Классификация экспериментов

Назовём некоторые основания классификации. К разновидностям экспе­риментов относят:

1) по условиям проведения — естественные и искусственные;

2) по целям исследования — преобразующие, контролирующие, конста­тирующие, поисковые и др.;

5 - 1410 Ушаков

3) по количеству факторов — однофакторные и многофакторные;

4) по степени контролируемости факторов — активные и пассивные (ре­гистрирующие).

Рассмотрим некоторые виды экспериментов подробнее.

По условиям проведения. Так называемый естественный эксперимент предполагает изучение объекта в реальных условиях его существования; чаще всего такой вид эксперимента применяется в биологических и гумани­тарных науках. Искусственный же эксперимент требует для своего проведе­ния специально создаваемой обстановки, Чаще используется в науках о не-'i живой природе. Его называют также лабораторным экспериментом.

Искусственный эксперимент имеет такие достоинства, как возмож­ность обеспечить достаточные условия для устранения побочных факто­
ров, т.е. для достижения высокой внутренней валидности, причём с эф­фективным использованием времени и ресурсов. Однако часто перед ним
встаёт проблема внешней валидности, или экстраполируемоети полученных результатов. i

Естественный же эксперимент, наоборот, уступая лабораторному в воз­можности создания удобных для исследователя условий, демонстрирует приближенный к реальности ход изучаемых процессов. Часто он использу­ется в технических науках для испытания изготовленных объектов, в этом случае его называют натурным. В зависимости от условий непосредствен­ного проведения естественный эксперимент может быть полевым, поли­гонным, производственным, клиническим и т.п. Главная задача в естествен­ном эксперименте — обеспечить максимальную непринуждённость, натуральность окружающей обстановки. В эту задачу, как правило, входят изучение параметров воздействия среды на данный объект, особенностей поведения или функционирования данного объекта и их оценка.

2. По целям исследования. Эксперимент преобразующий, предполагает активное изменение структуры и функций изучаемого объекта, преднамеренное создание условий, которые должны способствовать появлению его новых качеств.

Контролирующий эксперимент решает задачу обеспечения контроля над изучаемым объектом, управления объектом с помощью воздействую­щих факторов с одновременным изучением изменений его состояния в за­висимости от воздействия.

Констатирующий эксперимент представляет собой процедуру провер­ки какого-либо исходного предположения; целью данного эксперимента является фиксация наличия или отсутствия определённых свойств, отноше­ний, эффектов, состояний и т.п.

Поисковый эксперимент не имеет всецело систематического характе­ра; часто он является лишь начальной стадией в серии эксперименталь-

ных исследовании. Проводится в тех ситуациях, когда недостаточно извес­тен комплекс факторов, влияющих на изучаемый объект. Поэтому такой эксперимент носит разведывательный, предварительный характер. Именно для него в большой степени характерно то, что мы говорили выше об экспе­риментировании как поисковой активности. Поисковый эксперимент зани­мает достаточно видное место в научном познании, хотя его роль иногда недооценивается методологами из-за влиятельной роли теории в совре­менной эмпирической науке, что будет рассмотрено несколько ниже.

Важным видом эксперимента является также т.н. решающий экспери­мент. Для его проведения характерна ситуация, когда две или несколько гипотез конкурируют друг с другом, претендуя на роль ведущей и при­мерно одинаково согласуясь с имеющимся эмпирическим базисом. В этом случае решающим экспериментом становится такой, результаты которого од­нозначно свидетельствуют в пользу одной теоретической системы и опро­вергают альтернативную ей систему. Для этого, конечно, сам эксперимент должен быть спланирован так, чтобы основной вопрос, решаемый в ходе экспериментального исследования, был сформулирован дихотомически, т.е. чтобы он допускал только два возможных ответа: «да» или «нет». Приме­рами решающих экспериментов могут служить: знаменитый «маятник Фуко», благодаря которому Ж.Б.Л. Фуко продемонстрировал вращение Зем­ли (1851 г.), доказав справедливость теории Коперника и опровергнув тео­рию Птолемея; опыт О.Ж. Френеля с открытием белого пятна в тени диска, благодаря которому была открыта дифракция света и поддержана волновая теория света в противовес корпускулярной.

