Асимметрия вывода на основе экспериментальных данных

Различение правил логического вывода и проблемы соотнесения опытных данных и утверждений о присущих им закономерностях требует понимания того, что экспериментальные гипотезы всегда открыты для дальнейшей проверки. Организация условий, в которых гипотетическая каузальная зависимость может быть вновь наблюдаема, может включать как прежние, так и новые формы операционализации переменных при одном и том же понимании входящих в ее объяснительную часть гипотетических конструктов. Новое исследование может не только повторять прежние методические условия, но и вводить незамеченные ранее или вновь сформулированные объяснения детерминации каузальной зависимости.

Обычно исследователь формулирует ЭГ так, чтобы «негативные» результаты, свидетельствующие о необходимости ее отвержения, позволяли бы опровергать исходные положения теории как ложные, т.е. противоречащие эмпирическим данным. Асимметрия вывода при этом заключается в разных следствиях, принимаемых при получении опытных данных «за» и «против» гипотезы.

Проверка на истинность теории, или собственно научной гипотезы, осуществляется в эксперименте, обеспечивающем такие условия опытов, что равенство вероятностей получения эмпирических доводов «за» и «против» может быть нарушено только вследствие истинности предположения о действии НП. Это нарушение может быть рассмотрено в логике доказательства от противного. Соответствие результатов осуществленного эксперимента предполагавшейся ЭГ позволяет принимать (а точнее, не отвергать) ее в качестве относительно правильного описания эмпирической зависимости. «Относительно» здесь имеет смысл и «до получения иных данных или иных их объяснений». Норматив рассуждения при этом описывается силлогизмом modus tollens. Если высказывание q (отражающее эмпирическое содержание ЭГ) есть следствие Р (обобщенного высказывания), то получение при такой посылке не-q в результате эксперимента (т.е. установление противоположного эмпирического результата) требует опровергнуть истинность высказывания Р. В формальной записи это выглядит так:

[(P → q) & не-q] → не-P.

Подробно этот принцип асимметрии вывода из экспериментальных данных рассматривается К. Поппером в качестве основного норматива гипотетико-дедуктивных выводов, сложившегося в парадигме естественно-научного познания [59]. Он приводится в тех учебниках по психологии, которые фиксируют гипотетико-дедуктивные принципы построения психологических экспериментов. Понятно, что здесь рассматривается лишь одна из форм исследовательского рассуждения применительно к опытным данным, и, как всякая форма, она может быть более или менее адекватна вкладываемому в нее содержанию. Эта адекватность может обсуждаться применительно и к импликативному построению суждения «если, то» (Р → q) для конкретного эмпирического материала, и к возможности рассуждения «от противного» в контексте конкретной психологической гипотезы, и к характеру данных, свидетельствующих о получении q или не-q по результатам оценки экспериментального эффекта.

Итак, в обычном эксперименте анализируется не все поле возможных научных гипотез, объясняющих эмпирическую закономерность, а одна содержательная гипотеза в двух формулировках: «за» – ЭГ и «против» – контргипотеза (КГ). «Полноценная» ЭГ должна включать одно определенное объяснение – исследовать одну причинно-следственную связь. Проверяется в эксперименте именно эта ЭГ («против» КГ), а не какая-то другая интерпретация. В случае если ЭГ (или эмпирически нагруженное утверждение q) и КГ (сформулированное в контексте связи тех же переменных утверждение не-q) включают разные теоретические объяснения (но не разные способы задания НП, ЗП и других переменных), решения в пользу утверждений о q или о не-q дают возможность выбирать между двумя теоретическими гипотезами, эксплицирующими эти противоположно направленные эмпирические высказывания. Если экспериментальная процедура оказывается, таким образом, общей для получения эмпирических данных, ожидаемых для двух разных теорий (ЭГ следует из теории Р₁ а КГ – из Р₂), то имеет место «контрольный» эксперимент, позволяющий осуществить выбор между двумя конкурирующими теориями или установить их относительную «подкрепленность» со стороны эмпирии. Однако выбор в пользу одной из двух теорий Р₁ или Р₂ еще не будет означать «доказанности» именно этой теории, ведь возможно появление новой гипотезы Р₃, которая вполне может поставить задачу переинтерпретации или перепроверки прежней ЭГ.

Индуктивный вывод и принципы планирования эксперимента

Асимметрия экспериментального вывода связана с использованием принципа дедукции – обобщения «от общего к частному», что позволяет отвергать научные гипотезы как ложные, если они неверно описывают эмпирическую реальность. Такой вывод, осуществляемый в соответствии с заключением по modus tollens, будет достоверным, если с точки зрения контроля всех факторов, угрожающих валидности, эксперимент приближен к безупречному. Однако ни один эксперимент не может подтвердить правильность гипотезы индуктивным путем, т.е. распространением вывода «от частного к общему». Это приходится специально оговаривать в связи с тем, что иногда принцип математической индукции пытаются переносить на область оценивания эмпирических закономерностей, в частности в психологии.

