Глава ii. эмпирические методы научного познания

II. 1. НАБЛЮДЕНИЕ

Наблюдение лежит в основе всех других эмпирических методов позна­ния, являясь наиболее элементарным из них. И измерение, и эксперимент включают в себя наблюдение, но последнее может быть осуществлено и без первых. В науке наблюдение используется для получения эмпирической информации относительно исследуемой области, но главным образом — для проверки и обоснования истинности эмпирических суждений.

Научным наблюдением называется восприятие предметов и явлений действительности, осуществляемое с целью их познания. В акте наблюде­ния можно выделить:

1) объект наблюдения;

2) субъект;

3) средства;

4) ус­ловия наблюдения;

5) систему знания, исходя из которой задают цель на­блюдения и интерпретируют его результаты.

Все эти компоненты акта на­блюдения следует учитывать при сообщении результатов наблюдения для того, чтобы его мог повторить любой другой наблюдатель. Важнейшим требованием к научному наблюдению является требование интерсубъективности. Это подразумевает, что наблюдение может повторить каждый наблюдатель с одинаковым результатом. Лишь при соблюдении этого тре­бования результат наблюдения будет включен в науку.

Интерсубъективность наблюдения важна потому, что она свидетель­ствует об объективности результата наблюдения. Если все наблюдатели, повторившие некоторое наблюдение, получили один и тот же результат, то это дает нам основание считать результат наблюдения объективным науч­ным свидетельством, а не ошибкой отдельного наблюдателя. Конечно, интерсубъективность наблюдения не может с достоверностью обосновать его результата, т.к. заблуждаться могут все наблюдатели (если все они, напри­мер, исходят из ложных теоретических предпосылок), однако интерсубъективность предохраняет нас от ошибок того или иного конкретного наблю­дателя. Результаты наблюдений ученых одной научной эпохи могут быть исправлены или даже отброшены учеными другой эпохи. Это обусловлено тем, что результат всякого наблюдения неявно опирается на определенные гносеологические и конкретно-научные предпосылки, которые могут быть отброшены последующими поколениями ученых. Таким образом, результат наблюдения всегда содержит элемент субъективности, однако в рамках ка­ждой отдельной научной эпохи интерсубъективность наблюдения свиде­тельствует о его относительной объективности.

Наблюдения разделяются на непосредственные и косвенные. При непо­средственном наблюдении ученый наблюдает сам избранный объект. Однако далеко не всегда это возможно. Например, объекты квантовой механики или многие объекты астрономии невозможно наблюдать непосредственно. О свойствах таких объектов мы можем судить лишь на основе их взаимодействия с другими объектами. Подобного рода наблюдения называют косвенными наблюдениями. Косвенное наблюдение опирается на предположение об опре­деленной закономерной связи между свойствами непосредственно наблюдае­мых объектов и наблюдаемыми проявлениями этих свойств и содержит логи­ческий вывод о свойствах ненаблюдаемого объекта на основе наблюдаемо­го эффекта его действия. Например, изучая поведение элементарных час­тиц, физик непосредственно наблюдает лишь их треки в камере Вильсона, которые представляют собой результат взаимодействия элементарной час­тицы с молекулами пара, заполняющего камеру. По характеру треков физик судит о поведении и свойствах изучаемой частицы. Следует заметить, что между непосредственным и косвенным наблюдением нельзя провести рез­кой границы. В современной науке косвенные наблюдения получают все большее распространение по мере того, как увеличивается число приборов, используемых при наблюдении, и расширяется сфера научного исследова­ния. Наблюдаемый предмет воздействует на прибор, а ученый непосредст­венно наблюдает лишь результат взаимодействия предмета с прибором.

