Структура и классификация экспериментов. Ограничение в применении метода.

Экспериме́нт (от лат. Experimentum — проба, опыт) в научном методе — метод исследования некоторого явления в управляемых условиях. Отличается от наблюдения активным взаимодействием с изучаемым объектом. Обычно, эксперимент проводится в рамках научного исследования и служит для проверки гипотезы, установления причинных связей между феноменами. Эксперимент является краеугольным камнем эмпирического подхода к знанию. Критерий Поппера выдвигает возможность постановки эксперимента в качестве главного отличия научной теории от псевдонаучной. Эксперимент — это метод исследования, который воспроизводится в описанных условиях неограниченное количество раз, и даёт идентичный результат.

Эксперимент - наблюдение в специально создаваемых и контролируемых условиях, что позволяет восстановить ход явления при повторении условий.

Структура эксперемента

а) субъект исследования (экспериментатор);

б) объект эксперимента –то что поставлено экспериментатором в искусственно созданные условия;

в) экспериментальный фактор (или независимая переменная) – не зависящие от системы и любого из ее элементов управляемые и контролируемые исследователем специальные факторы (условия), влияющие на субъективные характеристики деятельности исследуемого объекта

г) экспериментальная ситуация – создается для исследования объекта

Модели эксперимента

Существует несколько моделей эксперимента:

Безупречный эксперимент— невоплотимая на практике модель эксперимента, используемая в качестве эталона. В экспериментальную психологию данный термин ввёл Роберт Готтсданкер, автор известной книги «Основы психологического эксперимента», считавший, что использование подобного образца для сравнения приведёт к более эффективному совершенствованию экспериментальных методик и выявлению возможных ошибок в планировании и проведении эксперимента.

Случайный эксперимент (случайное испытание, случайный опыт) — математическая модель соответствующего реального эксперимента, результат которого невозможно точно предсказать. Математическая модель должна удовлетворять требованиям: она должна быть адекватна и адекватно описывать эксперимент; должна быть определена совокупность множества наблюдаемых результатов в рамках рассматриваемой математической модели при строго определенных фиксированных начальных данных, описываемых в рамках математической модели; должна существовать принципиальная возможность осуществления эксперимента со случайным исходом сколь угодное количество раз при неизменных входных данных

Виды экспериментов:

Физический эксперимент — способ познания природы, заключающийся в изучении природных явлений в специально созданных условиях. В отличие от теоретической физики, которая исследует математические модели природы, физический эксперимент призван исследовать саму природу.

Именно несогласие с результатом физического эксперимента является критерием ошибочности физической теории, или более точно, неприменимости теории к окружающему нас миру. Обратное утверждение не верно: согласие с экспериментом не может быть доказательством правильности (применимости) теории. То есть главным критерием жизнеспособности физической теории является проверка экспериментом.

Компьютерный (численный) эксперимент — это эксперимент над математической моделью объекта исследования на ЭВМ, который состоит в том что, по одним параметрам модели вычисляются другие ее параметры и на этой основе делаются выводы о свойствах объекта, описываемого математической моделью.

Психологический эксперимент — проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных знаний посредством целенаправленного вмешательства исследователя в жизнедеятельность испытуемого.

Мысленный эксперимент в философии, физике и некоторых других областях знания — вид познавательной деятельности, в которой структура реального эксперимента воспроизводится в воображении. Как правило, мысленный эксперимент проводится в рамках некоторой модели (теории) для проверки её непротиворечивости. При проведении мысленного эксперимента могут обнаружиться противоречия внутренних постулатов модели либо их несовместимость с внешними (по отношению к данной модели) принципами, которые считаются безусловно истинными (например, с законом сохранения энергии, принципом причинности и т. д.).

Критический эксперимент — эксперимент, исход которого однозначно определяет, является ли конкретная теория или гипотеза верной. Этот эксперимент должен дать предсказанный результат, который не может быть выведен из других, общепринятых гипотез и теорий.

Так же такие виды как: Лабораторный, учебный, проверочный.

Рассмотрим классификацию экспериментов на основе критерия парадоксальности - ценности.

Казуальный - эксперимент, выявляющий причинно-следственные связи явлений и подтверждающий гипотезу или теорию, информационная ценность его по К. Шеннону - минимальная, так как не требуется пересмотра общепринятых представлений.

Противоположный– эксперимент, опровергающий гипотезу, теорию. Парадоксальность противоположного эксперимента состоит в том, что результат его является неожиданным или даже противоположным при тех же условия эксперимента. Результат эксперимента не следует из существующей теории или гипотезы и приводит к противоречию в представление. Иллюстрацией служит классический эксперимент, проведенный Э.Резерфордом по рассеянию альфа частиц на золотой фольге с наблюдением обратно отраженных альфа-частиц. В рамках существовавшей тогда гипотезы Томсона: отраженных альфа-частиц быть недолжно, а они наблюдаются. Итог: новая модель атома.

Обратный– эксперимент, в котором условия проведения меняются на противоположные, пример, пьезоэффект и эффект, обратный к нему, информационная ценность - минимальная,

Идеальный - эксперимент, в котором условия проведения опыта и объекты исследования САМИ выявляют причину наблюдаемого эффекта.

Круциальный эксперимент. Постановка такого решающего эксперимента считается необходимым условием для принятия конкретной гипотезы или теории. Наличие неограниченно количества подтверждающих экспериментов не может считаться признаком законченности и научности теории. По Попперу, теории различаются по отношению к возможности постановки эксперимента, способного, хотя бы в принципе, дать противоположный результат, который опровергнет данную теорию, в том числе это может быть противоположный эксперимент, реализующий принцип «Бритвы Оккамы». Круциальный эксперимент допускает проведение в рамках существующей теории любых экспериментов, приводящих к опровержению данных представлений, теории или гипотезы.

Ограничения в применении эксперимента: проведение эксперимента осуществимо только по тем объектам, по которым на основе имеющихся знаний можно выделить структуру переменных, где допустимо введение в объект экспериментального фактора, возможно наблюдение и измерение изменений, происходящих в объекте. Сложность социальных объектов ограничивает возможности достижения чистоты естественнонаучного эксперимента, установления прямых зависимостей между переменными; трудно вычленить причину из коррелятивных зависимостей. Локальность эксперимента ограничивает социолога в возможностях широких обобщающих выводов. В настоящее время создалась ситуация, когда практика экспериментирования значительно обогнала теорию. Эксперименты нередко проводятся на глазок, везде по-разному, в то время как качество решаемой задачи зависит от того, насколько теоретически обоснован комплекс критериев, оценки последствий нововведения, насколько отработан методический аппарат, вся система процедур организации и проведения эксперимента. Сейчас пока отсутствует сложившаяся система подготовки и повышения квалификации руководителей и специалистов по социальному экспериментированию. Отсюда широкое освещение социальных экспериментов скорее в публицистике, чем в научных работах.