Эмпирическое исследование и его структура. Наблюдение, измерение, эксперимент.

Внутреннюю структуру эмпирического уровня образуют два подуровня: а) непосредственные наблюдения и эксперименты б) познавательные процедуры, посредством которых осуществляется переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и фактам.

Эксперименты и данные наблюдения

Данные наблюдения в языке науки выражаются в виде записей в протоколах наблюдения. Протокольные предложения не только содержат информацию об изучаемых явлениях, но и включают ошибки наблюдения и приборов. В силу отягощенности субъективными этими наслоениями они не могут служить эмпирическим основанием для теоретических построений. Такими основаниями выступают эмпирические факты. Они образуют эмпирический базис, на который опираются научные теории. Факты фиксируются в языке науки в высказываниях типа: «сила тока в цепи зависит от сопротивления проводника» и т. п.

Уже сам характер фактофиксирующих высказываний подчеркивает их особый объективный статус, по сравнению с протокольными предложениями. Процесс перехода от данных наблюдения к эмпирическим фактам рассмотрим ниже.

Предметная структура экспериментальной практики может быть рассмотрена в двух аспектах: во-первых, как взаимодействие объектов, протекающее по естественным законам, и, во-вторых, как искусственное, человеком организованное действие. В первом аспекте мы рассматриваем взаимодействие объектов как некоторую совокупность связей действительности, где ни одна из этих связей актуально не выделена в качестве исследуемой. Объектом познания может служить любая из них. Лишь учет второго аспекта позволяет выделить ту или иную связь по отношению к целям познания и тем самым зафиксировать ее в качестве предмета исследования.

В системе научного эксперимента каждая из таких структур выделяется благодаря фиксации взаимодействующих объектов по строго определенным свойствам. Эта фиксация, конечно, не означает, что у объектов природы исчезают все другие свойства, кроме интересующих исследователя.

Экспериментальная деятельность представляет собой специфическую форму природного взаимодействия, важнейшей чертой которой является то, что взаимодействующие в эксперименте фрагменты природы всегда предстают как объекты с функционально выделенными свойствами.

В развитых формах эксперимента такого рода объекты изготовляются искусственно. К ним относятся приборные установки. Изготовление, выверка и использование таких установок аналогичны операциям функционального выделения свойству объектов природы. В обоих случаях из всего набора свойств, которыми обладают материальные объекты, выделяются лишь некоторые свойства, и данные объекты функционируют в эксперименте только как их носители.

С таких позиций правомерно рассматривать объекты природы, включенные в экспериментальную ситуацию, как «квазиприборные» устройства независимо от того, получены они искусственным путем или естественно возникли в природе независимо от деятельности человека.

Отсюда специфика эксперимента - взаимодействующие фрагменты природы всегда выступают в функции приборных подсистем. Деятельность по «наделению» объектов природы функциями приборов - создание приборной ситуации. Приборную ситуация - функционирование квазиприборных устройств, в системе которых испытывается некоторый фрагмент природы. И поскольку характер взаимоотношений испытуемого фрагмента с квазиприборными устройствами функционально выделяет у него некоторую совокупность характеристических свойств, наличие которых в свою очередь определяет специфику взаимодействий в рабочей части квазиприборной установки, то испытуемый фрагмент включается как элемент в приборную ситуацию.

Такого рода функционирование взаимодействующих в опыте природных фрагментов в роли приборных подсистем или их элементов и выделяет актуально, как бы «выталкивает» на передний план, отдельные свойства этих фрагментов. Все это приводит к функциональному вычленению из множества потенциально возможных объектных структур практики именно той, которая репрезентирует изучаемую связь природы. Такого рода связь выступает как объект исследования. Выделение объекта исследования из совокупности всех возможных связей природы определяется целями познания и находит свое выражение в формулировке познавательных задач. На уровне экспериментального исследования такие задачи выступают как требование зафиксировать наличие какого-либо характеристического свойства у испытуемого фрагмента природы. Однако важно сразу же уяснить, что объект исследования всегда представлен не отдельным элементом внутри приборной ситуации, а всей ее структурой.

Систематические и случайные наблюдения

Научные наблюдения всегда целенаправленны и осуществляются как систематические, а в систематических наблюдениях субъект обязательно конструирует приборную ситуацию. Эти наблюдения предполагают особое деятельностное отношение субъекта к объекту, которое можно рассматривать как своеобразную квазиэкспериментальную практику. Что же касается случайных наблюдений, то для исследования их явно недостаточно. Случайные наблюдения могут стать импульсом к открытию только тогда, когда они переходят в систематические. Несмотря на различия между экспериментом и наблюдением, оба предстают как формы практически деятельностного отношения субъекта к объекту.

Рассмотрим один из типичных случаев эмпирического исследования в современной астрономии — наблюдение за поляризацией света звезд в облаках межзвездной пыли с целью изучения магнитного поля Галактики.