Наблюдение считают разновидностью научной практики. Это обуслов­лено тем, что наблюдение существенно предполагает материальную дея­тельность, связанную с самим актом чувственного восприятия, использова­ния приборов и т.п. Его специфика по сравнению с другими видами прак­тики состоит в том, что наблюдение не включает себя непосредственного физического воздействия на объект (либо этим воздействием можно пре­небречь). Но оно является необходимым элементом других эмпирических методов познания — измерения и эксперимента, которые опираются на практические действия с предметами.

II. 2. ИЗМЕРЕНИЕ

Измерением называют процесс представления свойств реальных объ­ектов в виде числовой величины. В самом общем виде величиной можно на­звать все то, что может быть больше или меньше, что может быть присуще объекту в большей или меньшей степени; числовая величина — такая, кото­рая может быть выражена числом. Таким образом, измерение есть установ­ление числового соотношения между свойствами объектов.

Измерение — новая ступень в развитии эмпирического познания. Пере­ход от наблюдения к измерению требует новых приборов и инструментов, а также новых понятий и предположений. Результаты наблюдения обычно выра­жаются с помощью качественных и сравнительных понятий. Качественные понятия — такие, как "теплый", "зеленый", "большой", — обозначают некоторые классы, и, приписывая предмету свойство, выражаемое качественным поня­тием, мы тем самым включаем этот предмет в определенный класс. Когда мы приступаем к исследованию некоторой новой области явлений, то начинаем с формулирования качественных понятий, с помощью которых проводим классификацию предметов исследуемой области, опираясь на наблюдение.

После образования качественных понятий и разбиения всех предметов на классы, мы можем установить некоторые соотношения между классами однородных предметов с помощью сравнительных понятий, таких, как "'больше", "теплее", "легче" и т.п. Сравнительные понятия выражают срав­нительную степень интенсивности свойства. В силу этого упорядочивают все предметы исследуемой области в последовательность. Например, с по­мощью понятий "тяжелее", "легче", "равный по весу" мы можем все пред­меты расположить в последовательность классов, таких, что в один класс попадут предметы, равные по весу, предметы каждого предшествующего класса будут легче предметов последующего класса и предметы последую­щего — тяжелее предметов предыдущего.

Количественные понятия численно выражают степень интенсивности некоторого свойства. Если с помощью сравнительных понятий упорядочива­ются все предметы изучаемой области по степеням интенсивности некоторо­го присущего им свойства, то с помощью количественных понятий припи­сываются определенные числа степеням интенсивности интересующего нас свойства. Пусть, например, у нас есть последовательность, в которой по­следующий класс содержит более тяжелые предметы, чем предметы пред­шествующего класса: деревянные — железные — серебряные — золотые. Мы можем приписать этим классам некоторые числа: 10 — 15 — 20 — 25. После этого у нас появляется возможность выражать свойство "быть тяже­лее / легче" числом, т.е. измерять его. Именно так действительно измеряет­ся твердость минералов: один минерал считается более твердым, чем дру­гой, если он может оставить царапину на этом втором минерале. Все мине­ралы располагаются в последовательность, в которой каждый следующий является более твердым, чем предшествующий. Алмазу — самому твердо­му минералу — приписано число 10; остальным — тем меньшее число, чем дальше отстоит минерал от алмаза в данной последовательности.

Измерение описанного вида, опирающееся на сравнительные понятия, еще не вполне совершенно, так как у нас здесь еще нет собственно количе­ственных понятий, и числа, приписываемые нами свойствам объектов, вы­бираются достаточно произвольно. Однако сравнительные понятия могут послужить основой для формирования количественного понятия на базе точных количественных методов исследования. Это оказывается возмож­ным лишь на основе более глубокого познания сущности изучаемых явле­ний и уточнения гносеологических и теоретических предположений отно­сительной изучаемой области.

