Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количественные. Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты, направлены на установление точных количественных зависимостей в исследуемом явлении. В реальной практике экспериментального исследования оба указанных типа экспериментов реализуются, как правило, в виде последовательных этапов развития познания.
В зависимости от области научного знания, в которой используется экспериментальный метод исследования, различают естественнонаучный, прикладной (в технических науках, в сельскохозяйственной науке и т. д.) и социально- экономический эксперименты.
В конце XIX века, например, два видных ученых Г. Герц и А.С. Попов занимались экспериментальным изучением электромагнитных колебаний. Но Герц ставил перед собой лишь задачу экспериментальной проверки теоретических построений Максвелла. Практическое применение электромагнитных колебаний его не интересовало. Поэтому эксперименты Герца, в ходе которых были получены электромагнитные волны, предсказанные теорией Максвелла, следует рассматривать как естественнонаучные. Что же касается экспериментов А.С. Попова, то они имели четкую практическую направленность (как практически использовать «волны Герца»?) и были экспериментами в области зарождающейся прикладной науки — радиотехники. Более того, Герц вообще не верил в возможность практического применения электромагнитных волн, не видел никакой связи между своими экспериментами и нуждами практики узнав о попытках практического использования электромагнитных волн.
Завершая рассмотрение экспериментального метода исследования, следует упомянуть об очень важной проблеме планирования эксперимента. В начале 20-х годов XX столетия английский статистик Р. Фишер впервые разработал и доказал целесообразность метода одновременного варьирования всех факторов, влияющих на результаты экспериментальных исследований в области прикладных наук. Но лишь через три десятилетия эта работа Фишера нашла практическое применение. В 1951 году Бокс и Уилсон разработали метод, по которому исследователь должен ставить последовательные небольшие серии опытов, варьируя в каждой из этих серий по определенным правилам все факторы. Причем организуются указанные серии таким образом, чтобы после математической обработки предыдущей можно было бы выбрать (спланировать) условия проведения следующей серии, что в конечном итоге позволит выйти в область оптимума.
В итоге достигается оптимизация работы экспериментатора при одновременном обеспечении высокого качества экспериментальных исследований. А «высокое каче-. ство эксперимента, — как подчеркивал академик П.Л. Капица, — является необходимым условием здорового развития науки»2.
Измерение — это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.
Огромное значение измерений для науки отмечали многие видные ученые. Например, Д.И. Менделеев подчеркивал, что «наука начинается с тех пор, как начинают измерять». А известный английский физик В. Томсон (Кельвин) указывал на то, что «каждая, вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить»3.
Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, использующих определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений в данном случае имеются в виду какие-то явления, которые положены в основу измерений (например, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта).
Результат измерения получается в виде некоторого числа единиц измерения. Единица измерения — это эталон, с которым сравнивается измеряемая сторона объекта или явления (эталону присваивается числовое значение «I»).] Существует множество единиц измерения, соответствующее? множеству объектов, явлений, их свойств, сторон, связей, которые приходится измерять в процессе научного познания. При этом единицы измерения подразделяются на основные, выбираемые в качестве базисных при построении системы единиц, и производные, выводимые из других единиц с помощью каких-то математических соотношений.
Методика построения системы единиц как совокупности основных и производных была впервые предложена 1832 году К. Гауссом. Он построил систему единиц, в кс торой за основу были приняты три произвольные, независимые друг от друга основные единицы — длины, массы (миллиграмм) и времени (секунда). Все остальные (производные) единицы можно было определить с пошью этих трех. В дальнейшем с развитием науки и техники появились и другие системы единиц физических величин, построенных по принципу, предложенному Гауссом.
В настоящее время в естествознании действует преимущественно Международная система единиц (СИ), принятая в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам. Международная система единиц построена на базе семи основных (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела, моль) и двух дополнительных (радиан, стерадиан) единиц. Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существовавших до настоящего времени. Она охватывает физические величины механики, термодинамики, электродинамики и оптики, которые связаны между собой физическими законами.
