Доктор технических наук А.В. Фесенко

МЕТОД: ЭМПИРИЯ

Теоретический минимум

1. Задачи и возможности эмпирического исследования.

2. Научное наблюдение.

3. Эксперимент и его разновидности.

4. Модели и моделирование в познании.

5. Научные факты и способы их установления, обобщения (измерение, описание, сравнение и т.д.).

6. Особенности эмпирического исследования в медицине и фармации.

Литература

Лекция 24.

Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1987.

Текстологический практикум

Конспект

Форм и методов научного познания довольно много. Во-первых, потому, что объектов научного исследования масса, и она всё увеличивается по мере прорыва мысли к новым пластам реальности. Во-вторых, потому, что даже один и тот же объект учёные должны изучать с самых разных сторон. А методы дают им пути и средства для решения этих задач.

Каждый элемент методологии науки играет свою незаменимую «партию» в «оркестре», называемом «естествознание» или же «социально-гуманитарные исследования». Наиболее принципиально деление методологии на два «этажа» — эмпирический и теоретический уровни научного исследования. Они предполагают друг друга, тесно взаимодействуют, однако отличаются своими познавательными целями, средствами и возможностями. Задачей эмпирического познания является количественное накопление знаний — в форме фактов и похожей на них информации описательного, констатирующего характера. Цель фактического знания — надёжно установить наличие того или другого явления в действительности и дать его возможно более полное описание. А на уровне теоретического исследования знания обновляются качественно, поскольку в этих формах они объясняют причины и законы явлений действительности, общие принципы её устройства и тенденции развития. Соответственно разности задач и возможностей эмпирии и теории подбираются разные формы и методы научного познания. Вместе с тем, различие между эмпирическим и теоретическим уровнями науки относительно. Они невозможны по отдельности. Существующие теории направляют внимание ученых-эмпириков на те или иные факты, дают способы их интерпретации. А новые факты позволяют уточнять, вырабатывать новые теории.

Научное наблюдениеосновывается на общечеловеческих возможностях живого созерцания мира с помощью органов чувств, но ограничиться обычной сенсорикой никак не может. Иначе мысль ученого будет точно так же, как взгляд обывателя, скользить по поверхности явлений, не проникая в их сущность и не улавливая причин, закономерностей. Цель наблюдения — проникнуть в те слои реальности, которые скрыты от повседневного сознания. Оно ведь никогда не рассмотрит столь удалённые объекты, как поверхность планеты Марса или же состав клетки органического вещества. А учёные с помощью метода наблюдения открывают человечеству такого рода картины.

Основные условия наблюдения как общенаучного метода:

· наличие исследовательской цели, связь с уже поставленной проблемой, выдвинутой гипотезой (что создает нужную наблюдателю психологическую установку, фокусирует его внимание на ожидаемых состояниях объекта);

· выработка соответствующего этой цели плана, а ещё лучше — развёрнутой программы осуществления наблюдения (такой алгоритм упорядочит и сократит работу наблюдателя до приемлемых размеров);

· специальная организация места и процесса наблюдения, в том числе с помощью приборов и прочих технических средств, которые усиливают естественные возможности органов чувств человека (микроскопы, бинокли, телескопы, сканеры, зонды, томографы и т.п.) — с их помощью возможно визуализировать очень мелкие, либо крупные, или же отдалённые объекты, а вместе с тем зафиксировать открывающуюся картину для наглядного доказательства и тщательного рассмотрения;

· меры по объективизации наблюдения, обеспечение невмешательства наблюдателя в его объект; сюда же относится контрольное повторение наблюдения, если таковое возможно; примером служит так называемое «включённое наблюдение» в социологии, когда исследователя внедряют в изучаемый коллектив тайком, выдавая его за обычного сотрудника; в области биологии наблюдатель принимает меры к тому, чтобы средства наблюдения не возмущали естественного поведения живых организмом; например, канадский натуралист и писатель Фарли Моуэт провёл целое лето один в тундре, наблюдая с помощью стереотрубы стаю волков в естественных условиях их обитания; постепенно серые соседи привыкли к человеку и не обращали на него внимания; его книга «Не кричи, волки!» впервые правдиво объяснила экологическую нишу волка; в физике и химии опасность наблюдения артефактов минимизируют при помощи математики и компьютерного моделирования.

