Эксперимент и теория

В предыдущем параграфе мы обсуждали тезис о теоретической нагруженности наблюдения. Аналогичное положение может быть выдвинуто для соотношения между экспериментальным исследованием и его теоре­тическими предпосылками. Так, мы видели, что уже на стадии планирова­ния эксперимента ведущую роль играет общий теоретический замысел, в т. ч. как установки, задаваемые рабочей гипотезой, так и дополнитель­ные методологические теории, способствующие разработке оптимально­го дизайна эксперимента. Действительно, уже стадия разработки требует привлечения целой совокупности теорий — от непосредственно относя­щихся к предметной области до различного рода обслуживающих концеп­ций, таких, например, как дополнительные гипотезы о взаимосвязи вели­чин, теоретические представления о самой экспериментальной технике, тем более сложные, чем более сложным является планируемый экспе­римент. То же самое касается и остальных стадий исследования. Эмпири­ческое исследование буквально пронизано теоретическими составляющи­ми. Иными словами, теория предшествует эксперименту.

Данное положение является общепринятым в современной филосо­фии и методологии науки. Отметим, что важный вклад в его обоснование внёс К. Поппер. Ему принадлежит известное высказывание о роли теории в эксперименте: «Теория господствует над экспериментальной работой от её первоначального плана до её последних штрихов в лаборатории»¹.

Однако тезис о доминировании теории над экспериментом следует понимать правильно и не абсолютизировать. При попытке уточнить его содержание обнаруживается, что он имеет несколько смыслов. Так, со­гласно Я.Хакингу этот тезис имеет более слабый и более сильный вари­анты. В слабом варианте тезиса утверждается, что (как отмечалось выше) учёный с самого начала работы должен использовать совокупность опре­делённых теорий, являющихся концептуальной поддержкой эксперимен­та; это утверждение не вызывает сомнения. Однако существует более сильное утверждение, которое несколько преувеличивает теоретическую составляющую в ущерб значимости собственно эмпирической работы; иными словами, эксперимент имеет значение только тогда, когда он явля­ется проверкой какой-либо предложенной теории. Но это утверждение заходит слишком далеко; достаточно вспомнить о разнообразии экспери­ментов, реально проводимых в науке, например о поисковом эксперимен­те, о котором упоминалось выше. Существуют, кроме того, множество примеров плодотворной экспериментальной деятельности, при которой ре­зультаты экспериментов первоначально интерпретировались неадекватно,

¹ Поппер К. Логика и рост научного знания. С. 143.

что не снижало значимости самих эмпирических находок. Так, шотланд­ский физик Д. Брюстер, немало содействовавший становлению волновой теории света, сам придерживался противоположной корпускулярной ньюто­новской концепции; однако это не повлияло на значение его открытий: сам он не проверял ту или иную теорию, а просто изучал оптические эффекты¹.

Это означает, что конкретные взаимоотношения эксперимента и тео­рии сложны и изменчивы. Следует помнить, что (см. § 2.3) тезис о веду­щей роли теории был выдвинут в ходе полемики с неопозитивизмом, бла­годаря чему и возникла крайность противоположного рода. Не стоит забывать, что собственно экспериментальная часть работы исследователя тоже имеет важное самостоятельное значение. В тезисе о ведущей роли теории в эксперименте отражена прежде всего реальная ситуация в совре­менной, зрелой, высокотеоретизированной науке, например это характер­но для физики, где имеется огромный массив теоретических разработок, обширное концептуальное поле различных подходов, идей, математиче­ских структур. Однако, если мы встретимся с чем-то абсолютно неизвест­ным, далеко выходящим за рамки привычных теорий, то изучение этого «чего-то» окажется на первых порах почти целиком феноменологиче­ским, не связанным никакой теорией; это будет целиком поисковое, раз­ведывательное исследование.

Таким образом, экспериментальную деятельность нельзя считать лишь лабораторным «придатком» теоретизирования.

Автономия экспериментальных практик

Тема экспериментирования как самостоятельной составляющей науч­ной деятельности стала достаточно заметной совсем недавно, к 80-90-м гг. XX в., когда стал несколько сокращаться перевес теории над эксперимен­том в философии и методологии науки. Появилось большее понимание того, что экспериментирование, экспериментальная наука в целом имеют более независимое от теорий существование, чем это представлялось в пылу антипозитивистской полемики; в последнее десятилетие выросло количество публикаций, в которых развивается тезис о том, что экс­перименты ведут свою собственную жизнь (П. Галисон, Д. Гудинг, А. Фран­клин и др.). В том числе изучается такой обделённый до недавнего вре­мени вниманием важный аспект научной деятельности, как научная аппаратура, приборы и их «собственная жизнь» в науке, а также обслу­живающие их научные практики.

Для примера укажем на получившие известность исследования Пите­ра Галиеона. Ему принадлежит ряд работ, посвящённых физике высоких

¹ Хакинг Я. Представление и вмешательство. С. 165-169.

