Методы и формы познания эмпирического уровня: вычленение и исследование объекта

К эмпирическому уровню научного познания относят все те методы, приемы, способы познавательной деятельности, а также формулирования и закрепления знаний,

которые являются содержанием практики или непосредственным результатом ее. Гно­сеологически их можно разделить на две подгруппы: методы вычленения и исследова­ния эмпирического объекта; методы обработки и систематизации полученного эмпири­ческого знания, а также на соответствующие им формы этого знания. Это может быть представлено с помощью таблиц.

Таблица 1

При рассмотрении этих методов следует учитывать, что в таблице они располо­жены по степени нарастания активности исследователя. Разумеется, наблюдение и из­мерение входят во все виды экспериментов, но должны быть также рассмотрены как самостоятельные методы, широко представленные во всех науках.

Наблюдениеявляется первичным и элементарным познавательным процессом на эмпирическом уровне научного познания. Как научное наблюдение оно состоит в це­ленаправленном, организованном систематическом восприятии предметов и явлений внешнего мира. Особенности научного наблюдения:

опирается на развитую теорию или отдельные теоретические положения; служит решению определенной теоретической задачи, постановке новых проблем, выдвижению новых или проверке существующих гипотез; имеет обоснованный планомерный и организованный характер; является систематичным, исключающим ошибки случайного происхожде­ния;

использует специальные средства наблюдения - микроскопы, телескопы, фо­тоаппараты и т.п., существенно расширяя тем самым область и возможности наблюдения.

Одно из важных условий научного наблюдения состоит в том, что собранные данные не носят только личный, субъективный характер, но при тех же условиях могут быть получены другим исследователем. Все это говорит о необходимой точности и

тщательности применения этого, казалось бы, несложного метода, где роль конкретно­го ученого особенно значима. Это общеизвестно и само собою разумеется.

Однако в науке известны случаи, когда открытия совершались благодаря неточностям и даже ошибкам в результатах наблюдения. Так, многие годы датский астроном XVI века Тихо де Браге следил за передвижением планет, особенно за Марсом. На основе этих данных его ученик И.Кеплер сформулировал важнейшие законы, в том числе — закон об эллиптической форме пла­нетных орбит. «Однако позднее выяснилось, что наблюдения де Браге неточны настолько, что, знай Кеплер всю правду, добытую последующей работой, все возмущения, по тем временам от науки еще сокрытые, он не смог бы выявить путь Марса в его, так сказать, «чистой» форме, то есть вывести закон. <…> Неточности, допущенные Т. де Браге (и обусловленные уровнем на­блюдательной техники его времени), как бы провели те упрощения, которые следовало провести И.Кеплеру, вообще любому, взявшемуся за этот предмет. Сии упрощения и позволили за слож­ными и громоздкими формулами вычисления орбиты усмотреть истинный путь перемещения планеты, отказавшись от общепринятого тогда мнения, что планеты движутся по окружностям — мнения, искажающего их законный бег. Неточность сыграла роль своего рода решета, которое, просеяв частности, спасло общее, помогло пройти через подробности и поймать существо дела» (Сухотин А. Превратности научных идей. М., 1991. С. 102).

Разумеется, за этим стоит не столько проблема точности наблюдения (все-таки точность остается одним из главных требований к исследователю), сколько характер интерпретации данных наблюдения и роль теории как базы интерпретации. Именно теория или принятая гипотеза позволяют проводить целенаправленное наблюдение и обнаруживать то, что без теоретических ориентиров остается незамеченным. Однако следует помнить, что исследователь, «вооруженный» теорией или гипотезой, будет достаточно тенденциозным, что, с одной стороны, делает поиск более эффективным, но, с другой - может отсеять все противоречивые явления, не укладывающиеся в дан­ную гипотезу. В истории методологии данное обстоятельство породило эмпирический подход, в котором исследователь стремился полностью освободиться от какой-либо ги­потезы (теории), с тем чтобы гарантировать чистоту наблюдения и опыта.