Потребность в единой международной системе единиц измерения в условиях современной научно-технической революции очень велика. Поэтому такие международные организации, как ЮНЕСКО и Международная организация законодательной метрологии, призвали государства, являющиеся членами этих организаций, принять вышеупомянутую Международную систему единиц и градуировать в этих единицах все измерительные приборы.
Существует несколько видов измерений. Исходя из характера зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяют на статические и динамические. При статических измерениях величина, которую мы измеряем, остается постоянной во времени (измерение размеров тел постоянного давления и т. п.). К динамическим относятся такие измерения, в процессе которых измеряемая величина меняется во времени (измерение вибраций, пульсирующих давлений и т. п.).
По способу получения результатов различают измерения прямые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение измеряемой величины получается путем непосредственного сравнения ее с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения). Косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомую величину невозможно или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.
1.18 Теоретический уровень научного познания (роль конструктивных методов в формировании научной теории и характер развертывания её содержания).
При анализе структуры теоретического знания основным материалом являются исторически сложившиеся научных теорий. В этом анализе ориентируются на высоко развитые в теоретическом отношении дисциплины, т.к. в них легче проследить особенности строения теории, чем в тех науках, где только началась теоретическая обработка фактов. Чаще всего эталоном служит математика (но не всегда, т.к. трудно обнаружить ярко выраженный слой эмпирического знания) и физика (знания этой науки позволяют выявить характерные особенности строения и функционирования теорий). Методологические схемы развитые в одной области, могут выражать некоторые общие черты строения и динамики познания в другой области, и тогда методология вполне может развивать свои концепции так, как это делается в любой другой сфере научного познания, в том числе и социально-гуманитарных науках. Она может переносить модели, разработанные в одной сфере познания, на другую и затем корректировать их. адаптируя к специфике нового предмета. Учитывают два обстоятельства:
1. философско-методологический анализ науки независимо от того, ориентирован ли он на естествознание или на социогуманитарные науки, сам принадлежит к сфере исторического социального познания.
2. жесткая демаркация между науками о природе и науками о духе имела свои основания для науки в 19 веке, но она во многом утрачивает силу применительно к науке последней трети 20 века, т.к. в естествознании сегодня все большую роль начинают играть исследования сложных развивающихся систем, которые обладают синергетическими характеристиками и включают в качестве своего компонента человека и его деятельность.
Один и тот же материал может быть рассмотрен с различных точек зрения, в результате чего могут быть обнаружены различные аспекты структуры теории. Следовательно необходимо: а) определить исходную позицию анализа научных текстов; б) установить какие стороны языка науки будут учитываться в ходе анализа. Различают 3 аспекта языка: 1)синтаксический – предполагает рассмотрение языка только некоторой совокупности знаков, которые преобразуются по определенным правилам и образуют в своих связях ту или иную знаковую систему. Этот аспект выступает на первый план при формальных операциях со знаками (пример, при оперировании с физическими величинами. В процессе таких операций исследователь отвлекается от смысла терминов языка и рассматривает их только как знаки, образующие в своих связях формулы, из которых выводятся другие формулы по правилам данной языковой системы). 2)семантический аспект требует обращения к содержанию языковых выражений. Он предполагает нахождение идеальных объектов и их связей, которые образуют непосредственный смысл терминов и высказываний языка. При семантическом анализе требуется установить, какие стороны внеязыковой реальности представлены посредством указанных идеальных объектов. Пример: в физике этот аспект проявляется в отчетливой форме при интерпретации выражений, полученных после серии математических преобразований исходных формул. 3) прагматический аспект предполагает рассмотрение языковых выражений в отношении к практической деятельности и специфике социального общения, характерных для определенной исторической эпохи. Это означает, что идеальные объекты и их корреляции, образующие область смыслов языковых выражений, берутся в их отношении к их социокультурной среде, породившей ту или иную популяцию научных знаний.