Трансдисциплинарная идея экспериментальной достоверности

Мы считаем, что экспериментальное под­тверждение служит абсолютным доказательством истинно­сти теоретических построений, поэтому легко и часто пользуемся в этом контексте известной цитатой «практика – это критерий истины». Действительно, лю­бая теория остается гипотезой до тех пор, пока не появятся факты, которые можно считать проявлени­ем ее предсказаний. Но в подобном подходе кроется и некий яд.

Сама суть эксперимента состоит в том, что исследователь как бы задает природе во­прос, ответ заключается в результатах эксперимента. При этом необходимо понимать, что природа не может дать утвердительный ответ по поводу справедливости какой-либо из гипотез, она может сказать только «нет». Иными словами, отрицательный результат опыта дает основания для того, чтобы гипотеза была отвергнута. Однако положитель­ный результат еще не означает, что гипотеза абсолютно под­твердилась, ибо нет веских предварительных оснований счи­тать, что к подобному результату может привести и какая-либо иная гипотеза.

Дополнительные трудности связаны еще и с тем, что существует возможность абсолютизации того, что можно наблюдать в природе. Исторически подобная позиция даже золотилась в своеобразный методологический тезис о том, что «все наблюдаемое действительно». Следуя ей, долгое время до Н. Коперника считали, что наблюдаемое движение планет по небосводу отражает истинное положение в природе. Так возникла геоцентрическая система Птолемея, которая господствовала полторы тысячи лет – ведь она якобы имела экспериментальное подтверждение в том, что наблюдается перемещение Солнца относительно Земного горизонта. На­учный подвиг Н. Коперника имел как бы два смысла. Конеч­но, он создал другую, гелиоцентрическую систему, что само по себе уже не имеет цены. Но ему это удалось, прежде всего потому, что он вышел за рамки устоявшейся методологиче­ской догмы и поставил под сомненье истинность наблюдае­мых фактов.

С.Н. Коперника можно отсчитывать начало новой эры в развитии естествознания и методологии – началась эпоха осознания важности интерпретации результатов эксперимен­та. Один и тот же наблюдаемый факт может найти разное объяснение в зависимости от того, в сочетании с какими дру­гими опытными данными он подвергается объяснению. Те­перь «видимое» воспринимается не как достоверность, а как преломление скрытой за явлением сущности. При этом по-прежнему эксперимент остается критерием истинности тео­рии, но эта критериальность приобретает широкий смысл: сущность объектов многопланова и для ее познания необхо­дим широкий спектр достоверных фактов. С другой стороны, истинность теории как средства объяснения наблюдаемого определяется глубиной осознания сущностных основ наблю­даемых фактов.

Принято считать, что одной из основных особенностей естествознания, так же как и всех других естественных наук, является его экспериментальный характер, в частности, за­коны физики существенно базируются на фактах, установленных опытным путем и поддающихся проверке с помощью специальных экспериментов, которые позволяют получать количественные характеристики природных явлений. Однако утверждение о том, что физика (равно как и естествознание) – это экспериментальные науки, излишне односторонне и потому неточно.

Прежде всего, прошедшие два с половиной тысячеле­тия изучения природы показали, что опыт отнюдь не являет­ся единственным источником теоретического знания. В античную эпоху количество установленных эксперименталь­ных фактов, относящихся к природе, было незначительно. Последнее обстоятельство, тем не менее, не мешало бурному прогрессу натурфилософии. Он был связан с чисто логическими и умозрительными построениями, которые блестяще формулировали знаменитые философы. Можно даже сказать, что они в модифицированной форме дошли до наших дней в виде наиболее общих представлений о природе, сложивших­ся под влиянием принципиальных философских идей и на­зываемых ныне фундаментальными парадигмами есте­ствознания.

Сейчас, как и прежде, любое научное исследование в естествознании осуществляется в рамках наиболее общих теоретических (концептуальных) представлений о природе, которые в свою очередь, являются источником новых поня­тий, принципов и гипотез. Хотя последние и выступают как обобщение данных опыта, они фактически не имеют с ним непосредственной однозначной связи. Однако существенно важно,чтобы не существовало противоречий между экспе­риментальными данными и теоретическими построениями. B случае расхождений между ними исследования должны быть продолжены и в области эксперимента (для проверки достоверности результатов) и в области теории (с целью кор­ректировки прежней или разработки новой теории).