· возможно более полная регистрация результатов наблюдения с помощью письменной речи (журнал, дневник) и специальной аппаратуры (магнитофон, фото- и киноаппараты, видеокамеры и т.п.);

· последующая обработка данных, полученных наблюдением; первичная (в виде графиков, таблиц, диаграмм и прочих схем) и вторичная (с помощью систематизации, описания и сравнения с другими данными — аналогичными, либо контрастными);

· архивирование, а в идеале публикация (в том числе через компьютерные сети) основных результатов наблюдения ради введения их в широкий научный оборот.

Таким образом, в науке наблюдением называют преднамеренный, организованный и систематический процесс восприятия явлений действительности в их естественном виде с помощью органов чувств и специальных приборов. В силу чего наблюдение служит наиболее распространенным, первичным способом сбора эмпирической информации в большинстве областей науки. С помощью наблюдения получаются наиболее оригинальные и массовые, пригодные для последующей обработки данные о многих природных и общественных явлениях. Кроме того, элементы наблюдения включены в большинство остальных, более сложных методов научного исследования.

Оригинальным вариантом данного метода выступает самонаблюдение. К нему особенно часто прибегают в психологии, медицине и фармакологии, в силу присущего им риска невольно повредить здоровью наблюдаемого. Иван Петрович Павлов даже во время предсмертной агонии диктовал ассистентам свои ощущения… А французский врач Ален Бомбар переплыл Атлантику на резиновой лодке без запасов пищи и воды, чтобы выработать рекомендации для потерпевших кораблекрушение. Питался он пойманной рыбой, а пил выдавленный из неё сок и морскую воду (дозированно). Его книга «За бортом по своей воле» стала лучшим учебником выживания одиночек на море. Правда, здоровье самого исследователя оказалось непоправимо подорвано столь смелым опытом над своим организмом.

Кроме достоинств, у наблюдения имеются столь же естественные недостатки, а точнее ограничения:

· целый ряд объектов, интересующих ученых, не поддаются чувственному восприятию частично или полностью (прошлое и будущее, микро- и мега-миры); их изучают иными методами, где роль визуализации мала;

· очень часто наблюдение даже в принципе наблюдаемых объектов затруднено условиями среды или качествами самого объекта (животные, а тем более люди чаще всего вольно или невольно избегают наблюдения, меняются под его воздействием);

· наличие большого числа иллюзий, стереотипов и прочих помех адекватному наблюдению (скажем, масса свидетелей НЛО принимала за «пришельцев» всё, что угодно: оптические эффекты в атмосфере, вроде северного сияния; спутники, ракеты и самолеты; галлюцинации и т.д., и т.п.).

Как бы ни усложнялся процесс наблюдения в современной науке, в его основе всегда будут лежать личные способности человека, которые в данном случае именуются наблюдательностью. Это своего рода талант, в разной степени присущий разным людям. Такая способность широко востребована и за пределами науки (в военной разведке, полиции, медицине, педагогике, спорте и тому подобных областях практики). Ничто так не поощряет наблюдательность, как любовь к соответствующему занятию, удовольствие от него.

Отсутствие способности «интеллектуального ви́дения» превращает ученого в самозванца. О таком типе, злом гении отечественной биологии — «народном академике» Т.Д. Лысенко, погубившем первых русских генетиков, писателем В. Дудинцевым написан роман «Белые одежды». Его главный герой, талантливый ученый-селекционер Федор Дёжкин спрашивает у вышедшего на покой «академика»: «Почему вы с вашими способностями свободно мыслить не займётесь настоящей наукой?» Тот отвечает: «Белое пятно у меня, Федя, в глазу. То есть, конечно, не в глазу, а ты понимаешь, где. Я не вижу того, что называется истиной. И терпения у меня нет. Ждать, пока увижу что-нибудь. Всю жизнь ждать! В науке ж без терпения нельзя».

Следующий и, пожалуй, основной метод эмпирического познания — эксперимент(от латинского experimentum — опыт, проба, испытание). В широком, вненаучном смысле слова мы называем экспериментом любое рискованное мероприятие, где шансы на успех проблематичны. Элемент неожиданности присущ и научному эксперименту, но суть его вовсе не в этом. В качестве научного метода эксперимент требует выполнения следующих обязательных условий:

· изолировать изучаемый объект от влияния несущественных для данного исследования, побочных и затемняющих его суть факторов, то есть взять объект экспериментирования «в чистом виде» (химического или биологического препарата, подопытного животного, тому подобном);

· поддерживать нужное время, неоднократно воспроизводить данный объект в этих — зафиксированных и контролируемых условиях;

· планомерно изменять условия эксперимента в нескольких его сериях с целью получения сравнительного материала.

