Наблюдение. Научное наблюдение представляет целенаправленное и организованное восприятие предметов и явлений окружающего мира

Научное наблюдение представляет целенаправленное и организованное восприятие предметов и явлений окружающего мира. Связь наблюдения с чувственным познанием очевидна: любой процесс восприятия связан с переработкой и синтезом тех впечатлений, которые познающий субъект получает от внешнего мира. Эти впечатления в психологии называют ощущениями. Они являются отображением отдельных свойств, сторон предметов или процессов внешнего мира. Иногда наблюдение может относиться к восприятию переживаний, чувств, психических состояний самого субъекта.

Деятельность сознания в процессе наблюдения не ограничивается только тем, что оно синтезирует в единый чувственный образ результаты различных ощущений.

Активная его роль проявляется, прежде всего, в том, что наблюдатель, особенно в науке, не просто фиксирует факты, а сознательно ищет их, руководствуясь некоторой идеей, гипотезой или прежним опытом. Сторонники эмпиризма, чтобы гарантировать чистоту и надежность данных опыта, требуют сбора данных и фактов без какой-либо предварительной гипотезы или руководящей идеи. Нетрудно, однако, понять утопичность такой программы. Даже в обыденном познании наблюдение опирается на прежний опыт и знания людей.

В науке же, как правило, наблюдения имеют своей целью проверку той или иной гипотезы или теории и поэтому они существенным образом зависят от этой цели. Ученый не просто регистрирует любые факты, а сознательно отбирает те из них, которые могут либо подтвердить, либо опровергнуть его идеи.

Наблюдения в науке характеризуются также тем, что их результаты требуют определенной интерпретации, которая осуществляется с помощью некоторой теории.

Это обстоятельство играет чрезвычайно важную роль в тех случаях, когда непосредственно наблюдается не сам предмет или процесс, а результат его взаимодействия с другими предметами и явлениями. Так, например, о поведении микрочастиц мы можем судить лишь косвенно, наблюдая не сами микроявления, а результаты их взаимодействия с теми или иными макроскопическими приборами и установками. Но такие заключения требуют обращения к определенной теории, с помощью которой и осуществляется интерпретация полученных результатов наблюдения. Интерпретация данных наблюдения как раз и дает возможность ученому отделять существенные факты от несущественных, замечать то, что неспециалист может оставить без внимания и даже совершенно не обнаружить. Вот почему в науке редко бывает, чтобы открытия делались неспециалистами, хотя бы потому, что случай, как указывал Луи Пастер, может научить чему-то только подготовленный ум.

Все это показывает, что процесс наблюдения в науке имеет ряд таких специфических особенностей, которые отсутствуют в обычных, житейских наблюдениях. Хотя в принципе и обыденное и научное наблюдение представляют восприятие предметов и явлений, но в науке это восприятие гораздо лучше и целесообразней организовано, а самое главное — оно направляется и контролируется определенной идеей, тогда как повседневные наблюдения опираются в основном на практический опыт и те знания, которые приобретаются в ходе этого опыта.

Это различие между научными и повседневными наблюдениями проявляется в самой их структуре. Всякое наблюдение предполагает наличие некоторого наблюдаемого объекта и воспринимающего его субъекта, который осуществляет наблюдения в конкретных условиях места и времени. В научном наблюдении к указанным трем элементам добавляются еще специальные средства наблюдения (микроскопы, телескопы, фото-и телеаппараты и т.п.), назначение которых состоит в том, чтобы компенсировать природную ограниченность органов чувств человека, повысить точность и объективность результатов наблюдения. Наконец, немаловажная роль принадлежит здесь и концептуальным средствам, т.е. понятиям и теориям, с помощью которых организуются и в особенности интерпретируются научные наблюдения.

Использование специальных материальных и концептуальных средств придает результатам научных наблюдений, как и всему процессу наблюдения в целом, такие новые черты и особенности, которые лишь в неразвитой форме присутствуют в обыденных, житейских наблюдениях.