Так, в начале ХХ века известные социологи Ф.Знанецкий и У.Томас в работе «Польские крестьяне в Европе и Америке», принимаясь за изучение положения польских крестьян-эмигрантов в США, явно сформулировали принцип «нуль-гипотезы», но, по существу, исходили из новых методологических идей в социологии, разрабатываемых Знанецким. Уже в середине этого же века известный шведский экономист и социолог Г.Мюрдаль в исследовании «Амери­канская дилемма», посвященном положению афроамериканцев в США, не только уделяет осо­бое внимание концепции, лежащей в основе работы, но и в особом приложении описывает роль ценностных предпосылок, в частности, различных мнений и предрассудков, в социальных ис-

следованиях. Он считал, что не существует другого способа их «нейтрализации», как «повернут­ся лицом к оценкам» и ввести их как явно установленные ценностные предпосылки. Ученый предложил систему требований, обеспечивающих выявление ценностных посылок, и реализация этих требований приводит к тому, что «анализ социальных проблем в теоретических терминах освобождается от произвольности и защищен от бессознательного эффекта предрассудков» и оценок.

В наблюдении активность субъекта еще не направлена на преобразование пред­мета изучения. Объект остается недоступным целенаправленному изменению и изуче­нию или сознательно ограждается от возможных воздействий с целью сохранения его естественного состояния и это главное преимущество метода наблюдения. Наблюде­ние, особенно с включением измерения, может натолкнуть исследователя на предпо­ложение о необходимой и закономерной связи, однако само по себе оно совершенно недостаточно для утверждения и доказательства такой связи. Привлечение приборов и инструментов неограниченно расширяет возможности наблюдения, но не преодолевает некоторых других недостатков. В наблюдении сохраняется зависимость наблюдателя от изучаемого процесса или явления. Наблюдатель не может, оставаясь в границах на­блюдения, изменять объект, управлять им и осуществлять строгий контроль над ним, и в этом смысле его активность в наблюдении носит относительный характер. Вместе с тем следует напомнить, что в процессе подготовки наблюдения и в ходе его осуществ­ления ученый, как правило, прибегает к организационным и практическим операциям с объектом, что сближает наблюдение с экспериментом. Очевидно и другое - наблюде­ние представляет собой необходимую составляющую всякого эксперимента и тогда его задачи и функции определяются в этом контексте.

Активность наблюдения может быть существенно повышена при помощи изме­ренияобъекта, его свойств и отношений. Измерение относится к количественным ме­тодам, онтологической основой которых являются количественные отношения, выра­женные числом и величиной. Это установление числового соотношения между свойст­вами объектов. Оно представляет собой деятельность, основанную на создании и ис­пользовании измерительной техники, материальных орудий в качестве средств изме­рения, включающую определенные физические процессы и базирующуюся на тех или иных теоретических предпосылках. Следует отметить, что приборы и измерительная техника, в свою очередь, созданы на основе тех или иных эмпирических и теоретиче­ских концепций. Это позволяет снять издержки и субъективные моменты, присутст-

вующие в обычном чувственном созерцании, существенно повысить точность резуль­татов.

Приемы получения количественной информации представлены, как известно, двумя видами операций - счетом и измерением в соответствии с объективными разли­чиями между дискретным и непрерывным. Как метод получения точной количествен­ной информации, в операции счета определяются числовые парметры группы, состоя­щей из дискретных элементов, при этом устанавливается одно-однозначное соответст­вие между элементами множества, составляющими группу, и числовыми знаками, с помощью которых ведется счет. Сами числа отражают объективно существующие ко­личественные отношения.