Рассмотрим в качестве примера формирование понятия температуры (т.е. количественного понятия теплоты). В разговорном языке мы находим качественные понятия "теплый", "холодный" и сравнительные понятия — "теплее", "холоднее". Этих понятий нам достаточно для классификации предметов повседневной жизни. Однако применить какую-либо количест­венную оценку теплоты без исследования физических причин и связей этого явления с другими явлениями представляется невозможным, и высказы­вание "Один предмет в три раза теплее другого" кажется столь же стран­ным, как и высказывание "Небо в Италии в три раза голубее, чем в России". Во времена Герона Александрийского было замечено, что воздух расширя­ется, когда становится более теплым. Связь состояний "теплее" и "больше по объему" могла привести к мысли о том, чтобы сделать изменение объе­ма тела наглядным представителем его нагретости. Галилей, изучая сочи­нения Герона, действительно пришел к этой мысли и для ее осуществления создал термоскоп — прибор, показывающий изменение состояния нагрето­сти. Термоскоп состоял из трубки с шариком на конце, в которой находился воздух. Открытый конец трубки помещался в жидкость. Столбик жидкости в трубке опускался, когда воздух в шарике становился теплее, и поднимал­ся, когда воздух охлаждался, и его объем становился меньше. Термоскоп Галилея еще не позволяет ввести количественное понятие температуры. Этот прибор служит лишь для наглядной фиксации состояний "теплее" — "холоднее". Если раньше при фиксации этих состояний мы могли полагать­ся только на свои субъективные ощущения, то теперь, используя термо­скоп, мы передаем эту функцию объективному процессу изменения объема. Первым настоящим термометром был прибор, изготовленный членами Флорентийской Академии опыта. Этот прибор отличался от термоскопа Га­лилея двумя существенными особенностями. В нем было исключено влия­ние атмосферного давления, которое в термоскопе наряду с теплом также вызывало колебания уровня жидкости в трубке, и термометр, таким обра­зом, был полностью отделен от барометра. И, что еще более существенно, в приборе флорентийских академиков была шкала. В основу этой шкалы бы­ли положены две постоянные точки, соответствовавшие наиболее низкой и наиболее высокой температуре, наблюдавшейся в Тоскане.

Теплота, являющаяся выражением кинетической энергии молекул тела, не могла быть зафиксирована непосредственно. Ее наглядным представите­лем становится объем тела. Увеличение и уменьшение объема тела, в свою очередь, представляют как линейное перемещение столбика жидкости. По­следнее вполне может быть измерено с помощью обыкновенной линейки. Таким образом, измерение состояний тепла редуцируется к измерению дли­ны столбика жидкости, и метрическое понятие температуры возникает как интерпретация теплоты в линейных мерах. Дальнейшая работа состояла лишь в усовершенствовании шкалы, в нахождении постоянной точки отсче­та и подходящей жидкости, расширение которой фиксируется по шкале. Эта работа была проделана Фаренгейтом, Реомюром и Цельсием, которые придали термометру его современный вид. Нетрудно видеть, что при вве­дении количественного понятия температуры используются различные предположения теоретического характера: что температура тела связана с его объемом; что объем тела изменяется прямо пропорционально изменению степени нагретости тела; что базисные точки шкалы соответствуют не­которой постоянной температуре и т.п.

В настоящее время количественные понятия часто вводятся на основе теории как теоретические понятия (отображающие свойства идеализиро­ванных объектов). Когда мы строим теорию относительно некоторой об­ласти явлений, то объектом теории является непосредственно не сама ре­альная область, а абстрактная, упрощенная модель этой области явлений — идеализированный (абстрактный) объект. В этом случае количественные понятия относятся, прежде всего, к идеализированному объекту теории, и лишь поскольку последняя отражает реальный объект теории, постольку количественные понятия с определенной степенью точности применимы к характеристике реальных предметов. Это применение опять-таки связано с определенными гносеологическими и теоретическими соглашениями: о ма­териальном эталоне измерения, о пределах точности измерения и т.п.

