Научное наблюдение и эксперимент. Их виды и значение для научного познания

УШАКОВ:

НАБЛЮДЕНИЕ —один из методов эмпирического уровня, имеющий общенаучное значение; — до эксперимента — главное средство получения опытных данных; — Наблюдение — исследовательская ситуация целенаправленного восприятия предметов, явлений и процессов; в т.ч. наблюдение внутреннего мира психических состояний — самонаблюдение — интроспекция; Функции наблюдения: —— дает прирост информации, необходимой для постановки проблем, выдвижения гипотез, проверки теорий; —— выступает начальным этапом исследований — до эксперимента; —— средство исследования после эксперимента — динамическое наблюдение (мониторинг) (в медицине — послеоперационное наблюдение); —— непосредственно в ходе эксперимента — часть процесса моделирования при изучении поведения модели; Структура наблюдения: — 1) субъект или наблюдатель; — 2) объект наблюдения; — 3) условия и обстоятельства наблюдения (время, место, технические средства, теоретический контекст). Классификация наблюдений: — 1) по воспринимаемому объекту — прямое и косвенное; — 2) по исследовательским средствам — непосредственное (без инструментов с помощью органов чувств) и опосредованное (инструментальное); — 3) по воздействию на объект — нейтральное и преобразующее (промежуточное между наблюдением и экспериментом); — 4) по отношению к общей совокупности изучаемых явлений — важное средство для статистики — сплошное и выборочное; — 5) по временным параметрам — непрерывное и прерывное; — Существют и другие виды классификации наблюдений — по уровню детальности, по предметному содержанию, др. Основные характеристики научного наблюдения: — активный, целеустремленный характер; — специальная организация — опора на теорию, техническая оснащенность, наличие плана, наличие теоретической интерпретации; — наличие особого языка, терминов описания, сравнения, измерения с целью структурирования данных наблюдений; Отличие от эксперимента: — невмешательство, своя специфическая активность — создание оптимальных условий для наблюдения; — эмпирический материал в наблюдении растет экстенсивно — расширение и накопления данных; Теоретическая нагруженность наблюдения: — отсутствие абсолютной границы между эмпирическим и теоретическим уровнями, — не существует нейтрального языка наблюдения; — насыщенность наблюдения — ожиданиями, предположениями, теоретическими ориентирами — нередко скрытыми, неосознаваемыми наблюдателем; — наличие схем восприятия (см. Психология); — зависимость содержания наблюдения от теоретических предпосылок и установок исследователя; — решающее значение интерпретирующей данные наблюдения теории; — наличие цели наблюдения — проверка гипотезы и т.п.; — Но — эмпирический материал наблюдения не является полностью производным от теории; — относительная самостоятельность материала наблюдения; — наблюдения в ситуации отсутствия теории; — Но — ситуации, когда данные наблюдения без теории вообще не имеют смысла — следы частиц в виде пузырьков; Проблема объективности результатов наблюдения: — преодоление искажений; — различие первичных данных и собственно эмпирического материала, квалифицируемого как научные факты; — необходимость «очистки» от искажений результатов наблюдения; — достижение независимости результатов наблюдения от личных психологических особенностей наблюдателя воспроизводимость различными исследователями; — очистка от возможных ошибок, необходимость стандартизации данных; — нередко длительность проверки данных наблюдения. ЭКСПЕРИМЕНТ — от латинского: опыт, проба, испытание — важнейший общенаучный метод; — представляет собой исследовательскую ситуацию изучения явления в специально создаваемых, контролируемых (*хотя бы отчасти) условиях, позволяющих активно управлять ходом процесса, вмешиваться в него и видоизменять в соответствии с исследовательскими задачами, воспроизводить явление при воспроизведении соответствующих условий. — Задачи эксперимента: —— изолирование от несущественных влияний; —— выделение нужного в «чистом виде»; — Цель эксперимента — достижение максимально возможного уровня управления процессом — методологический идеал экспериментального подхода; — более мощное средство, чем наблюдение; — интенсифицирует опыт; — воспроизводимость явления, когда требуется; — варьируемость; — возможность достижения высокой достоверности результатов; — возможность создавать процессы, не существующие в природе. Эксперимент в истории науки: — наличие «экспериментальной» активности во все исторические эпохи; — зачатки эксперимента в античности — военное дело, механика; — Средние века — оптика; — Возрождение и Новое время — особо! — высокая активность — вначале в искусстве (живопись, музыка); — экспериментальный подход в начале Нового времени становится основой нового естествознания — Галилей, Бэкон; Структура эксперимента: — 1) субъект — экспериментатор; — 2) объект; — 3) условия и обстоятельства — место, время, технические средства (экспериментальная установка, инструменты и приборы), теоретический контекст. Логическая схема эксперимента: — Терминология эксперимента — понятия: —— переменные — все изменчивые компоненты ситуации —количественные величины и неизмеряемые состояния, —— управляемые переменные — независимые и зависимые, —— побочные факторы — дополнительные воздействия; — структура классического однофакторного эксперимента — две