Следует осознавать, как это показал известный отечественный методолог В.А.Штофф, что числовые формы и знаки выполняют, как в научном, так и обыденном знании, самые раз­личные «функции, из которых не все связаны с измерением: 1) быть средствами наименования, своеобразными ярлыками или удобными идентифицирующими метками; 2) быть орудием счета; 3) выступать в качестве знака для обозначения определенного места в упорядоченной системе степеней некоторого свойства; 4) быть средством установления равенства интервалов или разно­стей; 5) быть знаками, выражающими количественные отношения между качествами, т.е. сред­ствами выражения величин. _≤…≥ Рассматривая различные шкалы, основанные на использова­нии чисел, мы должны различать эти функции, которые попеременно выполняются то особой знаковой формой чисел, то числами, выступающими в качестве смысловых значений соответст­вующих числовых форм. С этой точки зрения, очевидно, что «шкалы наименований», примера­ми которых является нумерация спортсменов в командах, автомобилей в Госавтоинспекции, ав­тобусных и трамвайных маршрутов и т.п., не являются ни измерением, ни даже инвентаризаци­ей, поскольку здесь числовые формы выполняют функцию наименования, а не счета» (Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1978. С. 97-98).

Серьезной проблемой остается метод измерения в социальных и гуманитарных науках, это прежде всего трудности сбора количественной информации о многих соци­альных, социально-психологических явлениях, моральных качествах человека, художе­ственного мастерства и подобных им свойствах, для которых во многих случаях отсут­ствуют объективные, инструментальные средства измерения. Затруднительны также способы выделения дискретных элементов и сам объективный анализ не только в силу особенностей объекта, но и из-за вмешательства «вненаучных» ценностных факторов -предрассудков обыденного сознания, религиозного мировоззрения, идеологических или корпоративных запретов и других. Известно, что многие так называемые «оценки», например, знаний учащихся, выступлений участников соревнований и конкурсов даже самого высокого уровня часто зависят от квалификации, честности, корпоративности и

иных субъективных качеств педагогов, судий, членов жюри. По-видимому, такого рода оценивание не может быть названо измерением в точном смысле слова, которое пред­полагает, как определяет наука об измерении - метрология, сравнение путем физиче­ской (технической) процедуры данной величины с тем или иным значением принятого эталона - единицы измерения и получение точного количественного результата.

И наблюдение и измерение включены в такой сложный базовый метод науки, как эксперимент. Вотличие от наблюдения эксперимент характеризуется вмешатель­ством исследователя в положение изучаемых объектов, активным воздействием на предмет исследования различных приборов и экспериментальных средств. Экспери­мент представляет собой одну из форм практики, где сочетается взаимодействие объек­тов по естественным законам и искусственно организованное человеком действие. Как метод эмпирического исследования, этот метод предполагает и позволяет осуществ­лять, в соответствии с решаемой проблемой, следующие операции:

конструктивизацию объекта: вычленение объекта или предмета исследования, его изоляцию от влияния побочных и затемняющих сущность явлений, изучение в относительно чистом виде;

эмпирическую интерпретацию исходных теоретических понятий и положений, выбор или создание экспериментальных средств;

целенаправленное воздействие на объект: планомерное изменение, варьирование, комбинирование различных условий в целях получения искомого результата;

многократное воспроизведение хода процесса, фиксацию данных в протоколах наблюдений, их обработку и перенос на другие объекты класса, не подвергнутые исследованию.

Эксперимент проводится не стихийно, не наудачу, а для решения определенных научных проблем и познавательных задач, продиктованных состоянием теории. Он не­обходим как основное средство накопления в изучении фактов, составляющих эмпири­ческий базис всякой теории, является, как и вся практика в целом, объективным крите­рием относительной истинности теоретических положений и гипотез.

Предметная структура эксперимента позволяет вычленить следующие три элемента: по­знающий субъект (экспериментатор), средства эксперимента, объект экспериментального иссле­дования. На этой основе можно дать разветвленную классификацию экспериментов. В зависи­мости от качественного различия объектов исследования можно различать физический, техни­ческий, биологический, психологический, социологический и другие. Характер и разнообразие средств и условий эксперимента позволяют вычленить прямой (натуральный) и модельный, по-