В процессе измерения, т.е. в процессе приписывания чисел свойствам объ­ектов, нужно соблюдать определенные правила для того, чтобы результат изме­рения мог претендовать на интерсубъективную значимость. Эти правила назы­ваются "правилами измерения". Пусть Q обозначает некоторую степень изме­ряемого свойства, U — единицу измерения и q — числовое значение соответст­вующей величины. Тогда результат измерения можно выразить следующим об­разом: Q = qU. Это уравнение называется "основным уравнением измерения". Для того чтобы в соответствии с этим уравнением приписать некоторое число­вое значение измеряемой величине, руководствуются следующими правилами:

(1) Правило эквивалентности: если физические значения измеряемых величин равны, то должны быть равны и их числовые выражения; символически: если Q₁ = Q₂, to q₁U = q₂U.

(2) Если физическое значение одной величины меньше (больше) физического значения другой величины, то числовое выражение первой должно быть меньше (больше) числового выражения второй; символически: если
Q₁<Q₂,тo q_lU<q₂U.

Следует иметь в виду, что знаки, стоящие между Q₁ и Q₂, не являются выражением обычных арифметических отношений, а представляют некото­рые эмпирические соотношения между свойствами разных тел. Например, если речь идет о весе двух тел, то знак "=" между Q₁ и Q₂ будет означать лишь то, что когда мы кладем одно тело на одну чашу весов, а другое те­ло — на вторую чашу, то весы оказываются в равновесии. Точно так же знак "<" между Q₁ и Q₂ означает, что одна чаша весов опустилась ниже другой.

(3) Правило аддитивности: числовое значение суммы двух физических значений некоторой величины должно быть равно сумме числовых значений этой величины; символически: qU(Q₁ Å Q₂) ⁼ q₁U+ q₂U.

В формулировке данного правила между Q₁ и Q₂ мы помещаем знак "Å", обозначающий эмпирическую операцию соединения двух значений одной величины. Эту операцию следует отличать от арифметического сложения. Операция соединения двух разных значений одной величины не все­гда подчиняется данному правилу. Величины, соединение которых подчиня­ется указанному правилу, называются "аддитивными". Таковыми, напри­мер,' являются вес, длина, объем в классической физике. Если соединить вместе два тела, то вес получившейся совокупности (отвлекаясь от дефекта массы) будет равен сумме весов этих тел. Величины, не подчиняющиеся указанному правилу, называются "неаддитивными". Примером неаддитив­ной величины может служить температура. Если соединить вместе два тела с температурой, скажем, 20° С и 50° С, то температура этой пары тел не бу­дет равна 70° С. Существование неаддитивных величин показывает, что при обращении с количественными понятиями мы должны учитывать, какие конкретные свойства обозначаются этими понятиями, ибо эмпирическая природа этих свойств накладывает ограничения на операции, производи­мые с соответствующими количественными величинами.

(4) Правило единицы измерения. Мы должны выбрать некоторое тело или легко воспроизводимый естественный процесс и охарактеризовать еди­ницу измерения посредством этого тела или процесса. Для температуры, как мы видели, задают шкалу измерения, выбирая две крайние точки, например, точку замерзания воды и точку ее кипения, и разделяют отрезок трубки меж­ду этими точками на определенное количество частей. Каждая такая часть бу­дет единицей измерения температуры — градусом. Единицей измерения дли­ны является метр, времени — секунда. Хотя единицы измерения выбираются произвольно, однако на их выбор накладываются определенные ограничения. Тело или процесс, избранные в качестве единицы измерения, должны сохра­нять неизменными свои размеры, форму, периодичность. Строгое соблюде­ние этих требований было бы возможно только для идеального эталона. Ре­альные же тела и процессы подвержены изменениям под влиянием окру­жающих условий. Поэтому в качестве реальных эталонов выбирают как можно более устойчивые к внешним воздействиям тела и процессы.

II.З. ЭКСПЕРИМЕНТ

Важнейшим методом эмпирического познания является эксперимент, который обычно включает в себя наблюдение и измерение, а также непо­средственное физическое воздействие на изучаемые объекты. Одной из наиболее характерных особенностей науки Нового времени является широ­кое использование эксперимента в научном исследовании. Эксперимент есть непосредственное материальное воздействие на реальный объект или окружающие его условия, производимые с целью познания этого объекта.