По-видимому, наиболее общим признаком, сближающим научные наблюдения с повседневными, является их объективность, хотя степень этой объективности далеко не одинакова.

Для лучшего уяснения специфики научного наблюдения рассмотрим по порядку те особенности, которыми оно отличается от наблюдения обыденного, начав обсуждение с такого признака, как объективность результатов наблюдения.

3.1.1. Интерсубъективность и объективность

В повседневной деятельности и в науке наблюдения должны приводить к результатам, которые не зависят от воли, чувств и желаний субъекта. Чтобы стать основой последующих теоретических и практических действий, эти наблюдения должны информировать нас об объективных свойствах и отношениях реально существующих предметов и явлений. Однако достижение таких результатов часто сопряжено с немалыми трудностями.

Прежде всего, наблюдение, основанное на восприятии, не есть чисто пассивное отражение мира. Сознание не только отражает мир, но и творит его. В процессе такого активного освоения мира возможны ошибки, заблуждения и даже простые иллюзии органов чувств, которые также нельзя игнорировать. Всем хорошо известно, что палка, опущенная в воду, кажется сломанной; параллельно расположенные рельсы вдали кажутся сходящимися.

Ошибочность подобного рода чувственных иллюзий обнаруживается простым опытом. Гораздо труднее обстоит дело с теми ошибками наблюдений, которые происходят вследствие предвзятых склонностей или представлений, ошибочных исходных установок и других субъективных факторов. Эти трудности возрастают в еще большей степени, когда приходится обращаться к косвенному наблюдению, т.е. делать выводы о свойствах или характеристиках непосредственно невоспринимаемых объектов. Таким образом, достижение объективности результатов наблюдения требует исправления и устранения ряда недостатков и ошибок, связанных как с природной ограниченностью органов чувств человека, так и деятельностью сознания вообще.

Первым необходимым, хотя и недостаточным условием получения объективных данных наблюдения является требование, чтобы эти данные имели не личный, чисто субъективный характер, а могли быть получены и зафиксированы другими наблюдателями. Иначе говоря, наблюдение должно давать результаты, не зависящие от индивидуальных особенностей конкретного субъекта,— они обязаны быть интерсубъективными. Если одни и те же данные будут получены многими наблюдателями, то тем самым возрастает их надежность и правильность.

С этой точки зрения понятно, что непосредственные данные чувственного опыта отдельного субъекта, так называемые sense date, имеют небольшую ценность в науке именно потому, что индивидуальные ощущения и восприятия человека не поддаются контролю и проверке, а следовательно, не могут стать подлинной основой для построения научного знания, которое по своему характеру имеет объективный характер. Даже одинаковые результаты, полученные многими наблюдателями, сами по себе не гарантируют их объективности, ибо ошибки, заблуждения и иллюзии могут быть свойственны разным людям. Вот почему интерсубъективность не тождественна объективности. Объективно истинное знание, как известно, не зависит от сознания и воли ни отдельного человека, ни человечества в целом. Окончательным критерием такой объективности служат опыт и практика, понимаемые в широком смысле, а именно как материальная, общественно-историческая деятельность людей.

При научном подходе к исследованию интерсубъективность служит важным этапом на пути достижения объективно истинного знания. Но в этом случае сами наблюдения тщательно анализируются и корректируются в свете существующих теоретических представлений.

Очень часто в науке для повышения объективности результатов наблюдения (не говоря уже об их точности) используются приборы и регистрирующие устройства.

На первый взгляд может показаться, что замена наблюдателя приборами начисто исключает если не ошибки, то субъективизм в процессе наблюдения. Однако данные, фиксируемые с помощью приборов, сами по себе еще ни о чем не говорят. Они требуют определенной оценки и интерпретации, которая опять-таки осуществляется человеком.