левой и лабораторный эксперименты. Если принять во внимание цели экспериментатора, то раз­личаются поисковые, измерительные и проверочные виды экспериментов. Наконец, в зависимо­сти от характера стратегии можно различать эксперименты, осуществляемые методом проб и ошибок, эксперименты на основе замкнутого алгоритма (например, исследование Галилеем па­дения тел), эксперимент с помощью метода «черного ящика», «шаговой стратегии» и другие (Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1978. С. 82-91). Поясним некоторые моменты в различии классического и современного экспе­риментов. Классический эксперимент строился на таких методологических предпосыл­ках, которые в той или иной степени отражали представления Лапласа о детерминизме как однозначной причинно-следственной связи. Предполагалось, что, зная начальное состояние системы в некоторых постоянных условиях, можно предвидеть поведение этой системы в будущем; можно четко выделить изучаемое явление, реализовать его в желаемом направлении, строго упорядочить все мешающие факторы либо отвлечься от них как несущественных (например, исключить субъект из результатов познания). Воз­растающее значение вероятностно-статистических представлений и принципов в ре­альной практике современной науки, а также признание не только объективной опреде­ленности, но и объективной неопределенности и понимание в связи с этим детермина­ции как относительной неопределенности (или как ограничения неопределенности), привело к новому представлению о структуре и принципах эксперимента. Выработка новой стратегии эксперимента непосредственно вызвана переходом от изучения хоро­шо организованных систем, в которых можно было выделить явления, зависящие от небольшого числа переменных, к изучению так называемых диффузных или «плохо организованных» систем. В этих системах нельзя четко выделить отдельные явления и разграничить действие переменных различной физической природы. Это и потребовало более широко применять методы статистики, по сути дела, внесло «концепцию случая» в эксперимент. Программу эксперимента стали создавать так, чтобы предельно разно­образить многочисленные факторы и учесть их статистически.

Таким образом, эксперимент из однофакторного, жестко детерминированного, воспроизводящего однозначные связи и отношения, превратился в метод, учитываю­щий многие факторы сложной (диффузной) системы и воспроизводящий одно- и мно­гозначные отношения, т.е. эксперимент приобрел вероятностно-детерминированный характер. Кроме того, как уже указывалось, сама стратегия эксперимента также часто не является жестко детерминированной и может меняться в зависимости от результатов на каждом этапе.

В тех случаях, когда прямое экспериментальное исследование самого объекта невозможно или затруднено, экономически нецелесообразно или почему-либо нежела­тельно, прибегают к так называемому модельному эксперименту,в котором исследо­ванию подвергается уже не сам объект, а замещающая его модель. Под моделью имеют в виду некоторую реально существующую или мысленно представляемую систему, ко­торая, замещая в познавательных процессах другую систему - оригинал, находится с ней в отношении сходства (подобия), благодаря чему изучение модели позволяет полу­чить информацию об оригинале, о его существенных свойствах и отношениях. Модели могут быть материальными и мысленными в зависимости от того, создаются ли они из материальных средств и функционируют по объективным законам природы или же они конструируются мысленно в сознании исследователя, который совершает с ними все операции в уме, пользуясь, конечно, определенными правилами и законами. Важней­шей особенностью любой модели является ее сходство с оригиналом в одном или не­скольких из строго зафиксированных и обоснованных отношений.

Материальные модели отражают соответствующие объекты в трех формах сход­ства: физического подобия, аналогии и изоморфизма как взаимно однозначного соот­ветствия структур. Модельный эксперимент имеет дело с материальной моделью, кото­рая одновременно является как объектом изучения, так и экспериментальным средст­вом. С введением модели структура эксперимента существенно усложняется. Теперь исследователь и прибор взаимодействуют не с самим объектом, а лишь с замещающей его моделью, вследствие чего существенно усложняется операционная структура экс­перимента. Усиливается роль теоретической стороны исследования, поскольку необхо­димо обосновать отношение подобия между моделью и объектом и возможность экст­раполировать на этот объект полученные данные. Рассмотрим, в чем состоят суть ме­тода экстраполяциии его особенности в моделировании.

Экстраполяция как процедура переноса знаний с одной предметной области на другую - ненаблюдаемую и неизученную - на основании некоторого выявленного от­ношения между ними относится к числу операций, обладающих функцией оптимиза­ции процесса познания.