В эксперименте можно выделить следующие элементы:

1) цель экспе­римента;

2) объект экспериментирования;

3) условия, в которых находится или в которые помещается объект;

4) средства эксперимента;

5) материаль­ное воздействие на объект.

Каждый из этих элементов может быть положен в основу классификации экспериментов. Например, эксперименты можно разделять на физические, химические, биологические и т.д. в зависимости от различия объектов экспериментирования. Одна из наиболее простых класссификаций основывается на различиях в целях эксперимента.

Целью эксперимента может быть установление каких-либо закономер­ностей или обнаружение фактов. Эксперименты, проводимые с такой це­лью, называются "поисковыми". Результатом поискового эксперимента яв­ляется новая информация об изучаемой области. Однако чаще всего экспе­римент проводится с целью проверки некоторой гипотезы или теории. Та­кой эксперимент называется "проверочным". Ясно, что невозможно про­вести резкой границы между этими двумя видами эксперимента. Один и тот же эксперимент может быть поставлен для проверки гипотезы и в то же время дать неожиданную информацию об изучаемых объектах. Точно так же и результат поискового эксперимента может заставить нас отказаться от принятой гипотезы или, напротив, даст эмпирическое обоснование нашим теоретическим рассуждениям. В современной науке один и тот же экспери­мент все чаще обслуживает разные цели.

Эксперимент всегда представляет собой вопрос, обращенный к приро­де. Но чтобы вопрос был осмысленным и допускал определенный ответ, он должен опираться на предварительное знание об исследуемой области. Это знание и дает теория, и именно теория ставит тот вопрос, ответ на который должна дать природа. Поэтому эксперимент как вид материальной деятель­ности всегда связан с теорий. Первоначально вопрос формулируется в языке теории, т.е. в теоретических терминах, обозначающих абстрактные, идеа­лизированные объекты. Чтобы эксперимент мог ответить на вопрос теории, этот вопрос нужно переформулировать в эмпирических терминах, значе­ниями которых являются эмпирические объекты (данные эмпирически).

Рассмотрим на примере экспериментального открытия светового дав­ления этапы подготовки и проведения эксперимента. Идея о том, что свет производит давление на освещаемые тела, была высказана еще И. Кепле­ром. В корпускулярной теории света И. Ньютона эта идея получила теоре­тическое развитие и обоснование: поток корпускул, представляющий собой свет, ударяясь о поверхность тела, должен производить давление. Из вол­новой теории X. Гюйгенса также следовало, что световая волна давит на освещаемые тела. Таким образом, теория поставила вопрос о существова­нии светового давления и предсказала, что ответ на него должен быть поло­жительным. Однако долгое время было неясно, как поставить эксперимент для получения ответа на этот вопрос.

Создатель электромагнитной теории Дж.К. Максвелл вычислил величину светового давления. Согласно теории, сила давления зависит от интенсивно­сти света. Для случая, когда световые лучи образуют параллельный пучок, давление р равняется плотности световой энергии и, т.е. энергии в единице объема. При этом предполагается, что тело, на которое падает свет, является абсолютно черным, т.е. поглощает всю падающую на него световую энергию.

Если же коэффициент отражения тела не равен нулю, а имеет некоторое зна­чение g, то давление р - и (I + g). Для идеального зеркала, коэффициент от­ражения которого равен /, давление/?, согласно этой формуле, будет равно 2м. Если интенсивность света, т.е. количество энергии, проходящей через 1 см за 1 сек, обозначить через J, то плотность лучистой энергии будет равно дро­би J: с, где с — скорость света. Подставив вместо и выражение J: с в фор­мулу для вычисления давления, получим соотношение р = (J: с) (/ + g). Поль­зуясь последней формулой, Максвелл вычислил, что сила, с которой сол­нечные лучи в ясный день давят на 1 м черной поверхности, равна 0,4 мг.

