Дайте определение понятию эксперимент. Значение слова «эксперимент. Педагогический терминологический словарь

Экспериментирование - это один из видов познавательной деятельности. Это понятие связано с получением наглядных образов предметов или процессов окружающего мира. Эксперимент предполагает определенные преобразования в отличие от пассивного наблюдения, при котором не изменяет изучаемые объекты. В ходе него различные объекты ставятся в искусственные условия, которые часто не существуют в . Кроме того, исследователь стремится устранить нежелательные случайности и заставляет действовать на эти объекты определенные факторы. Экспериментируя, видоизменяет, преобразует или даже создает предметы из имеющихся у него материалов.

Вмешиваясь в течение событий можно обнаружить такие характеристики изучаемых явлений, которые при простом наблюдении недоступны чувственному восприятию. Живое созерцание, свойственное эксперименту, позволяет иметь большие преимущества перед пассивным наблюдением.

В эксперименте выделяется субъект, объект познавательного действия, само действие и практические средства познания, то есть приборы и инструменты. Методология эксперимента разрабатывается для эффективного проведения экспериментальных . Она включает разработку программы эксперимента, оценку измерений, выбор средств проведения опыта, непосредственное его проведение, обработку и полученных экспериментальных данных.

Использование приборов - отличительная особенность эмпирического исследования. Они подразделяются на следующие основные группы:
- приборы, увеличивающие силу или диапазон чувственного восприятия (микроскопы, приборы ночного видения, телескопы, рентгеновские установки);
- измерительные приборы (часы, линейки, барометры, термометры);
- устройства, позволяющие проникнуть во внутреннюю структуру (ускорители, центрифуги, фильтры, призмы);
- технические системы, обеспечивающие необходимые условия (барокамеры, аэродинамические трубы);
- фиксирующие приборы (кино-, фотоаппаратура, осциллографы, различные индикаторы).
В современном научном познании чаще применяются целый комплекс приборов.

Эксперименты могут быть естественными и искусственными. Естественные характерны при изучении социальных явлений в определенных условиях. Искусственные эксперименты широко применяются в технических науках.

В зависимости от характера объекта, условий постановки и проведения, эксперименты подразделяются на лабораторные и производственные. Первые проводятся на моделирующих установках с применением типовых приборов. Такие эксперименты позволяют получить ценную информацию с минимальными затратами. Но эти результаты не всегда полностью отражают процессы. Производственные эксперименты проводят в реальных условиях с учетом воздействия различных факторов окружающей среды. Эти исследования сложнее лабораторных и требуют тщательного планирования. К производственным исследованиям относятся различные полевые испытания эксплуатируемых объектов.

Психологический эксперимент - проводимый в специальных условиях опыт для получения новых научных знаний посредством целенаправленного вмешательства исследователя в жизнедеятельность испытуемого. Это упорядоченное исследование, в ходе которого исследователь непосредственно изменяет некий фактор (или факторы), поддерживает остальные неизменными и наблюдает результаты систематических изменений. Смотри Эксперимент как изучение переменных

В широком понимании в психологический эксперимент иногда включают, кроме собственно эксперимента, такие методы исследования, как наблюдение, опрос, тестирование). Однако в узком понимании (и традиционно в экспериментальной психологии) эксперимент считается самостоятельным методом.

Виды экспериментов

В психологии используют лабораторные эксперименты, естественные эксперименты и формирующие эксперименты. В зависимости от этапа исследования различают пилотажное исследование и собственно эксперимент. Эксперименты могут быть явными и со скрытой целью.

Многие исследователи в процессе обсуждения и дискуссии практикуют мысленные эксперименты. Они, очевидно, гораздо более дешевы и оперативны, хотя и не всегда убедительны и надежны.

По способу проведения различают эксперименты:

Лабораторный эксперимент.

Это самый распространенный и уважаемый в научной психологии эксперимент. В нем максимально строго можно управлять зависимыми и независимыми переменными. См.→

Естественный (полевой) эксперимент.

Это эксперимент, проводимый в обычной жизни, когда вроде бы никакого эксперимента и никакого экспериментатора - нет.

Формирующий (психолого-педагогический) эксперимент.