В научном исследовании, как показал Д.П.Горский, используются индуктивные экстра­поляции, в которых закономерность, установленная для одного вида объектов, переносится с определенными уточнениями на другие объекты. Так, установив, например, для какого-то газа свойство сжатия и выразив его в виде количественного закона, можно экстраполировать это на другие не исследованные газы с учетом их коэффициента сжатия. В точном естествознании так-

же применяется экстраполяция, например, при распространении уравнения, описывающего не­который закон, на неизученную область (математическая гипотеза), при этом предполагается возможное изменение формы этого уравнения. В целом «в опытных науках под экстраполяцией понимается распространение: а) качественных характеристик, с одной предметной области на другую, с прошлого и настоящего на будущее; б) количественных характеристик одной области предметов на другую, одного агрегата на другой на основе специально разрабатываемых для этой цели методов; в) некоторого уравнения на иные предметные области в пределах одной нау­ки или даже на иные области знания, что связано с их некоторой модификацией и (или) с пере­истолкованием смысла входящих в них компонентов…» (Горский Д.П. Обобщение и познание. М., 1985. С. 138-139).

Процедура переноса знаний, будучи лишь относительно самостоятельной, орга­нически входит в такие методы, как индукция, аналогия, моделирование, математиче­ская гипотеза, статистические методы и многие другие. В случае моделирования экст­раполяция входит в операционную структуру этого вида эксперимента, состоящего из следующих операций и процедур:

теоретическое обоснование будущей модели, ее сходства с объектом, т.е. операции, обеспечивающей переход от объекта к модели;

построение модели на основе критериев подобия и цели исследования;

экспериментальное исследование модели;

операция перехода от модели к объекту, т.е. экстраполяция результатов, полученных при исследовании модели, на объект.

Как правило, в научном моделировании используется выясненная аналогия, конкретными случаями которой являются, например, физическое подобие и физическая аналогия. Следует отметить, что условия правомерности аналогии были разработаны не столько в логике и методологии, сколько в специальной инженерно-математической теории подобия, лежащей в основе современного научного моделирования.

Теория подобия формулирует условия, при которых обеспечивается правомерность пе­рехода от высказываний о модели к высказываниям об объекте как в том случае, когда модель и объект принадлежат к одной и той же форме движения (физическое подобие), так и в том слу­чае, когда они принадлежат к различным формам движения материи (физическая аналогия). Та­кими условиями являются выясненные и соблюдаемые при моделировании критерии подобия. Так, например, при гидравлическом моделировании, в основе которого лежат механические за­коны подобия, обязательно соблюдаются геометрическое, кинематическое и динамическое по­добие. Геометрическое подобие предполагает постоянное соотношение между соответствую­щими линейными размерами объекта и модели, их площадями и объемами; кинематическое по­добие основано на постоянном соотношении скоростей, ускорений и промежутков времени, в течение которых сходные частицы описывают геометрически подобные траектории; наконец,

модель и объект будут динамически подобны, если отношения масс и сил будут постоянны. Можно предположить, что соблюдение указанных соотношений обусловливает получение дос­товерных знаний при экстраполяции данных модели на объект (Подробное объяснение см.: Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания. М., 1978. С. 122—134). Рассмотренные эмпирические методы познания дают фактуальное знание о ми­ре, или факты,в которых фиксируются конкретные, непосредственные проявления действительности. Термин «факт» неоднозначен. Он может употребляться как в значе­нии некоторого события, фрагмента действительности, так и в значении особого рода эмпирических высказываний - фактофиксирующих предложений, содержанием кото­рых он является. В отличие от фактов действительности, которые существуют незави­симо от того, что о них думают люди, и поэтому не являются ни истинными, ни лож­ными, факты в форме предложений допускают истинностную оценку. Они должны быть эмпирически истинными, т.е. их истинность устанавливается опытным, практиче­ским путем.