Поэтому-то единственный путь для достижения объективности и точности наблюдений состоит в усилении контроля за их результатами, что достигается с помощью, как материальных средств наблюдения, так и концептуальных.

3.1.2. Непосредственные и косвенные наблюдения

Наибольшие трудности в достижении объективных результатов наблюдения встречаются тогда, когда непосредственно наблюдается не сам предмет или процесс, а эффект его взаимодействия с другими предметами и явлениями. Такие наблюдения, получившие название косвенных или опосредованных, играют все более важную роль в современной науке. Действительно, объекты и процессы, которые исследуют современная атомная и ядерная физика, квантовая химия и молекулярная биология непосредственно не наблюдаемы ни с помощью органов чувств, ни с помощью приборов. Но они могут стать наблюдаемыми, если исследовать результаты их взаимодействия с другими объектами и процессами.

Однако в этом случае мы фактически непосредственно наблюдаем не сами микрообъекты и процессы, а только результаты их воздействия на другие объекты и явления, в частности те, на которых основано действие того или иного прибора или измерительного устройства. Так, в камере Вильсона, предназначенной для исследования свойств заряженных частиц, о свойствах этих частиц мы судим косвенно по таким видимым проявлениям» как образование треков, или следов, состоящих из множества капелек жидкости. Они возникают в результате конденсации перенасыщенного пара, содержащегося в камере, как раз в тех центрах, которыми служат ионы, образующиеся вдоль траектории полета заряженных частиц. По своей форме такие следы очень похожи на туманный след, оставляемый высоко летящим самолетом. Их можно фотографировать и измерять и по этим данным делать соответствующие заключения о свойствах исследуемых частиц. Подобным же образом по изменению зерен на фотопластинках можно изучать потоки космических лучей, α-частиц и других излучений.

Таким образом, во всех этих примерах мы имеем дело не с прямым, непосредственным наблюдением, а с косвенным.

Особенность такого наблюдения состоит в том, что об исследуемых явлениях здесь заключают через восприятие результатов взаимодействия ненаблюдаемых объектов с наблюдаемыми. А такое заключение обязательно основывается на некоторой гипотезе или теории, устанавливающих определенное отношение между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми объектами. Действительно, чтобы судить о свойствах заряженных элементарных частиц по их следам в камере Вильсона или на фотопластинке, необходимо допустить существование закономерной связи между непосредственно ненаблюдаемыми частицами и теми эффектами, которые они вызывают в наблюдаемых объектах и процессах. Подобное допущение, как и всякая гипотеза, нуждается в проверке и подтверждении с помощью точно фиксируемых свидетельств. Такими свидетельствами как раз и служат непосредственно наблюдаемые объекты, явления, а также факты.

Они информируют о том, что эффекты и изменения в наблюдаемых объектах и процессах вызываются некоторыми ненаблюдаемыми объектами. Исследовать свойства и поведение таких ненаблюдаемых объектов мы можем только путем выдвижения гипотез и последующей их критической проверки. В ряде же случаев приходится строить целые системы гипотез, т.е. по сути дела законченные теории.

Следует особо подчеркнуть, что отношение между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми объектами устанавливается вовсе не по произволу или соглашению между исследователями.

Правда, вначале ученый формулирует его в виде догадки или гипотезы, но последняя получает научное значение лишь после того, как будет подтверждена соответствующими фактами, т.е. определенным образом интерпретированными результатами непосредственно наблюдаемых объектов.

Как правило, в науке устанавливают не просто связь между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми объектами и их свойствами, а определенное функциональное отношение между величинами, которые характеризуют эти свойства. Хорошо известно, например, что о величине атмосферного давления в некоторой точке Земли мы судим по высоте столбика ртути в барометре. Такого рода измерения величин ненаблюдаемых с помощью наблюдаемых основывается, конечно, на гипотезе, устанавливающей конкретную функциональную связь между ними.