Теоретическая основа эксперимента была подготовлена. Световое дав­ление было представлено в виде измеряемой величины, а вычисленное зна­чений этой величины могло дать представление о тонкости и сложности эксперимента. Однако проблема была сформулирована лишь в теоретиче­ских терминах, относящихся к идеализированным объектам и свойствам, с которыми реальное действие невозможно. В расчет Максвелла входили та­кие понятия, как "абсолютно черное тело", "идеальное зеркало", "интенсив­ность света" и т.п. Ни наблюдать, ни измерять объекты, обозначенные этими понятиями, было нельзя. Только после того, как русский ученый П.Н. Лебе­дев придал этим понятиям определенный эмпирический смысл, ему удалось построить прибор для обнаружения и измерения светового давления.

Прибор Лебедева состоял из легкого подвеса на тонкой нити, по краям которого были прикреплены очень тонкие и легкие крылышки. Одно из крылышек было зачернено, а другое оставлено блестящим. Подвес поме­щался в сосуде, из которого был откачен воздух. Свет от дуговой лампы концентрировался при помощи системы линз и зеркал на одном из крылы­шек и вызывал закручивание подвеса, которое можно было наблюдать и замерять. Определенная часть светового пучка подавалась на термоэлемент, который служил для измерения величины падающей энергии J. Измерения Лебедевым светового давления с помощью этого прибора дали величину, согласующуюся с предсказанной.

На этом примере можно видеть, каким образом теоретическая задача формулируется как задача экспериментальная. В эксперименте Лебедева све­товое давление было интерпретировано как наблюдаемое закручивание под­веса, а интенсивность света посредством термоэлемента трансформировалась в тепловое расширение. Цель эксперимента, которая, с точки зрения теории, состояла в обнаружении и измерении светового давления, непосредственно ставилась как обнаружение и измерение закручивания подвеса. Непосредст­венный результат эксперимента состоял в обосновании эмпирического суж­дения: "Подвес закручивается". В результате теоретического осмысления наб­людаемого положения дел, выражаемого этим суждением, Лебедев имел воз­можность сформулировать и такой результат: "Световое давление существует". При рассмотрении последовательности этапов проведения эксперимента на первое место следует поставить формулировку проблемы, для решения которой ставится эксперимент. В приведенном выше примере проблема формулировалась так: "Существует ли в действительности световое давление и если существует, то какова его величина?". Проблема, на которую должен дать ответ эксперимент, детерминирует и выбор величин, определяемых в ходе эксперимента. В рассмотренном выше случае этими величинами была световое давление и интенсивность света. Сами эти величины не могли быть обнаружены и фиксированы в эксперименте.

Для того, чтобы войти в экспериментальные процедуры (первый этап), они предварительно должны быть интерпретированы эмпирически, т.е. представлены в виде некоторых других величин, которые можно непосредственно наблюдать и измерять.

Второй этап — выбор эмпирической интерпретации теоретических величин — очень важен при подготовке эксперимента. Только после этого наши теоретические построения и расчеты приобретают эмпирический смысл, а сам эксперимент становится принципиально возможным. В экспе­рименте Лебедева световое давление эмпирически было представлено как закручивание подвеса, а интенсивность света — как тепловое расширение в термоэлементе. Закручивание подвеса и тепловое расширение можно было наблюдать и измерять непосредственно.