Не всякое эмпирическое высказывание получает статус научного факта, а точнее - предложения, фиксирующего научный факт. Если высказывания описывают лишь единичные наблюдения, случайную эмпирическую ситуацию, то они образуют некото­рый набор данных, которые не обладают необходимой степенью общности. В естест­венных науках и в ряде социальных, например, экономике, демографии, социологии, как правило, имеет место статистическая обработка некоторого множества данных, по­зволяющая снять содержащиеся в них случайные элементы и вместо множества выска­зываний о данных получить высказывание-резюме об этих данных, которое и приобре­тает статус научного факта.

Как знание научные факты отличаются высокой степенью (вероятностью) ис­тинности, поскольку в них фиксируется «непосредственно данное», описывается (а не объясняется или интерпретируется) непосредственно сам фрагмент действительности. Факт дискретен, а следовательно, до известной степени локализован во времени и про­странстве, что придает ему определенную точность и тем более потому, что он - «очи­щенное» от случайностей статистическое резюме эмпирических данных или знание, отражающее типичное, существенное в объекте. Но научный факт одновременно и от­носительно истинное знание, он способен к дальнейшему уточнению, изменению, по­скольку «непосредственно данное» включает элементы субъективного; описание нико­гда не может быть исчерпывающим; изменяются и сам объект, описываемый в факте-знании, и язык, на котором осуществляется описание. Будучи дискретным, научный

факт вместе с тем включен в изменяющуюся систему знания, исторически изменяется и само представление о том, что есть научный факт.

Поскольку в структуру научного факта входит не только та информация, кото­рая зависит от чувственного познания; но и ее рациональные основания, то встает во­прос о роли и формах этих рациональных компонентов. Среди них логические структу­ры, понятийный аппарат, в том числе математический, а также философско-методологические и теоретические принципы и предпосылки. Особо важную роль иг­рают теоретические предпосылки получения, описания и объяснения (интерпретации) факта. Без таких предпосылок часто нельзя даже обнаружить те или иные факты, а тем более понять их. Наиболее известные из истории науки примеры - это обнаружение астрономом И.Галле планеты Нептун по предварительным расчетам и предсказаниям У.Леверье; открытие химических элементов, предсказанных Д.И.Менделеевым в связи с созданием им периодической системы; обнаружение позитрона, теоретически рассчи­танного П.Дираком, нейтрино, предсказанного В.Паули.

В естествознании факты, как правило, предстают уже в «теоретических одеж­дах», так как исследователи пользуются приборами, в которых, по сути дела, опредме-чены теоретические схемы, соответственно эмпирические результаты подвергаются теоретическому истолкованию. Однако при всей важности этих моментов они не долж­ны быть абсолютизированы. Как показывают исследования, на любом этапе развития той или иной естественной науки можно обнаружить обширный слой фундаменталь­ных эмпирических фактов и закономерностей, которые еще не осмыслены в рамках обоснованных теорий.

Так, один из наиболее фундаментальных астрофизических фактов расширения Метага­лактики был установлен в качестве «статистического резюме» многочисленных наблюдений яв­лений «красного смещения» в спектрах удаленных галактик, проводившихся с 1914 году, а так­же интерпретации этих наблюдений как обусловленных эффектом Доплера. Определенные тео­ретические знания из физики для этого, разумеется, были привлечены, но «включение этого факта в систему знания о Вселенной произошло независимо от разработки теории, в рамках ко­торой он был понят и объяснен, т.е. теории расширяющейся Вселенной, тем более, что она поя­вилась много лет спустя после первых публикаций об открытии красного смещения в спектрах спиральных туманностей. Теория А.А.Фридмана помогла правильно оценить этот факт, который вошел в эмпирические знания о Вселенной до и независимо от нее» (Казютинский В.В. Пробле­ма единства эмпирического и теоретического в астрофизике // Астрономия. Методология. Ми­ровоззрение. М., 1985. С. 98). Это говорит об относительной самостоятельности и ценности эм-

пирического базиса научно-познавательной деятельности, «на равных» взаимодействующего с теоретическим уровнем познания.