энергий в частности «Образ и логика» (1997)'. П. Галисон вводит понятие инструментальной традиции: существуют не только теоретические ис­следовательские традиции (см. § 3.5), но и экспериментальные, имеющие собственную историю; для учёного-экспериментатора продвижение науки вообще выглядит не так, как для теоретика: оно скорее связано с прогрес­сом в экспериментальных возможностях. Инструментальная традиция — это образование, живущее более долго, чем какой-либо однократный экс­перимент либо группа экспериментов, сопряжённая с развёртыванием какой-то определённой теории. Необходимо понять самостоятельность и сложность инструментальных практик (instrumentation), не смешивать их с теоретическим прогрессом науки. Теория и экспериментирование — это, по П. Галисону, две различные, но взаимосвязанные субкультуры науки.

Инструментальные традиции — это определённые группы навыков (skill group), связанные с использованием того или иного научного прибора или типа приборов. Так, П. Галисон выделяет в инструментальных практиках две традиции, одна опирается на образ, другая — на логику. Они реализуют определённые способы аргументирования. Например, визуализирующие устройства играют огромную роль в продвижении ряда научных дисциплин (физика микромира, молекулярная биология), при этом они вводят особый тип визуальных доказательств. Устройства логического типа связаны с рас­чётами, статистическими доказательствами. П. Галисон подробно исследует роль лабораторно-экспериментальных традиций в науке, доказывая, что они являются особой плоскостью научной деятельности.

Итак, значение экспериментальной деятельности многогранно: она не только подтверждает или опровергает предшествующие ей теоретиче­ские положения, но и имеет самостоятельную ценность, выступая важ­нейшим средством научного продвижения.

Особенности и ограничения современного научного эксперимента

К особенностям современного научного эксперимента относят: прежде всего высокий уровень его материально-технического обеспечения, требую­щий, как правило, работы целого научного коллектива; использование мощ­ных технологий обработки данных (компьютерных методов, схем статисти­ческого анализа, использование приёмов математического моделирования); взаимодействие подходов из различных областей науки для решения конк­ретных проблем (например, применение методов физики в биологических исследованиях).

¹ Galison P. Bubble Chambers and the Experimental Workplace / Hannawey O., Achinstein P. (eds.). Experiment and Observation in Modern Physical Science. MIT-Bradford, 1985; Galison P. How Experinients End. Chicago, 1987; Galison P. Image & Logic. A Material Culture of Microphysics. Chicago, 1997.

Однако принцип активного вмешательства, лежащий в основе экспе­риментального метода, вызывает к жизни ряд проблем. Это, прежде всего, проблемы этического и технического порядка, накладывающие на экспериментальный метод существенные ограничения. Так, важной те­мой сегодня является проблема замены экспериментальных вмешательств другими методиками (например, квазиэкспериментированием).

Далее, важной технической проблемой методологии современного экспе­римента является проблема воздействия экспериментальной установки на сам изучаемый объект и устранимые и неустранимые эффекты такого воз­действия. Здесь методология эксперимента тоже наталкивается на ряд специ­фических ограничений, связанных с особенностями изучаемых объектов. (Мы уже касались этих ограничений при обсуждении проблем, связанных с измерительными процедурами, см. § 2.2.) Типичной проблемой являет­ся создание артефактов в эмпирических исследованиях, значительно осложняющее решение исследовательских задач. Иллюстрацией этого может служить ситуация в медико-биологических науках, которая приоб­рела значимость ещё в XIX в., когда, например, при использовании солей осмия для фиксации препаратов цитологи затруднялись решить, что же они в действительности наблюдают — структуру самой клетки или же результат индуцированной учёным химической реакции. И сегодня многие научные направления насыщены методиками, повреждающими и искажаю­щими структуру исходного объекта. Это погружает современный экспери­ментальный подход в целое море артефактов, так что приходится специаль­но учитывать эту опасность: например, использовать сложные методы статистики, чтобы отличить существенные моменты от незначащих откло­нений, привнесённых самим исследующим субъектом.

Итак, методология современного эксперимента высокоразвитая, сложная, постоянно совершенствующаяся. Столкновение эксперимен­тального подхода с серьёзными проблемами и ограничениями стимули­рует поиск новых методологических решений: помимо усложнения соб­ственно экспериментальных форм исследования, совершенствуются и такие подходы, как моделирование, наблюдение, а также комбиниро­ванные, синтетические подходы.

2.5. Моделирование

Моделирование (лат. modus — «мера, образ, способ») — один из важ­нейших общенаучных методов. Его особенностью является то, что здесь для изучения объекта используется опосредующее звено — в некотором смысле «представитель» исходного объекта, или объект-заместитель. Исходный объект исследования при моделировании называется оригиналом (про-

тотипом), а объект-заместитель — моделью. В отечественной философско-методологической литературе наиболее чёткое, ставшее общепринятым определение предложил В.А. Штофф: «Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что её изучение даёт нам новую информацию об этом объекте»¹.

В этом определении зафиксированы сущностные черты метода моде­лирования:

1) наличие объекта-посредника, замещающего оригинал;

2) объект-посредник должен находиться с оригиналом в отношении ото­бражения, т.е. существенного сходства;

3) изучение объекта-посредника должно быть эвристически плодотвор­но: оно должно приносить новую информацию об исходном объекте.