Таким образом, перед нами способ изучения объекта науки в искусственных условиях, созданных самим учёным и подконтрольным ему. Поэтому эксперимент и является формой практики, обладает наибольшей доказательной силой. Если опыт поставлен «чисто», то в истинности полученной в его результате информации можно не сомневаться — он обнаруживает настоящие, сущностные стороны объекта исследования. Именно с изобретением экспериментального метода естествознание стало наукой. Произошло это, напомню, в XVII веке, когда Уильям Гильберт провел первые в истории физики опыты с магнитом. Затем свои известные эксперименты поставил Галилео Галилей, а Френсис Бэкон разработал методику обобщения экспериментальных данных с помощью разных видов индукции — умозаключения от частных фактов к общему правилу.

Структура эксперимента включает в себя несколько типичных и взаимосвязанных моментов:

· предварительные теоретические соображения относительно объекта изучения или условий его обнаружения;

· конструирование этого объекта — из материала самой реальности и необходимых технических средств;

· выбор экспериментальных приборов;

· воздействие этими приборами на объект;

· варьирование условий и повторение эксперимента серийно;

· фиксация данных экспериментирования в протоколах и с помощью приборной техники;

· объяснение и сравнение результатов эксперименты с аналогичными данными других опытов.

Назначение эксперимента в научном познании по меньшей мере двояко: во-первых, получить новые факты; во-вторых, проверить некую гипотезу. В соответствии с этими задачами эксперименты в естествознании делятся (условно) на качественные, которые устанавливают сам факт существования того или иного явления, эффекта, свойства; и количественные, с помощью которых измеряются те или иные параметры, степени выражения, динамика таких, в принципе уже известных науке свойств.

Кроме этих двух общих типов, можно выделить следующие виды экспериментов:

· натурный — проводимый в естественных, только отчасти контролируемых условиях природной среды (полевой эксперимент — вроде курского заповедника «Стрелецкая степь», сохраняющего анклав уникального лесостепного ландшафта от антропогенного воздействия) или же специально воссозданного ее фрагмента (эксперимент лабораторный,вроде фармакологических опытов на животных);

· модельный (см. ниже о моделировании как особом методе)и, как его вариант —

· мысленный;

· в последнее время на первый план в большинстве отраслей науки выходи компьютерный эксперимент, виртуальная реальность позволяет воссоздавать не материю, а только структуру, форму, динамику того или иного процесса, явления; доказательная сила такого эксперимента ниже, чем у натурного, однако он куда быстрее, нагляднее и дешевле;

· социальный эксперимент в полном смысле слова невозможен. Ведь общество не столь гомогенно, как природа, и переносить данные, полученные на одном из его участков, на весь социальный организм чаще всего проблематично; к тому же, экспериментировать с людьми затруднительно по моральным соображениям, даже если они соглашаются на это. За бесчеловечные эксперименты над узниками концлагерей преследовались нацисты. Однако в качестве вспомогательного приема социологии и других общественных наук, при условии соблюдении прав человека и пациента, эксперимент применяется и при изучении общественной жизни, особенно с помощью тех же компьютеров.

Моделированиекак метод научного познания состоит в замене реального объекта изучения на его подобие. Понятие модели в науке отличается от моделей в технике и прочей практике. Там моделью называется лучший образец, образцовая разновидность какого-то продукта (модели автомобилей и прочей техники), товара (модельная обувь и т.п.), человека (топ-модели в мире высокой моды). По-латыни modelus — мера, образец, норма. А в науке модель — это сознательная и обдуманная замена настоящего объекта (оригинала, прототипа) на его аналогию, более или менее точную. Научная модель копирует не весь объект, а только его часть — форму (как школьный глобус), структуру (модель атома), функцию (аппараты типа искусственной почки; подопытные животные).

Причины моделирования разнообразны. Тут и гносеологические — облегчение условий познания, в естественных условиях усложнённого массой побочных для исследователя обстоятельств, а то и просто недостижимого напрямую (как, скажем, Солнечная система или же элементарные частицы); и экономические — сбережение времени, средств и материалов (большинство моделей гораздо меньше по размеру своих оригиналов); и моральные — преодоление риска (возможная гибель макета не страшна людям); и педагогические — упрощение доказательства, преподавания научного знания ученикам (наглядные пособия в школе).