Однако следует заметить, что вопрос о действительной роли решающих экспериментов в развитии научного знания весьма непрост. Например, далеко не всегда решающий эксперимент расценивается современниками как именно решающий; часто это удаётся понять лишь намного позже. В последующих разделах мы ещё вернёмся к этой теме.

3. По количеству факторов — (подробно см. ниже).

4.По степени контролируемости факторов. Эксперимент активный предполагает возможность существенного управления независимыми переменными. Экспериментатор контролирует «вход» и «выход» иссле­дуемой системы. Но не всегда независимая переменная хорошо контроли­руема. Иногда мы можем лишь констатировать, что она изменяется, не будучи в состоянии целенаправленно воздействовать на неё. В этом слу­чае имеет место ситуация пассивного, или регистрирующего, эксперимен­та. Здесь экспериментатор наблюдает за поведением зависимой перемен­ной, стараясь извлечь максимум информации об изучаемых взаимосвязях. Примером может служить изучение шокового процесса в патологической физиологии, когда у лабораторного животного он вызывается искус-

ственно; исследователь следит за функционированием биохимических систем организма в зависимости от стадии шока, не предпринимая актив­ного вмешательства. В экспериментах подобного типа вообще велик удельный вес входящего в них наблюдения.

Самостоятельным вариантом регистрирующего эксперимента являет­ся корреляционное исследование. Некоторые методологи считают его отдельным научным методом, но по своей логической схеме он является, частным случаем именно пассивного, регистрирующего эксперимента. Корреляционные исследования часты в гуманитарных науках, где воз­можность активного вмешательства в изучаемые процессы весьма ограни­ченна. Например, исследователь выдвигает гипотезу, что дети из многодет­ных семей быстрее развиваются и демонстрируют большую успеваемость в школе, чем те дети, которые являются в своих семьях единственными. Как можно проверить эту гипотезу? Исследователь не может здесь пред­принять какие-либо активные действия, чтобы вызвать и проверить иско­мые различия, однако у него есть возможность изучить зависимость между уже существующими различиями: для этого он ищет и изучает статистические данные, сопоставляя их между собой. Таким образом, в от­личие от активного эксперимента, где осуществляются контролируемые воз­действия, в корреляционном анализе проверяются гипотезы о взаимосвязи уже имеющихся данных, проводится ретроспективное изучение уже* произошедших событий. Здесь учёный работает с наличными массивами данных, применяет статистические методы их обработки для выделения возможных детерминант определяемых различий. Корреляционное ис­следование относится к квазиэкспериментальному подходу, о котором мы говорили в предыдущем параграфе: оно сочетает в себе черты и экспе­римента, и наблюдения.

Помимо перечисленных, в методологии науки называют и другие виды экспериментов. Так, выделяют в качестве особой разновидности матема­тический, или вычислительный, эксперимент: в этом случае на основе компьютерной обработки введённых данных получают результат в виде математического решения той или иной задачи. Он применяется в эколо­гии, сейсмологии, аэродинамике и других науках. К преимуществам мате­матического эксперимента, способствовавшим его широкому применению в современной науке, относится, помимо высокой точности проводимых расчётов, то, что в таком исследовании каждый участвующий фактор мож­но свободно варьировать при отсутствии того риска катастрофических последствий, который может возникнуть в натурном эксперименте. Математический эксперимент имеет черты, относящиеся к методу моделиро­вания; в § 2.5 мы несколько подробнее поговорим о плюсах и минусах применения имитационных математических моделей.

Ещё одним специальным видом экспериментирования, занимающим важное место в научной практике, является мысленный эксперимент. Он применяется учёными как средство расширения доступных им эксперимен­тальных средств. В случае, когда провести реальный эксперимент не пред­ставляется возможным, учёный может мысленно воспроизвести и продумать саму экспериментальную ситуацию, получив в ходе этого продумывания важные теоретические результаты. Хрестоматийным примером мысленного эксперимента является мысленное рассмотрение падающего лифта, осу­ществлённое Эйнштейном в ходе разработки теории относительности. Мысленный эксперимент опирается на различные процедуры абстрагирова­ния, идеализации, рассуждений по аналогии. Он сочетает в себе черты как эмпирического, так и теоретического уровней исследования. Как уже говори­лось выше (§ 1.4), приёмы мысленного экспериментирования, составляющие особый метод конструктивного обоснования абстрактных объектов, играют важнейшую роль в развитии теоретического знания (B.C. Степин).