Глава 5. Природа экспериментальных естественнонаучных методов

Здесь я анализирую только методологические проблемы экспериментальных методов (ограничиваясь естествознанием как основной областью экспериментальной познавательной деятельности) по той причине, что методологические проблемы зарождения, становления и обоснования научных теорий рассматриваются, пожалуй, в более 90% публикаций, касающихся вопросов методологии науки.

Что такое эксперимент?

Эксперимент (от лат. проба, опыт) — метод познания, основанный на контролируемом взаимодействии исследующей системы (человек со специальными инструментами) с исследуемой системой (объект исследования в заданных экспериментатором условиях), планирование которого осуществляется на основании исходных идей, теорий, знаний.

Совокупность экспериментальных результатов служит основой для идеализированной модели исследуемого объекта как предмета описания теории. Согласно остроумному замечанию Гегеля, в экспериментальной познавательной деятельности человек действует “против природы с помощью самой природы”.

При осмыслении экспериментальной деятельности следует ясно разделять понятия “объект” и “предмет” исследования.

Объект исследования — это то, что противостоит исследователю как некоторая система, целостность, или, другими словами, это система, которая по предположению существует сама по себе, вне сознания познающего субъекта.

Предмет исследования — это специально выделенная область исследования, это проблемное поле той или иной области науки, это также система, созданная в сознании познающего субъекта им самим.

В данном случае важно уяснить следующее: предмет исследования может включать некоторые стороны как совокупности различных объектов, так и некоторые стороны одного объекта. Кроме того, в одном и том же объекте могут быть выделены различные предметные области. Например, молекула белка может рассматриваться и как механическая частица, и как электронно-ядерная система с характерным состоянием и спектральными характеристиками, и как биокатализатор (фермент), и как конструктивный компонент биомембран, т.е. может выступать в различных предметных областях физики, биохимии, биофизики.

Особенностью естественнонаучного эксперимента является то, что, имея предметную направленность, эксперимент, по существу, заключается в реализации взаимодействия исследуемого материального объекта с некоторым материальным фактором, называемым прибором или инструментом.

Важно учесть, что в эксперименте мы получаем информацию об исследуемом объекте в контролируемых, искусственно созданных условиях, что отличает эксперимент от наблюдения.

Не будем здесь обсуждать так называемые “мысленные эксперименты”, а рассмотрим только материализованные эксперименты.

Все материальные (естественнонаучные) объекты могут быть представлены веществом и полем. При проведении экспериментального исследования какого-либо объекта, как правило, обеспечивается такая ситуация, когда варьируется только одна из характеристик или исследуемого объекта, или исследовательского инструмента. Это необходимо для того, чтобы можно было установить искомые корреляции исследуемых свойств объекта с контролируемыми характеристиками экспериментальной ситуации.

Варьирование более чем одной характеристикой (это может быть и напряженность поля, и частота излучения, и температура, и какой-либо функциональный химический фрагмент молекулы, и вид живого организма в пределах одного рода и т.п.) приводит к трудно анализируемым многопараметровым задачам. Проще говоря, эксперимент должен быть организован так, чтобы ожидаемый экспериментальный эффект был выше уровня “шумовых эффектов”, вносимых факторами, не входящими в предмет экспериментального исследования.

При экспериментах, в ходе которых нужно установить наличие или отсутствие какого-либо свойства (а именно эти эксперименты и составляют в большинстве своем основу познания нового в природе), экспериментальную ситуацию (исследующую и исследуемую системы) организуют так, чтобы надежно контролируемый эффект позволял “по вопрошаемому” у Природы вопросу получить ответ в простейшей форме — “Да” или “Нет”.

Не вдаваясь в дефиниции понятий “прибор” и “инструмент”, отметим, что в методологическом плане планирования эксперимента интерес представляет взаимодействие, которое я называл “первичным”. Именно первичное взаимодействие определяет принципиальные возможности познания Природы в том или ином эксперименте.

В литературе — философской и науковедческой, специально-научной и научно-популярной — широко используются такие выражения, как “физический метод”, “химический метод”, “биологический метод”, “биохимический метод”, а вместе с этим рассуждения, например, о роли физических методов в химии, физико-химических методов в биологии и т.п. Понятия, обозначаемые названными терминами, представляются авторам достаточно однозначными, понятными каждому, что хорошо видно по отсутствию их дефиниций в подавляющем большинстве даже методологических и науковедческих работ. Думаю, что при первом взгляде не видит здесь проблемы и читатель. Однако проблема, и проблема принципиально важная, здесь есть.

Первая сторона проблемы заключается в необходимости содержательного, неформального разделения понятий “физический метод”, “химический метод” и интердисциплинарных вариантов типа “физико-химический метод”, “биохимический метод” и т.п.

Вторая (производная) сторона проблемы заключается в выработке на основании решения первой проблемы единого понятийно-терминологического аппарата с критикой работ разного жанра, в которых изобилуют неопределенности, неоднозначности и просто ошибочность использования терминов, обозначающих соответствующие методы. Понятно, что и мысли, выводы в таких работах не могут быть вполне корректными, или, проще говоря, достаточно полезными (полезными для философско-методологического анализа естествознания, для организации и управления научными исследованиями, для сознательной и корректной постановки экспериментов).

В представляемой работе я сделал акцент на положительной части проблемы — задаче характеристики природы экспериментальных исследовательских методов и выработке на основании этого непротиворечивой содержательной дефиниции методов основных естественных наук и интердисциплинарных их вариантов. Контекстуальный анализ и критика других работ — жанр не очень благодарный и почти непродуктивный.