Эксперимент заключается в том, чтобы человек или группа людей участвуют в обучении и формировании тех или иных качеств и навыков. И если результат сформирован, нам не нужно гадать, что привело к этому результату: именна эта методика к результату и привела.

В зависимости от этапа исследования различаю пилотажное исследование (так называемое черновое, пробное исследование) и собственно эксперимент.

Явные и скрытые эксперименты

В зависимости от уровня осознанности эксперименты также можно разделить на

 те, в которых испытуемому даются полные сведения о целях и задачах исследования,

 те, в которых в целях эксперимента некоторая информация о нём от испытуемого утаивается или искажается (например, когда необходимо, чтобы испытуемый не знал об истинной гипотезе исследования, ему могут сообщить ложную),

 и те, в которых испытуемому неизвестно о целях эксперимента или даже о самом факте эксперимента (например, эксперименты с привлечением детей).

10. Формы, типы и виды психологического исследования.

Т и пы экспериментов

1. Поисковый (эксплораторный) эксперимент - эксперимент, которы02й имеет целью выявить наличие связи между независимыми и зависимыми переменными.

2. Подтверждающий (конфирматорный) эксперимент - эксперимент, определяющий характеристики связей между независимыми и зависимыми переменными.

Виды экспериментов

/. Критический эксперимент - проверка правдоподобности всех возможных гипотез; необходимы тщательная теоретическая разработка проблемы и планирования исследования.

2. Пилотажное исследование - апробация гипотезы, поиск подходов к исследованию, устранение грубых ошибок планирования эксперимента и измерения переменных.

3. Полевое исследование (естественный эксперимент) - изучение связей независимых и зависимых переменных при неполном контроле переменных

4. Лабораторное исследование (эксперимент) - изучение связей независимых и зависимых переменных при относительно полном контроле переменных.

Ф о р мы экспериментов

1. Формирующий эксперимент - наличие X, кото­

рое, воздействуя на испытуемых, формирует у них но­

вую зависимую переменную.

2. Констатирующий эксперимент - Ф О Н и др.

являются X.

Ф о р мы экспериментального исследования

1. Лабораторный эксперимент - экспериментальное исследование, перенесенное в искусственные условия в целях снижения влияния дополните льных переменных, влияющих на ход и его результаты.

2. Е с т е с т в е н н ый э к с п е р и м е н т. Разновидностью экспериментального метода является естественный эксперимент, занимающий промежуточное положение между экспериментом и простым наблюдением.

Эксперимент как процесс научного познания

1. Эксперимент как метод научного исследования.

2. Виды экспериментов и их характеристика.

Эксперимент как метод исследования.

Эксперимент – это действие, направленное на создание условий в целях воспроизведения того или иного явления.

При проведении исследования термин «эксперимент» включает: постановку опытов и наблюдение исследованного явления в определенных условиях, которые позволяют следить за ходом его развития и воссоздавать его каждый раз при повторении этих условий. Т. е. эксперимент должен характеризоваться определенным постоянством (const).

Целью эксперимента является выявление свойств исследованных объектов, явлений; проверка справедливости гипотез и глубокое изучение темы научного исследования.

Назначение эксперимента определяет его постановку и организацию. В основу различий экспериментов положены:

1) способы формирования условий (естественных и искусственный);

2) цели исследования (формирующие, преобразующие, констатирующие, контролирующие, поисковые, решающие);

3) организация проведения (лабораторные, полевые, натуральные, производственные…).

4) способ постановки задач (закрытый и открытый);

5) структураизученныхобъектовиявлений (простые, сложные);

6) характер внешних воздействий на объект исследования (вещественные, энергетические, информационные);

7) характер взаимодействия средства экспериментального исследования (обычный, модельный);

8) модели, которые исследуются в эксперименте (материальный, мысленный);

9) контролируемыевеличины (активный, пассивный);

10) числоварьируемыхфакторов (однофакторный, многофакторный);

11) характеризучаемыхобъектовилиявлений (технологический, социометрический и т. д.).

Виды экспериментов и их характеристика

(слева представлен № группы, в которую входят разные виды экспериментов; см. выше).

