, гармоническое сочетание которых и позво­ляет успешно решить поставленную задачу.

Сочетание практических и теоретических знаний

Подготовка исследуемого объекта и создание эксперименталь­ной установки — важные шаги реализации программы исследо­ваний, после которых наступает основной период проведения самой экспериментальной работы. Такой период, казалось бы, характеризуется чисто эмпирическими признаками: изменени­ем управляемых условий, включением и выключением прибо­ров и различных механизмов, фиксированием тех или иных свойств, эффектов и т.п. В ходе эксперимента как бы уменьша­ется роль теории. Но на самом деле наоборот — без теоретиче­ского знания невозможны постановка промежуточных задач и их решение. Экспериментальная установка — овеществленное, материализованное знание. Роль теории в ходе эксперимента предполагает выяснение механизма формирования объекта по­знания и взаимодействия субъекта, приборов и объекта, изме­рения, наблюдения и регистрации экспериментальных данных.

Теоретические предпосылки могут содействовать получению позитивных сведений о мире, научному открытию либо ме­шать, уводить поиск в сторону от верного пути — все зависит от того, верны или не верны данные предпосылки. Иногда ученые в силу объективных или субъективных обстоятельств руководствуются ложными предпосылками, что, естественно, не способствует объективному отражению действительности. Например, ложное истолкование научных проблем кибернети­ки и генетики привело к существенному отставанию в данных отраслях знания.

В истории естествознания прослеживается тенденция разви­тия процесса познания от качественного изучения объекта или явления к установлению их количественных параметров и вы­явлению общих закономерностей, выраженных в строгой мате­матической форме. Строгость и точность экспериментальных сведений при этом зависит от совершенства методов измерений

и чувствительности разрешающей способности и точности из­мерительной техники.

Современный эксперимент характеризуется высокой точно­стью измерений. Можно назвать несколько путей повышения точности:

1) введение новых эталонов;

2) применение чувствительных приборов;

3) учет всех условий, влияющих на объект;

4) сочетание разных видов измерений;

5) автоматизация процесса измерений.

Оптимальное сочетание данных путей определяется субъек­тивным свойством естествоиспытателя и в большой степени за­висит от степени совершенства экспериментальной техники.

Организация постоянного взаимодействия наблюдения, из­мерения и количественного описания в процессе эксперимента опосредуется теоретическими знаниями, включающими фило­софское представление о картине мира, гипотезы и т.д.

Теоретические знания в ходе эксперимента лежат в основе:

- формирования сложного объекта исследований;

- перегруппировки элементов объекта, скрытых от непо­средственного наблюдения;

- фиксации и регистрации экспериментальных данных;

- интерпретации полученных данных и их сопоставления с теоретическими.

При реализации данных процессов естествоиспытатель по­стоянно сверяет свои действия и результаты с теоретическими посылками. Когда эксперимент находится в завершающейся стадии и собраны основные экспериментальные результаты, теоретическая работа не прекращается — она направлена на обработку результатов эксперимента.

Обработка экспериментальных результатов

После получения первых экспериментальных результатов про­цедура эксперимента продолжается. Во-первых, как правило, разовый эксперимент не дает окончательного ответа на постав­ленный вопрос. Во-вторых, полученные экспериментальные результаты нуждаются в логической доработке, превращающей их в научный факт, т.е. в то, в истинности чего не возникает сомнений.

Представление о фактах как проявлениях действительности, непосредственно фиксируемых в формах чувственного отраже­ния, сложилось в науке на ранней стадии зарождения естество­знания. Практика современного естествознания показывает, что не все факты непосредственно воспринимаются, чаще всего факты не являются тем, что бросается сразу в глаза и может быть зафиксировано всеми, кто обладает нормальным зрением.

Факты в естествознании не просто собираются, а активно формируются естествоиспытателем, что отнюдь не снижает их объективности. В равной мере и теория, несмотря на проявле­ние творческой активности субъекта, не утрачивает своей объ­ективности, если она истинна.

Отдельные экспериментальные данные, полученные на на­чальной стадии эмпирического исследования, сами по себе не становятся фактами науки. В них могут содержаться ошибки, связанные с некорректной постановкой эксперимента, непра­вильными показаниями измерительных приборов, отклонениями в функционировании органов чувств и т.п. Поэтому в естество­знании, как правило, проводится не один, а серия эксперимен­тов. Уточняются и проверяются результаты эксперимента, со­бираются недостающие сведения, проводятся дополнительные эксперименты. Затем полученные в серии экспериментов дан­ные подвергаются математической обработке.

При кажущейся простоте получения и обработки первичных экспериментальных данных, т.е. результатов наблюдений и из­мерений, математическая обработка, обладая определенной спецификой, производится в рамках строгой теории ошибок, на основании которой количественно определяется достовер­ность окончательных результатов. Сколь бы точными ни были наблюдения и измерения, погрешности неизбежны, и задача естествоиспытателя заключается в том, чтобы приблизить экс­периментальные данные к объективным значениям определяе­мых величин, т.е. уменьшить интервал неточности. Для этого каждый исследователь должен иметь представление обо всех ошибках, встречающихся в практике экспериментального ис­следования. Современная теория ошибок вооружает экспери­ментаторов надежными средствами корректировки экспери­ментальных данных.

Статистическая обработка — не только эффективное сред­ство уточнения экспериментальных данных, отсеивания слу­чайных ошибок, но и первый шаг обобщения их в процессе формирования научного факта. Разумеется, статистическая об­работка — необходимая, но не достаточная операция при пере­ходе от эмпирических данных к естественно-научным фактам

После уточнения экспериментальных результатов начинает­ся следующая стадия — сравнение и обработка. Если в резуль­тате сравнения и обобщения готовится материал для после­дующих обобщений, то в науке фиксируется новое явление. Однако это не означает завершения процесса формирования научного факта. Вновь зафиксированное явление становится научным фактом после его интерпретации.

Таким образом, научный факт, полученный в эксперименте, представляет собой результат обобщения совокупности выво­дов, основанных на наблюдениях и измерениях характеристик исследуемого объекта при предсказании их в виде гипотезы.1)

2. Современные средства естественно-научных исследований

Специфика современных, экспериментальных и теоретических исследований

На протяжении всех этапов эксперимента естествоиспытатель руководствуется в той или иной форме теоретическими зна­ниями. В последнем столетии в силу ряда объективных причин основной профессиональной деятельностью некоторых ученых стала исключительно теоретическая работа. Одним из первых ученых, который не проводил никаких экспериментов, был не­мецкий физик Макс Планк.