Так, в случае атмосферного давления предполагают прямую пропорциональную зависимость между величиной Давления и высотой столбика ртути в барометре. Чаще всего зависимость между наблюдаемыми и ненаблюдаемыми процессами носит более сложный характер, но она непременно должна быть точно охарактеризована с помощью той или иной математической функции.

Косвенные наблюдения играют всевозрастающую роль в современной науке, особенно в тех ее отраслях, которые исследуют явления, протекающие в отдаленных уголках Вселенной (астрономия), а также процессы, происходящие на субатомном и субмолекулярном уровне (атомная и ядерная физика, квантовая химия, молекулярная биология и некоторые другие). В последнем случае наблюдения, как правило, тесно переплетаются с экспериментом и обязательно требуют интерпретации с помощью теории.

3.1.3. Интерпретация данных наблюдения

Если исходить из буквального значения слова «данные», то может сложиться ложное впечатление, что последние даются наблюдателю в готовом виде. Такое представление в какой-то мере отвечает обыденному пониманию результатов наблюдения, но оно явно не годится для науки. Как правило, в науке данные есть результат долгого, кропотливого и трудного исследования.

Во-первых, поскольку данные получаются отдельными субъектами, то они должны быть очищены от всевозможных наслоений и субъективных впечатлений. Как уже отмечалось, науку интересуют, прежде всего, объективные факты, которые допускают контроль и проверку, в то время как непосредственные чувственные восприятия являются только достоянием отдельного субъекта.

Во-вторых, в качестве данных в науку входят не ощущения и восприятия, а лишь результаты их рациональной переработки, которые представляют собой синтез чувственных восприятий с теоретическими представлениями.

В-третьих, сами данные, прежде чем они войдут в науку, подвергаются значительной обработке и стандартизации. Их обработка осуществляется с точки зрения теоретических представлений, как соответствующей отрасли науки, так и статистической теории ошибок наблюдения. Стандартизация состоит в приведении данных к некоторым стандартным условиям наблюдения (например, температуры и давления). Наконец, уже на этой стадии исследования данные определенным образом систематизируются: составляются таблицы, графики, диаграммы и т.п. Конечно, такая систематизация еще далека от теории, но здесь содержится все, что необходимо для предварительных обобщений и построения эмпирических гипотез.

Зависимость данных наблюдения от теории и необходимость их интерпретации в наибольшей степени проявляется тогда, когда они служат в качестве свидетельств «за» или «против» той или иной гипотезы, Обычно свидетельствами считаются только те данные наблюдения, которые имеют непосредственное отношение к гипотезе и опираются на соответствующую теорию. Почему мы считаем туманный след в камере Вильсона свидетельством в пользу того, что он оставлен заряженной частицей?

Очевидно, потому, что этот результат наблюдения предсказан теорией ионизации. Точно так же отклонение магнитной стрелки, над которой помещен проводник с током, свидетельствует о том, что по проводнику проходит электрический ток. Этот результат предсказывается теорией электромагнетизма. Подобных примеров можно привести сколько угодно. Все они показывают, что сами по себе данные не могут служить свидетельством «за» или «против» какой-либо гипотезы. Чтобы стать свидетельством, данные должны быть интерпретированы с помощью некоторой теории. Пока нет теории или хотя бы некоторой совокупности знаний полутеоретического характера, нет и свидетельств.

В истории науки было немало примеров, когда некоторые факты или данные длительное время оставались случайными открытиями, пока не была создана теория, сумевшая объяснить их и тем самым способствовавшая их введению в обиход науки. Достаточно упомянуть, например, об открытии еще древними греками свойства янтаря, потертого о сукно, притягивать легчайшие тела (электризация трением) или же магнитного железняка притягивать металлические предметы (естественный магнетизм). Все эти факты вплоть до создания теории электромагнитных явлений сначала в форме механической модели с силовыми линиями, а затем математической теории Максвелла оставались любопытными курьезами природы. Будучи же понятыми на основе теории, они стали той исходной базой, которая послужила фундаментом современной техники.