1. Естественный эксперимент . Предполагает проведение исследования в естественных условиях существования объекта исследования (в психических, педагогических, социальных и биологических науках).

Искусственныйэксперимент предусматривает создание искусственных условий для проведения исследования (применяется в естественных и технических науках).

2. Преобразующий эксперимент предполагает, что исследователь преднамеренно создаёт условия, которые, по его мнению должны способствовать формированию новых свойств и качеств объекта.

Констатирующий эксперимент применяется с целью проверки определённых предположений (констатируется наличие определенной связи между воздействием на объект исследователя и его результатам) выявляется наличие определенных фактов.

Контролирующий эксперимент предполагает контроль за результатами внешних воздействий над объектом исследования с учётом его состояния, характера воздействия и ожидаемого эффекта.

Поисковый эксперимент используется в случае затрудненной классификации факторов, влияющих на изучение явлений, если отсутствуют достаточные предварительные данные. Его результат – установление значимых факторов и отсеивание незначимых.

Решающий эксперимент – проводится для проверки справедливости основных положений фундаментальных теорий, если две или более гипотез одинаково согласуется со многими явлениями. Он приводит к установлению правильности одной из выдвинутых гипотез и указывает на факты, которые противоречат другой (другим). В основу решаемого эксперимента положены серии опытов.

3. Лабораторный эксперимент проводится в лабораторных условиях с использованием типовых приборов, специальных моделирующих установок, оборудования и т. д. Как правило, в лабораторном эксперименте изучается не сам объект, а его модель (образец).

Его недостаток – не всегда полностью воспроизводит (моделирует) реальный ход изученного процесса и, следовательно, требует проведения натурального эксперимента.

Натуральный эксперимент сводится к проведению научных исследований в естественных условиях и на реальных объектах. В зависимости от места проведения испытаний, натуральный эксперимент может проводится на производстве (производственные), в полевых условиях (полевые), на полигоне (полигонные), полунатурные и т. д.

Цель натурального эксперимента – обеспечить необходимое соответствие (адекватность) условий эксперимента реальной ситуации, в которой создаваемый объект будет работать в дальнейшем.

4. Открытый эксперимент предполагает открытое объяснение испытуемым задач данного эксперимента. Это активизирует поведение испытуемых и способствует «поддержке» намечаемой работы.

Закрытый эксперимент предполагает сокрытие задач эксперимента от испытуемых (-мого) с целью получения объективных данных. Его тщательно маскируют, что исключает излишний самоконтроль со стороны испытуемых и позволяет им поведенческие реакции проявлять естественно.

5. Простой эксперимент используется для изучения объектов, не имеющих развлекательной структуры, небольшим количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, выполняющих простейшие функции.

Сложный эксперимент изучаются объекты и явления со сложной разветвленной структурой (большое количество взаимосвязанных и взаимообусловленных элементов, выполняющих сложные функции). Это приводит к сопутствующим изменениям состояния элемента (-ов) или связи (-ей) между ними.

6. Вещественный эксперимент предполагает изучение различных вещественных факторов на состояние объекта исследования, т. е. влияние чего-либо на что-либо.

Энергетический эксперимент используется для изучения воздействия различных видов энергии на объект исследования (для естественных наук).

Информационный эксперимент предусматривает изучение воздействия определенной информации на объект исследования (в биологии, психологии, кибернетике, социологии) т. е. изменение состояния объекта исследования под влиянием информации, которая ему сообщается.

7. Обычный эксперимент (классический) предлагает непосредственное взаимодействие экспериментальных средств с объектом исследования, которое является посредником между экспериментатором и объектом исследования.

Модельный эксперимент имеет дело с моделью, которая, как правило, входит в состав экспертной установки, замещая объект исследования и часто условия исследования данного объекта.

Недостаток – различие между моделью и реальным объектом может стать источником ошибок; изучение поведения модели на моделирующий объект требует дополнительных затрат и теоретического обоснования.

8. Материальный эксперимент (используются материальные объекты исследования). представляет собой форму объективной материальной связи сознания с внешним миром.

Мысленный эксперимент (идеализированный, воображаемый) представляет собой одну из форм умственной деятельности познающего субъекта, в процессе которой производится в воображении структура реального эксперимента.