Для осознания особенностей естественно-научного ме­тода исследования природы необходимо также понимание того, в чем состоит суть эксперимента. Известно, что уче­ные-естественники не просто наблюдают явления природы. Они это делают, связывая с ними некоторые понятия и вели­чины, измерение которых на опыте дает определенные числа. При теоретическом анализе подобным величинам сопостав­ляются их математические образы, выбор которых также базируется на результатах измерений. Таким образом, экспе­римент в естествознании всегда сопряжен с измерениями, а теория также подразумевает измерения, но в опосредованном виде.

Математика, как известно, является универсальным языком науки. Поэтому всякая закономерность природы принимает, в конце концов, форму математического соотно­шения (уравнения, неравенства) между определенными ве­личинами. Однако полное рассмотрение любого явления природы абстрактными средствами математики практически невозможно. Дело в том, что, как говорилось ранее, естест­венные науки имеют дело с идеализированными образами – моделями. А всякая модель отражает свойства реального прообраза без учета некоторых деталей, т.е. предполагает «огрубление» тонких природных явлений. Выбор модели в самом общем случае ограничивается лишь двумя обстоятельствами. Во-первых, необходимо так выбрать модель, чтобы она могла быть полностью описана средствами математики. Именно такой выбор делает естест­вознание точной наукой, дающей количественную информа­цию о природных явлениях и их взаимосвязях и позволяю­щей предсказывать еще неизвестные явления.

Во-вторых, выбор модели должен допускать проверку ее характерных особенностей путем постановки специаль­ных экспериментов. Иными словами, всякой модели сопос­тавляются те или иные характеристики, хотя бы в принципе измеримые на опыте, которые отражают хотя бы отдельные свойства реальной природы. Именно этот факт позволяет называть естествознание экспериментальной наукой, основ­ные понятия и законы которой извлекаются из анализа экс­периментов и экспериментально же проверяются. Таким об­разом, мы имеем дело с наукой, которая и точна и экспери­ментальна одновременно.

Более того, связь между экспериментом и теорией в ес­тествознании существует и в другом направлении. Без общих теоретических представлений и сама постановка экспери­мента становится бессмысленной. Ведь вопросы природе следует задавать «с умом», иначе она ничего не ответит. Не владея теорией, исследователь теряет возможность по­строить план эксперимента (т.е. сформулировать, что и в ка­ких условиях он хочет измерить), создать оригинальную экспериментальную установку, корректно интерпретировать полученные результаты (т.е. вписать их в общую канву на­учного знания), а также оценить их возможные погрешности. В связи с этим можно привести достаточно парадоксальное, на первый взгляд, высказывание известного немецкого фило­софа М. Хайдеггера относительно особенностей физики как науки: «Эксперимент оказывается возможным там и только там, где познание природы уже превратилось в исследова­ние. Только потому, что современная физика в основе своей математична, она может стать экспериментальной наукой».

В этой мысли М. Хайдеггера отражается сложнейшая цепь отношений между теорией и практикой, значимая для естествознания: его можно назвать экспериментальной нау­кой постольку, поскольку развита его теоретическая база. Таким образом, экспериментальный характер естественно-научного знания оказывается производным по отношению к его теоретической сущности. Вот почему термин «экспери­ментальная наука» сегодня следует понимать более глубоко, нежели просто обозначение метода получения данных. И этот тезис можно с успехом отнести к любой естественной науке. Больше того, известен целый ряд теоретически вы­строенных экспериментальных ситуаций, получивших на­звание «мысленных экспериментов», которые, тем не менее, оказали принципиальное влияние на развитие теории в есте­ствознании. К ним относятся, например, знаменитые мыс­ленные эксперименты В. Гейзенберга в физике, иллюстри­рующие введенные им соотношения неопределенностей.

Эксперимент в разных естественных науках осуществ­ляется разными методами. Так, например, в биологии суще­ствует деление на эксперименты «in vitro» (в пробирке) и «in vivo» (на живом объекте). Однако и в том и в другом случаях, как правило, используются физико-химические методы исследования и специальная аппаратура, принципы действия которой основаны на физических измерениях (длина, температура и др.).

Однако вне зависимости от методов и области исследования понятие прибора как обобщенного инструментального средства получения информации несет в себе глубокий методологический смысл. Он по-разному трактуется в зависимости от стратегии мышления исследователя, порождая в классической и неклассической версиях естественно-научной картины мира разные концепции измерительного процесса.