Итак, сущность моделирования в науке состоит в необходимом для познании упрощении его условий, когда мы вместо одного, настоящего объекта изучаем другой, который дает нам те или другие преимущества, но достаточно полно представляет собой нужные стороны первого. Иначе говоря, модель повторяет одни стороны или моменты своего оригинала и обязательно отличается от него в других аспектах.

Виды моделей различаются по своему материалу:

· вещественные (натуральные), заменяющие размеры, материал, иные физические параметры объектов исследования;

· математические (знаковые), которые воспроизводят не материю, а лишь количественные параметры явлений и процессов действительности по законам геометрии, логики, статистики;

· компьютерные, которые способны виртуально воспроизводить и первые, и вторые с помощью специальной техники.

Аналогия(греческое analogos — соответствующий, соразмерный) — теоретическая основа всякого моделирования и одновременно самостоятельный приём познания. Это умозаключение, при котором на основании сходства некоторых предметов в одних признаках делается вывод о сходстве этих же предметов и в других признаках. Допустим, аналогия света и звука в физике; аналогия антибиотиков и сульфаниламидов в фармакопее; аналогия фашизма и коммунизма в политологии; разные другие сравнения, помогающие получить новое знание. Назначение аналогии — находить неизвестные признаки, свойства некоего предмета, опираясь на ранее приобретённые знания о другом, но сходном, похожем предмете. С помощью аналогии знания переносятся с одного объекта на другой.

Логическая форма аналогии: А Þ a, b, c, d

B Þ а, b, c

______________

B Þ d ?

Как видно отсюда, выводы по аналогии всегда вероятны, а не достоверны. Степень вероятности аналогии зависит от того, сколько признаков и какие именно мы перебрали, проводя ее. Поэтому бывает аналогия поверхностная, поспешная (например, сравнение России столетней давности и нынешней в фильме Н. Михалкова «Сибирский цирюльник»), а бывает глубокая, убедительная (скажем, у разных физических явлений — света и звука действительно много общих свойств: прямолинейность распространения, отражение, преломление, интерференция и другие). Для того чтобы аналогия нас не подвела, надо сравнивать побольше признаков; следить, чтобы они были разные; стараться отбирать для сравнения существенные, а не случайные свойства в чем-то аналогичных явлений.

Факт — основной результат применения всех методов эмпирического исследования. В житейском, вненаучном смысле слово «факт» (от латинского factum — сделанное, совершившееся, действительное) означает нечто реальное — в противоположность предполагаемому или вымышленному. Факт в широком смысле этого слова — синоним истины, события, результата, как они представляются органам чувств и здравому смыслу человека.

В собственном, научном смысле слова фактом можно назвать не все подряд очевидные и реальные на наш взгляд события, а только те, которые установлены с помощью строгих методов эмпирического познания, о которых говорится в этой лекции. В науке факт это, во-первых, объективно установленные и поддающиеся независимой проверке, контрольному воспроизведению явления природы, общества, психики (факт–1). А во-вторых, зафиксированные в письменной речи, с помощью иных символов описания так строго установленных и проверенных явлений (факт–2). В целом же о фактах науки можно сказать, что они отражают те стороны, моменты бытия, которые уже включены в сферу человеческого познания и практики, поняты и освоены субъектом деятельности.

Разумеется, «копилка» научных фактов безразмерная. Она постоянно пополняется всё новыми и новыми данными эмпирических изысканий. Прежние факты в результате новых открытий переосмысливаются, но всё же не отвергаются; нет, они остаются необходимым фундаментом науки. В этой долговечности действительных фактов их особенность по сравнению с формами теоретического знания, о которых речь пойдет в следующей лекции. Идеи, гипотезы могут отвергаться, теории сменять друг друга, а факты, как правило, остаются в «золотом фонде» науки и практики. Если теория расходится с достоверно установленными фактами, её приходится пересматривать.

Но ограничиться фактами наука не может (это называется эмпиризм), потому что факты сами по себе не объясняют законов природы или общества. Фактический материал — своего рода «сырьё», полуфабрикат научного знания в полном его объёме. Однако ещё хуже эмпиризма схоластика, которая занимается тем, что подгоняет факты под заранее заготовленные теоретиком схемы, отбрасывает «невыгодные», «лишние» факты. Подобное — потребительское отношение к эксперименту, другому источнику фактов недопустимо.

