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.