переменных (независимая и зависимая) + побочные факторы; — Задача устранения или стабилизации побочных факторов и выделения в чистом виде структуры «независимая переменная → зависимая переменная»; — сходство схемы «независимая переменная → зависимая переменная» с математическим понятием функции — «аргумент функции → значение функции»; — Цель эксперимента — выделить существенные взаимосвязи; — Идеальный эксперимент — абстракция, представляющая в явном виде стратегию и логическую структуру реального эксперимента; — Свойства идеального эксперимента: —— 1) стабильность условий, ——2) идеальная воспроизводимость эксперимента, —— 3) полнота отражения естественной ситуации — возможность адекватной экстраполяции; — Валидность — степень совершенства эксперимента — соответствие идеальному эксперименту — внутренняя и внешняя валидность (Р.Готтсданкер, Д.Кэмпбелл); Классификация экспериментов: — 1) по условиям проведения — естественные (например, натурные — проверка изготовленных объектов) и искусственные (или лабораторный); — 2) по целям исследования — преобразующие, контролирующие, констатирующие, поисковые и др., — 3) по количеству факторов однофакторные и многофакторные; — 4) по степени контролируемости факторов — активные и пассивные (регистрирующие); — Решающий эксперимент — вид эксперимента с особой целью: конкурирующие гипотезы — получение однозначного свидетельства в пользу одной из гипотез — дихотомичность формулировки проверяемого вопроса — только два варианта ответов: «да» или «нет» — примеры: «маятник Фуко» (вращение Земли); открытие Френелем белого пятна в центре диска (дифракция, волновая природа света); — Корреляционное исследование (эксперимент) — частный случай, вариант регистрирующего эксперимента — распространен в гуманитарных науках — проверяет гипотезы о взаимосвязи уже имеющихся данных — ретроспекция — сочетание эксперимента и наблюдения; Другие виды экспериментов: — Математический (вычислительный) эксперимент — получение результата в виде математического решения задачи на основании компьютерной обработки введенных данных: —— области применения — экология, сейсмология и т.д. и т.п. —— высокая точность расчетов, —— свободное варьирование любым фактором, —— сходство с моделированием. — Мысленный эксперимент — способ расширения возможностей эксперимента — мысленное воспроизведение, продумывание экспериментальной ситуации, —— хрестоматийный пример — падающий лифт Эйнштейна, —— сочетает черты эмпирического и теоретического уровней. Многофакторный эксперимент. — достоин специального рассмотрения, — наличие комплексного, принципиально неразделимого действия факторов, — начало — агробиологические эксперименты англичанина Рональда Фишера, селекционные исследования; — Идея многофакторного (просто – факторного) эксперимента — варьирование независимыми переменными как комплексом, одновременно сразу несколько — специальный статистический анализ результатов — оценка каждого фактора по серии опытов (методика дисперсионного анализа), — Достоинства — а) эффективность, б) информативность, в) высокая степень достоверности; — Представляет собой качественно новый уровень методологического мышления. Этапы экспериментального исследования. — 1) Разработка программы эксперимента — необходимость, задача, выдвижение рабочей гипотезы, учет возможностей; продумывание цели, смысла, структуры эксперимента; условий проведения, подбор объекта, разработка методики — упорядоченной совокупности предписаний, необходимой и достаточной для достижения цели; —— Программа должна — указывать все компоненты, описывать объем эксперимента, характеризовать материально-техническое обеспечение, детально излагать методику, указывать сроки, —— необходимость прозрачной логической структуры, максимальной простоты, наглядности, удобства; —— привлечение для составления плана эксперимента математической теории эксперимента (см.: В.В.Налимов) — специально разрабатывающей условия оптимального планирования исследования. — 2) Проведение экспериментального исследования — осуществление эксперимента — составление и ведение протокола исследования (лабораторного журнала) — наблюдательность, точность, аккуратность, даже педантичность — талант экспериментатора (*?) — теоретическое сопровождение. — 3) Анализ и обобщение результатов эксперимента — завершение эксперимента — общий анализ результатов — содержательная интерпретация материала — выявление систематических ошибок и артефактов (искусственных эффектов) — сопоставление данных с гипотезой — принятие решения о продолжении эксперимента — формулировка выводов; — «В целом экспериментальное исследование протекает скорее циклически: Разработка программы → Проведение исследования (*??)→ Анализ результатов → Дальнейшая разработка программы → …» (С. 138). Эксперимент и теория: — Теоретическая нагруженность эксперимента — общий теоретический замысел — наличие методологических теорий — пронизанность всего исследования теоретическими составляющими; — К.Поппер: «Теория господствует над экспериментальной работой от ее первоначального плана до ее последних штрихов в лаборатории». — Не следует абсолютизировать теоретическую составляющую эксперимента, например, в поисковом эксперименте — факты неадекватной интерпретации результатов — ситуации неизбежности феноменологического подхода (отсутствие всякой теории). — Эксперимент не есть лабораторный «придаток» теории.