Как сравнительно редкое исключение в составе эмпирического знания встречаются время от времени «бракованные» факты — результат неумышленной ошибки экспериментатора, наблюдателя. В естествознании они именуются артефактами (латинские слова arte — искусственно + factus — сделанный), то есть образования, эффекты, возникшие при исследовании объекта вследствие воздействия на него самого исследователя, созданных им условий исследования. Так получается, когда не удается соблюсти «чистоту» эксперимента, если в наблюдение вкрадываются непреодолимые помехи. Естествоиспытатели всячески стремятся избавиться от артефактов.

В гуманитарных же науках слово «артефакт» уже не несёт в себе отрицательного смысла — тут им обозначают все без исключения продукты культуры, любые вещи, изготовленные людьми, несущие на себе печать человеческой практики. Скажем, артефакты минувших столетий раскапывают и объясняют археологи (орудия труда, украшения, керамику и всё прочее, что осталось в культурном слое от былой жизни).

Ещё реже, но приходится сталкиваться со злонамеренной фальсификацией фактов со стороны отдельных авторов научных публикаций (например, многочисленные подделки исторических источников — вроде так называемых «Влесовых книг» или «Протоколов сионских мудрецов»). Уже не ошибка, а пустое тщеславие, либо корысть, а не то психиатрия толкают некоторых лиц на такого рода обман своих коллег и общественности. Система внутринаучной экспертизы (рецензии, защиты диссертаций, конференции) призвана фильтровать научные знания от подобных примесей фиктивных лжефактов.

Сами по себе факты, даже всесторонне проверенные по отдельности, не имеют для науки большого значения. Чтобы факты могли быть правильно осмыслены, поняты, их требуется подвергнуть определённой обработке. Она предполагает различные способы систематизации.Во-первых, это классификация, когда разные факты, отдельные случаи распределяют по разным классам (общим типам или более дробным видам) исходя из каких-то общих критериев, признаков. Классифицируя факты, ученый постигает их скрытую связь, сущность определенного класса явлений. Образцом научной классификации служит периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева. В ее основу положено два признака (точнее, их изменяемость) — атомный вес и химическая индивидуальность различных веществ. Именно группировка всех известных на тот момент (63) химических элементов в систему позволила Д.И. Менделееву открыть закон, по которому свойства элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости (образуют периодическую функцию) от величины атомных весов этих элементов.

Систематизация, где за основу взяты временны́е параметры каких-то процессов, различного рода этапы их осуществления именуется периодизацией. Периодизироваться могут только те стороны реальности, которые изменяются, а не остаются неизменными, вечными (по сравнению с историей человечества). Это прежде всего живая природа и история общества.

Наиболее сложной, но эффективной формой систематизации фактов служит их статистическая обработка.Именно приёмы статистики, её формулы и методики (таблицы, графики, частотные распределения, дисперсии и корреляции, остальные) позволяют раскрыть устройство и закономерности огромных множеств изучаемых фактов природы или общества, начать их теоретическое осмысление.

Медицина, а в особенности фармациякак науки и практики разработки лекарственных препаратов, их применения ради исцеления от болезней, поддержания здоровья относится к числу эмпирических областей деятельности исследователей и технологов. Здесь теоретические знания законов и принципов естественных наук (физики, химии, биологии, их различных сочетаний; математики) многократно конкретизируются ради того, чтобы выработать способы нужного воздействия на организм и различные его патологии. Тут знания нужны ради практического эффекта поддержания или восстановления соматической или психологической нормы. Но прикладной характер медицины, наличия у неё массы нерешённых проблем и недостаточно ясных путей воздействия того или иного препарата на организм, не надо путать со знахарским лечением, при котором механизмы воздействия на организм вообще неизвестны шаману, знахарю, «экстрасенсу» и прочим самозваным целителям. Применительно к целому ряду хронических, вообще тяжёлых заболеваний знахарские способы врачевания бесполезны, а то и вредны. Будущее в борьбе с недугами — за наукоёмкой медициной и фармацией, в их союзе с искусством опытных и талантливых врачей и провизоров.

Приложение

Доктор технических наук А.В. Фесенко

(начальник Института криминалистики ФСБ России),