Формальное планирование экспериментов, напротив, базируется на индуктивных принципах, но индуктивный вывод касается не содержания гипотезы, а заключения о возможности рассмотрения управляемой НП в качестве основного условия, вызывающего экспериментальный эффект. Развитие этих принципов в индуктивной логике связано с именем Дж.Милля, разработавшего конкретные схемы индуктивного вывода. Приведем две схемы, наиболее распространенные в практике экспериментирования (схемы 7;1 и 7.2).

(A, B, X) → Y

(C, Д, X) → Y

_ _ _ _ _ _ _ _

Если два комплекса переменных вызывают один и тот же эффект Y, то он обусловлен общей для этих групп переменной X.

(A, B, C, X) → Y

(A, B, C) → Y

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Если группа переменных, включающих фактор X, вызывает эффект Y, а та же группа без фактора Х приводит к отрицательному эффекту (Y), то значит Y обусловлен переменной X.

X Þ Y

Схема 7.1. Метод согласия.

X Þ Y

Схема 7.2. Метод различия.

Примечание. Тонкая стрелка означает «следует», а двойная – «причинно обусловливает».

Планирование эксперимента направлено как на решение содержательных проблем – конкретизацию и операционализацию НП, ЗП и выбор уровней ДП, так и на выбор процедуры опытов с целью реализации индуктивного вывода о том, обусловливает или нет переменная Х переменную Y. Содержательное и формальное планирование не всегда выглядит как разнесенные во времени этапы подготовки экспериментальных процедур. Однако в организации выводов эти два контекста обычно разводятся. Полученный эмпирически эффект обсуждается в два этапа: как результат действия НП на ЗП (или основной результат действия – ОРД) и как эмпирический довод в системе других доводов, следующих из теоретического рассмотрения проблемы и анализа результатов, представленных в других работах.

Содержательное планирование включает решение всех тех вопросов конструктной и операциональной валидности, о которых подробнее сказано в главе 8. Оно предполагает развертывание содержательных доводов как с точки зрения обоснования экспериментальных гипотез, так и с точки зрения соотнесения используемых психологических конструктов и методических процедур измерения переменных.

Предпосылки планирования экспериментов

Организация исследования и формы планирования

Формальное планирование для проверки психологических гипотез возможно в тех исследованиях, в которых используется традиционный подход: переменные представлены и управляемы независимо друг от друга. Такой принцип «изолированных» условий предполагает, что потом из связей отдельных переменных можно конструировать их общий эффект – результат действия НП и эффекты взаимодействия. При таких посылках из области экспериментирования заведомо исключаются сложные формы психической регуляции, где на первый план выступают активность психики, личностные детерминанты деятельности человека, т.е. там, где не стимульные или внешние факторы, а «внутренние условия» становятся причинно действующими. Зависимые переменные, за которыми стоит исследуемый базисный процесс, также трудно интерпретировать по типу отдельных «откликов».

Развитие экспериментального метода в психологии потребовало измерения переменных (необходимо фиксировать различие их уровней по количественным или качественным критериям). В связи с этим строгость их регистрации частично приняла форму отказа от собственно психологических понятий («понял», «вспомнил») в пользу способов объективной регистрации. Такая мнимая объективность метода, когда в качестве данных не рассматриваются показатели субъективных отчетов испытуемых, критиковалась ещё Б.М. Тепловым, который настаивал на понимании объективности как соответствия «техники эксперимента» его задаче [73].

Формальное планирование направлено на выбор схемы, т.е. плана организации воздействий, при котором гарантировано выделение исследуемого отношения между независимой и зависимой переменными (виды планов обсуждаются в главах 9 и 10). Экспериментальный план включает указание как последовательности уровней НП, предъявляемых испытуемому или группам испытуемых, так и числа опытов (и). План эксперимента есть также план фиксации ЗП. В зависимости от способа получения данных, т.е. в соответствии с определенными планами, выбираются способы обработки данных.

Решение проблем содержательного планирования эксперимента представлено на этапе конкретизации и гипотез, и переменных таким образом, чтобы не была утеряна специфика исследуемой «психологической реальности». Психологическое объяснение, заданное в гипотетических конструктах и формулировке причинно-следственной зависимости (как психологического закона), содержательно соотносится с видом устанавливаемой эмпирической зависимости и условиями ее выявления, включая способы задания уровней НП и выбор методик фиксации показателей ЗП. Это первый этап планирования эксперимента.

Следующий этап планирования – определение адекватной схемы сбора данных, количества необходимых проб, контроля факторов, угрожающих валидности эксперимента, и т.д. На этом этапе психолог принимает условность ряда положений. Так, принцип изолированных условий в очень редких случаях применим к психологическим переменным, однако исследователь может мыслить выбранные переменные (например, личностные черты) как сравнительно независимые друг от друга.

Широко используемые в психологических тестах факторные представления о «независимости» диагностируемых психологических свойств людей, базирующиеся на математических моделях факторного анализа, дают примеры условного выделения переменных, которые потом могут являться основанием подбора групп, контроля смешений и т.д.