Третий этап в проведении эксперимента — выбор условий и используе­мых приборов - определяется эмпирической интерпретацией теоретических величин. Если мы хотим, чтобы световое давление было представлено как за­кручивание подвеса, то мы должны создать такие условия, чтобы это закру­чивание не могло быть вызвано никаким другим воздействием. В экспери­менте Лебедева трудность состояла в том, что силы светового давления очень малы, и их действие легко перекрывалось рядом других факторов. Среди них наиболее существенными были конвекционные токи воздуха и радиометри­ческие силы. Когда подвес был окружен воздухом, движение воздушных по­токов могло закручивать его. Чтобы устранить или хотя бы ослабить действие этого фактора, Лебедев поместил подвес в стеклянный баллон, из которого воздух можно было выкачать. Радиометрический эффект заключается в том, что освещенная сторона пластинки нагревается сильнее неосвещенной сторо­ны, и противоположные стороны испытывают неодинаковое давление газа, что может также вызвать закручивание подвеса. Чтобы избежать этого, крылышки приходилось делать как можно более тонкими. Трудности, свя­занные с исключением всех побочных эффектов, были в данном случае столь велики, что на их преодоление у Лебедева ушло более трех лет.

После того, как выбраны условия эксперимента и исключено влияние всех побочных факторов, наступает четвертый этап: воздействие на объ­ект, наблюдение его поведения и измерение контролируемых величин. Этот этап можно назвать решающим в проведении эксперимента. Именно для него проводится вся подготовительная работа, и именно на этом этапе мы получа­ем ответ на вопрос теории, обращенный к природе. В эксперименте Лебедева ответ был положительным, а в эксперименте Майкельсона, например, природа ответила: "Нет!", — хотя уверенность в существовании эфира была ничуть не меньшей, чем уверенность в существовании светового давления.

Последний, пятый, этап в проведении эксперимента заключается в обработке полученных данных, их теоретическом осмыслении и включении в науку. Закручивание подвеса, наблюдавшееся в эксперименте, истолковы­вается как вызванное световым давлением. Отсюда делается вывод, что дав­ление света действительно существует, и утверждение об этом включается в теорию как получившее экспериментальное обоснование.

Рассмотрение структуры и этапов проведения эксперимента позволяет дать более обоснованный ответ на вопрос о соотношении теории и экспе­римента. Эксперимент, как легко заметить из сказанного выше, отнюдь не противопоставлен теории и не выступает как нечто, находящееся целиком вне теории. Эксперимент неотделим от теории, ибо он существенно зависит от теории. Как человеческий глаз для того, чтобы быть органом зрения, должен соединяться с мозгом в единую функциональную систему, так и эксперимент, для того чтобы служить средством получения знания, должен соединяться в единую систему с теорией. Роль теории в создании эксперимента особенно ярко проявляется в существовании такой формы познания (но не практиче­ской деятельности!), как мысленный эксперимент, т.е. мысленное представ­ление операций с мысленно представимыми объектами. Вообще всякий экс­перимент при его обдумывании и планировании выступает вначале как мыс­ленный эксперимент. Но если обычный (материальный) эксперимент обя­зательно включает в себя материальную деятельность с реальными вещами и процессами, что заставляет нас при планировании эксперимента рассчи­тывать на реальные приборы, реальные окружающие условия и конкретную эмпирическую интерпретацию теоретических понятий, то мысленный экс­перимент отличается тем, что один из этапов его проведения — реальное воздействие на реальный объект — отсутствует. Это позволяет нам вклю­чать в эксперимент идеализированные объекты, идеальные приборы и иде­альные условия. Такого рода эксперимент целиком находится внутри тео­рии, и его отличие от обычного теоретического рассуждения заключается лишь в том, что он опирается на наглядные образы и представления.

Однако следует подчеркнуть, что наблюдение, измерение и экспери­мент, хотя и тесно связаны с теоретическими соображениями, являются разновидностью практической деятельности. Осуществляя рассмотренные эмпирические процедуры, мы выходим за рамки чисто логических рассуж­дений и обращаемся к материальному действию с реальными вещами. В конечном итоге только через посредство такого действия получают под­тверждение или опровержение наши представления о действительности. В эмпирических познавательных процедурах наука вступает в непосредствен­ный контакт с отображаемой ею действительностью — именно в этом за­ключается громадное значение наблюдения, измерения и эксперимента для научного познания.