Методология научного познания                       

Экспериментальный метод

Эксперимент (от лат. experimentum проба, опыт) метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Экспери­мент является главной формой любого эмпирического исследования. Он связан со всей историей материаль­ного производства, изобретением и совершенствованием орудий труда, созданием новых продуктов производства, изменением технологических процессов.

Но научный эксперимент качествен­но новая форма деятельности. Его непосредственная цель познание определяется исследовательским поиском, независимо от того, что ожи­даемый или запланированный результат может быть, например, практически полезным продуктом. Отличаясь от наблюдения активным оперированием изучаемым объектом, он осуществляется на основе теории, определяющей постановку задач и интерпретацию его результатов. Подчас задачей экспериментатора служит проверка гипотез и предсказаний теории, имеющих принципиальное значение (так называемый контрольный эксперимент), т.е. эксперимент выполняет функцию критерия истинности научного познания в целом.

Этот метод исследования возник в естествознании нового времени (У. Гильберт, Г. Галилей). Впервые он получил философское осмысление в трудах Бекона Фрэнсиса, разработавшего и первую классификацию эксперимента. Развитие экспериментальной деятельности в науке в теории познания сопровождалось борьбой рационализма и эмпиризма, по-разному понимавших соотношение эмпирического и теоретического знания.

Экспериментальное открытие кислорода опрокинуло теорию флогистона, объяснило горение и окисление вообще, открыло дорогу широкому кругу исследований. Разложение воды с помощью электричества до­казало вопреки традиционным, восходящим к античной натурфилософии представлениям, с которыми естествоиспытатели не могли расстаться до конца XVIII в., что она представляет собой не «первичную стихию», а химическое соединение, состоящее из двух газов.

Современное естествознание, писал М. Борн, начинается «с новой философии, которая рассматривает систематический эксперимент как главный источник знания» (Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1963. С. 138).

Подытоживая предысторию науки, В.И. Ленин подчеркивал, что пере­ход от умозрительных теорий к систематическому изучению фактов имел решающее значение в становлении научного знания: «...пока не умели приняться за изучение фактов, всегда сочиня­ли a priori общие теории, всегда остававшиеся бесплодными». Раз­вивая эту мысль на примере истории психологии, он писал: «...прогресс тут должен состоять именно в том, чтобы бросить общие тео­рии и философские построения о том, что такое душа, и суметь поставить на научную почву изучение фактов, характеризующих те или другие психические процессы» (Ленин В.И. ПСС. Т.1. С. 141-142).

«Критерий практики, считал он, - никогда не может по самой сути дела подтвердить или опровергнуть полностью ка­кого бы то ни было человеческого представления» (Ленин В.И. ПСС. Т. 18. С. 145-146).

Эксперименты основываются на достижениях научной теории, но вместе с тем они предшествуют новым открытиям в теории. Эксперимент, следовательно, представ­ляет собой столь сложную процедуру, которая исклю­чает ее однозначную интерпретацию.

Скорость света была установлена разными экспериментаторами: но­вые опыты лишь уточняли полученные ранее результаты. Эти данные опровергли общепринятое и, казалось, под­тверждаемое опытом убеждение, что свет распространяется мгновенно.

Кван­товая теория была бы невозможна, если бы ей не предшествовали экспериментальные открытия рентгеновских лучей, ра­диоактивности, электрона и т.п. Тот факт, что эти явления природы не подчинялись законам классической механики и электродинамики, был установлен главным образом экспериментальными средствами. Но для объяснения этих «диковинных» явлений природы нужна была новая теория, отличная от, казалось, всеобъемлющей теоретической механики. Квантовая теория, начало которой положило теоретическое, но основанное на экспериментальных данных допущение М. Планка, дала адекватное, экспериментально подтверждаемое объяснение всей этой совокупности опытных данных.

Эксперименты в современной физике требуют сложных установок и приборов, соединяющих опредмеченным образом теоретическое знание и эмпирическое исследование. Управ­ление такими установками предполагает специальную подготовку, не только теоретическую, но и практическую, техническую. Если еще в XIX в. все физики одновременно занимались и эксперимен­тальными, и теоретическими исследованиями, то в наше время существу­ют, с одной стороны, физики-экспериментаторы, а с другой физики-теоретики.

Физика это лишь самый яр­кий пример, но ныне разграничение между теоретиками и экспериментаторами характерно для большинства об­ластей фундаментального исследования в естествознании. Это размежевание в границах одной и той же науки делает еще более, чем прежде, необходимым, с одной стороны, единство теорети­ческих исследований с экспериментальными, и единст­во эксперимента с теорией с другой. Это единство тождества и различия, в котором приоритет, в зависимости от условий и объектов исследования, принадле­жит то одной, то другой стороне.

Тезис о единстве теоретической и экспериментальной деятельности является конкретным выражением общего положения о единстве чувственного и рационального, эмпирических и теоретических уровней в процессе познания.

В отличие от наблюдения, которое предполагает невмешательство в течение изучаемого процесса, научный эксперимент предваряется соз­данием особых условий, исключающих влияние побочных, сопутствую­щих обстоятельств и позволяющих наблюдать объект иссле­дования, так сказать, в чистом виде. Такая изоляция изучаемого про­цесса достигается обычно с помощью специально для этой цели созда­ваемых приборов, аппаратов, агрегатов. Экспериментатор действует, по­добно теоретику, который отвлекается от всякого рода обстоятельств, затемняющих или осложняющих процесс, составляющий предмет исследования. Это не просто аналогия, хотя бы уже потому, что теоретик часто прибегает к «мысленным экспериментам», которые воспроизводят экспериментальный процесс идеальным и, следовательно, практически неосуществимым образом.

Современная наука использует разнообразные виды эксперимента. В сфере фундаментальных исследований простейший тип эксперимента качественный эксперимент, имеющий целью установить наличие или отсутствие предполагаемого теорией явления.

Более сложен измерительный эксперимент, выявляющий количественную определённость какого-либо свойства объекта.

Ещё один тип эксперимента, находящий широкое применение в фундаментальных исследованиях, так называемый мысленный эксперимент. Относясь к области теоретического знания, он представляет собой систему мысленных, практически не осуществимых процедур, проводимых над идеальными объектами. Будучи теоретическими моделями реальных ситуаций, мысленные эксперименты проводятся в целях выяснения согласованности основных принципов теории. Давно известен такой вид мысленного социального эксперимента, как утопия (антиутопия).

В области прикладных исследований применяются все указанные виды эксперимента. Их задача проверка конкретных теоретических моделей. Развитие вычислительной техники позволяет заме­нить натурные эксперименты математическими так называемыми статистическими испытаниями (метод Монте-Карло).

Алгоритмы метода имитации Монте-Карло

Прикладные науки используют модельный эксперимент, который ставится на материальных моделях, воспроизводящих существ, черты исследуемой природной ситуации или технического устройства. Он тесно связан с производственным экспериментом.

Для обработки итогов эксперимента применяются методы математической статистики, особая отрасль которой исследует принципы анализа и планирования эксперимента.

С 20-х гг. ХХ в. развиваются социальные эксперименты. Они способствуют внедрению в жизнь новых форм социальной организации и оптимизации управления. Поэтому социальный эксперимент, выполняя познавательную функцию, относится к сфере управления обществом. В роли объект социального эксперимента выступает определённая группа людей, с интересами которой необходимо считаться, а сам исследователь оказывается включенным в изучаемую им ситуацию. Содержание и процедуры социальных экспериментов обусловлены также правовыми и моральными нормами общества.