Принцип функционального контроля НП чаще применим в психологических исследованиях, чем собственно «манипулирование» внешними факторами. Вместе с принципом изолированных условий он служит базой для формального планирования эксперимента.

В качестве этапов формального планирования выделяются решения о величине минимального эффекта Х-воздействия. Это величина сдвига в ЗП, измеренная на разных уровнях НП. Она принимается в качестве достаточной или разумной с точки зрения возможности отвергнуть нуль-гипотезу (как гипотезу об отсутствии различий, а также об уровнях допустимых ошибок при проверке статистических гипотез).

Условия, необходимые для планирования эксперимента

Прежде чем перейти к описанию конкретных используемых в психологии планов, перечислим принципы, на которые опирается построение экспериментальных схем.

1. Эксперимент возможен только в том случае, если имеется более чем одно условие НП. Вывод о результате действия НП основывается на сравнении показателей ЗП в отличающихся друг от друга условиях («контрольном» и «экспериментальном», «активном» и «пассивном» или в нескольких отличающихся по заданному критерию условиях).

2. Фиксация и измерение переменных осуществляются в классификации шкал, предложенной Стивенсом: наименований, порядка, интервалов и отношений. Вид переменной (учебные классы, градации яркости светового пятна и т.д.) не задает, однако, способа ее измерения (на качественных или количественных уровнях). Обычно «количественным» экспериментом называют такой, где именно НП измерена количественно.

3. Эксперимент возможен только в случае функционального контроля уровней НП. Это может быть изменение характеристик физических стимулов, управление условиями (и ситуациями) или контроль путем подбора состава групп. В эксперименте обычно используются стратегии уравнивания групп, и испытуемые эквивалентных групп попадают в разные экспериментальные условия. Обеспечение неравенства групп как способа задания НП (пол, возраст, личностные свойства и т.п.) принимает форму квазиэксперимента, или эксперимента с ограничениями форм контроля. Если изменения НП не зависят от исследователя, а берутся «готовыми» (например, как результаты психодиагностики), то у исследователя не может быть уверенности в том, что именно выбранная НП определила показатели ЗП.

4. Факторные (мультивариативные) эксперименты, включающие управление более чем одной НП, строятся как комбинации, повторы (репликации) и другие видоизменения исходных планов с одной НП. Статистические приемы обработки данных могут при этом как предполагать, так и исключать взаимодействия между отдельными переменными.

5. Вводимое экспериментальное воздействие выступает в планах, или схемах, в качестве НП даже в том случае, когда испытуемые не воспринимают разницы условий. Часто только после эксперимента делается вывод, можно ли осуществленную манипуляцию условиями рассматривать как «воздействие» или функциональный контроль НП не имеет результатом действие этой переменной.

Экскурс 7.1

Дж. Аткинсон (1953) представил студенческим группам три разных типа экспериментаторов: 1) строгого, 2) дружелюбного и внимательного, 3) формального и довольно развязного. Разница в результатах решения проблем и заполнения опросников студентами интерпретировалась как результат действия переменной «стиль руководства». Понятно, что при такой межгрупповой схеме один и тот же студент не сравнивал разные стили между собой. Таким образом, НП-«стиль» оказывала воздействие, но студенты не оценили разницу в стилях общения между тремя указанными ситуациями.

В другом исследовании экспериментаторы имели объективные параметры различия ситуаций: а) формальное – письменное и неформальное – устное общение с испытуемыми; б) только «до» или «во время» всех опытов. Оказалось, что испытуемые некоторые ситуации воспринимали одинаково. Важный для экспериментатора показатель «устное–письменное» общение не вызывал разного отношения к ситуации, т.е. НП «не состоялась».

6. Формальное планирование, или выбор схем экспериментального контроля, позволяет сделать эксперимент внутренне валидным - таким, в котором гарантировано выделение исследуемого отношения между НП и ЗП, очищенного от факторов несистематической изменчивости, систематических и сопутствующих смешений. При межгрупповых схемах, а также при возможности использования схем отбора в группы испытуемых оно направлено также на повышение популяционной валидности, определяющей рамки обобщения на выборки испытуемых за пределами исследования. Основные угрозы внутренней валидности в экспериментах, проводимых на одном испытуемом, связаны прежде всего с факторами времени и последовательности.

Контрольные вопросы

1. Как соотносятся теоретические и экспериментальные гипотезы в организации выводов об установленной закономерности?

2. Как соотносятся экспериментальные высказывания с уровнями обобщений?

3. Как соотносятся утверждения в экспериментальной и контргипотезах с разработкой экспериментальной процедуры и логикой фальсификации гипотез по силлогизму modus tollens?

4. В чем заключается асимметрия выводов на основе экспериментально установленных фактов?

5. Как принципы индуктивной логики (методы Милля) связаны с планированием эксперимента?

6. Почему принцип индукции не может служить основой обобщений об экспериментально установленной зависимости?

7. Какие вопросы рассматриваются исследователем на этапах содержательного и формального планирования?

8. Каковы основные предпосылки, или условия, необходимые для планирования эксперимента?