Нетрудно видеть, что сам процесс наблюдения предполагал здесь предварительное конструирование приборной ситуации из естественных объектов природы. Звезда, излучающая свет, функционировала как приготовляющая подсистема, частицы пыли, ориентированные в магнитном поле Галактики, играли роль рабочей подсистемы, и лишь регистрирующая часть была представлена приборами, искусственно созданными в практике. В результате формировалась гигантская экспериментальная установка, которая позволяла изучить характеристики магнитного поля Галактики.

Таким образом, и в процессе научного наблюдения природа дана наблюдателю в форме практики. Исследователь всегда выделяет в природе (или создает искусственно) некоторый набор объектов, фиксируя каждый из них по строго определенным признакам, и использует их в качестве средств эксперимента и наблюдения (приборных подсистем).

Жесткая фиксация структуры наблюдений позволяет выделить из бесконечного многообразия природных взаимодействий именно те, которые интересуют исследователя.

Конечная цель естественно-научного исследования состоит в том, чтобы найти законы, которые управляют природными процессами, и на этой основе предсказать будущие состояния этих процессов.

На эмпирическом уровне они изучаются по их проявлению в непосредственно наблюдаемых эффектах. В экспериментальном исследовании она выступает в форме специфических задач, которые сводятся к тому, чтобы установить, как некоторое начальное состояние испытуемого фрагмента природы при фиксированных условиях порождает его конечное состояние. По отношению к такой локальной познавательной задаче вводится особый предмет изучения. Им является объект, изменение состояний которого прослеживается в опыте. Когда в эксперименте и наблюдении исследователь регистрирует конечное состояние испытуемого объекта 02, то при наличии фиксированной приборной ситуации и начального состояния объекта O1 это эквивалентно нахождению последнего недостающего звена, которое позволяет охарактеризовать структуру экспериментальной деятельности. Определив эту структуру, исследователь выделяет среди многочисленных связей природного объекта те, которые управляют изменением состояний объекта эмпирического знания. Переход объекта из состояния О1 в состояние О2 не произволен, а определен законами природы.

Объекты эмпирического знания выступают здесь в качестве своеобразного индикатора предмета исследования. Фиксация предмета исследования в рамках экспериментальной или квазиэкспериментальной деятельности является тем признаком, по которому можно отличить эксперимент и систематические наблюдения от случайных наблюдений. Последние суть наблюдения в условиях, когда приборная ситуация и изучаемый в опыте объект еще не выявлены. Регистрируется лишь конечный результат взаимодействия, который выступает в форме эффекта, доступного наблюдению. Однако неизвестно, какие именно объекты участвуют во взаимодействии и что вызывает наблюдаемый эффект. Структура ситуации наблюдения здесь не определена, а поэтому неизвестен и предмет исследования. Вот почему от случайных наблюдений сразу невозможен переход к более высоким уровням познания, минуя стадию систематических наблюдений.

В любом систематическом наблюдении важно, чтобы прибор-регистратор не давал систематических ошибок. В естественнонаучных экспериментах это достигается за счет настройки прибора на фиксацию определенных параметров и контрольных испытаний регистрирующих устройств.

При функционировании самого исследователя в качестве аналога регистрирующего устройства можно обнаружить сходные действия, направленные на контроль за возможными систематическими ошибками наблюдателя. Сюда входит особая подготовка исследователя к наблюдению (четкая фиксация цели, предварительное обучение, формирующее навыки наблюдения).

Важно обратить внимание на следующее обстоятельство. Само осуществление систематических наблюдений предполагает использование теоретических знаний. Они применяются и при определении целей наблюдения, и при конструировании приборной ситуации. Все это означает, что наблюдения не являются чистой эмпирией, а несут на себе отпечаток предшествующего развития теорий.

Процедуры перехода к эмпирическим зависимостям и фактам

Переход от данных наблюдения к эмпирическим зависимостям и научному факту предполагает исключение из наблюдений содержащихся в них субъективных моментов (связанных с ошибками наблюдения и получение достоверного объективного знания о явлениях.

Такой переход предполагает довольно сложные познавательные процедуры. Чтобы получить эмпирический факт, необходимо: 1) произвести рациональную обработку данных наблюдения и поиск в них устойчивого, инвариантного содержания. Если в процессе наблюдения производится измерение, тогда для получения эмпирического факта требуется определенная статистическая обработка результатов измерения.

2) для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях инвариантного содержания. В процессе такого истолкования широко используются ранее полученные теоретические знания (открытие катодных лучей: они отклоняются в магнитном поле => это поток заряженных частиц (это следует из существующей теории)). Установление факта, что катодные лучи являются электрически заряженными частицами, не является еще теорией.

Таким образом, при исследовании структуры эмпирического познания выясняется, что не существует чистой научной эмпирии, не содержащей в себе примесей теоретического. Но это является не препятствием для формирования объективно истинного эмпирического знания, а условием такого формирования.