Таким образом, если в самом общем виде сформулировать отличие научного наблюдения от обыденного восприятия непосредственно окружающих человека предметов и явлений, то оно состоит в значительном усилении в науке роли теории, точности и объективности результатов наблюдения, которые достигаются с помощью специально конструируемых для этой цели материальных средств наблюдения, а также концептуального аппарата, служащего для интерпретации данных наблюдения.

3.1.4. Функции наблюдения в научном исследовании

Наблюдение и эксперимент являются двумя основными формами эмпирического познания, без которых невозможно было бы получить исходную информацию для дальнейших теоретических построений и проверки последних на опыте.

Существенное отличие наблюдения от эксперимента состоит в том, что оно осуществляется без какого-либо изменения изучаемых предметов и явлений и вмешательства наблюдателя в нормальный процесс их протекания.

Эту особенность наблюдения очень ясно отметил известный французский ученый Клод Бернар. «Наблюдение,— писал он, — происходит в естественных условиях, которыми мы не можем распоряжаться». Это, конечно, не означает, что наблюдение — пассивное отражение всего, что попадает в сферу восприятия органов чувств. Как мы уже отмечали, научное наблюдение является целесообразно организованным и избирательным процессом, который направляется и контролируется теорией.

Поэтому речь здесь идет об отсутствии не активности субъекта в целом, а активности практической, направленной на воздействие и изменение исследуемого объекта. Чаще всего мы вынуждены ограничиться наблюдениями и исследовать явления в естественных условиях их протекания потому, что они оказываются недоступными для практического воздействия. Так, например, обстоит дело с большинством астрономических явлений, хотя в последнее десятилетие в связи с широким развертыванием космических исследований и здесь все больше начинает применяться научный эксперимент.

И все же наблюдение с помощью все более совершенных инструментов останется и в будущем важнейшим методом исследования звезд, туманностей и других астрономических объектов нашей Вселенной.

Наблюдение в научном исследовании призвано осуществлять три основные функции.

Первая и важнейшая из них состоит в обеспечении той эмпирической информацией, которая необходима как для постановки новых проблем и выдвижения гипотез, так и для последующей их проверки. Это, конечно, не означает, что до наблюдения или эксперимента ученый не руководствуется никакой идеей, гипотезой или теорией. Напротив, при наблюдениях и поисках новых фактов исследователь обязательно исходит из некоторых теоретических представлений.

Но именно новые факты, и в частности те из них, которые не укладываются в прежние теоретические представления или даже противоречат им, требуют своего объяснения. Для решения возникшей проблемы ученый создает гипотезы или целую теорию, с помощью которых объясняет вновь открытые факты.

Вторая функция наблюдений состоит в проверке таких гипотез и теорий, которую нельзя осуществить с помощью эксперимента. Разумеется, экспериментальное подтверждение или опровержение гипотез предпочтительней, чем неэкспериментальное. Однако там, где невозможно поставить эксперимент, единственными свидетельствами могут служить лишь данные наблюдений. При наблюдениях же, которые сопровождаются точными измерениями, результаты такой проверки могут быть ничуть не худшими, чем экспериментальные, что подтверждается всей историей развития астрономии.

Третья функция наблюдения заключается в том, что в его терминах осуществляется сопоставление результатов, полученных в ходе теоретического исследования, проверяется их адекватность и истинность. При эмпирическом исследовании ученый обращается к теории для того, чтобы целенаправленно вести наблюдения и проводить эксперименты. Однако для дальнейшей разработки теории он вынужден время от времени «сверять» свои понятия, принципы и суждения с данными опыта. Поскольку сопоставление абстрактных положений теории непосредственно с опытом невозможно, то приходится прибегать к различным вспомогательным приемам, среди которых значительную роль играет формулировка эмпирических результатов в терминах наблюдения и «наблюдательного» языка.