Средствами мысленного эксперимента являются мысленные модели исследуемых объектов или явлений. Например, знаковые модели, образные модели, образно-знаковые модели.

Он используется в педагогике, художественном творчестве, медицине и т. д.

9. Активный эксперимент связан с выбором специальных входных сигналов (факторов) и призван контролировать вход и выход исследовательской системы.

Пассивный эксперимент предусматривает изменение только выбранных показателей (параметров) в результате наблюдения за объектом без искусственного вмешательства в его функционирование и сопровождается инструментальным измерением выбранных показателей состояния объекта исследования. Например, наблюдение за изменением возрастных показателей человека, количеством заболеваний, рождаемостью и т. д.

10. Однофакторный эксперимент предполагает выделение нужных факторов, стабилизацию фактором, мешающих проведению исследования и поочерёдное варьирование факторов, которые представляют интерес для исследования.

Многофакторный эксперимент – все факторы (переменные) варьируются все сразу и каждый эффект оценивается по результатам всех опытов в данной серии экспериментов.

Е. М. Дун

Эксперимент как научный метод

Экспериментальный метод научного исследования – детище Нового времени. Его становление явилось революционной вехой в развитии человеческого познания, и прежде всего, естествознания. Многие историки науки вполне справедливо считают, что именно систематическое применение экспериментального метода знаменовало собой возникновение опытной науки в современном смысле этого слова, пришедшей на смену античному умозрению и средневековой схоластике.

Основателем и пропагандистом эксперимента как самостоятельного метода научного исследования явился Г.Галилей. Опираясь на метод физического эксперимента, он опроверг начала аристотелевской физики и заложил основы классической механики, которая позже получила свое полное развитие в трудах И. Ньютона. Возникнув в недрах физики, экспериментальный метод постепенно расширял сферу своего применения, найдя широкое распространение в химии, биологии, физиологии и других естественных и технических науках. В наше время он все больше проникает и в обществознание (экономика, социология, психология и др.). В методологическом арсенале современной науки эксперименту отводится важнейшая роль как основному общенаучному методу эмпирического исследования.

Понятие о научном эксперименте. Единство предметно-практической и

познавательной сторон эксперимента.

Для того чтобы понять сущность научного эксперимента, его место и роль в познании, необходимо прежде всего иметь достаточно ясное общее представление о структуре научного знания и этапах процесса познания.

В современной методологии науки принято выделять два основных уровня научного знания – эмпирический и теоретический и соответственно – два основных вида познавательной деятельности – эмпирическое и теоретическое исследование. Указанные уровни отличаются друг от друга предметом исследования , характером средств и методов, применяемых в процессе исследования, а так же характером получаемых познавательных результатов.

На эмпирическом уровне изучаемый наукой объект познается со стороны его внешнего «явления», то есть тех его отдельных свойств и связей , которые доступны непосредственной регистрации с помощью органов чувств познающего субъекта и разнообразных приборов , усиливающих их разрешающую способность. Основными методами исследования на этом уровне являются наблюдение, эксперимент и измерение. Результаты эмпирического исследования имеют форму научных фактов 1 и эмпирических зависимостей, описывающих познаваемый объект.

На теоретическом уровне изучаемый объект познается наукой со стороны его «сущности», то есть тех внутренних законов, которые управляют его функционированием и развитием. Основным средством исследования здесь выступает логическое мышление, а основными методами – абстракция, идеализация и др. Результаты теоретического исследования выступают в форме гипотез и теорий, которые способны объяснять полученные ранее факты и зависимости и предсказывать новые факты ранее не известные.

Будучи качественно различными, эмпирический и теоретический уровни познания в то же время находятся в отношении взаимосвязи и взаимообусловленности. Эмпирический уровень познания является фундаментом теоретического. Научные гипотезы и теории всегда имеют своей основой научные факты, полученные в процессе эмпирических исследований. С другой стороны, эмпирическое познание всегда опирается на определенные теоретические предпосылки, которые направляют эмпирический процесс и придают ему планомерный характер 2 .

После таких общих вводных замечаний мы можем непосредственно перейти к анализу научного эксперимента.

Термин «эксперимент» происходит от латинского «experimentum», что означает «проверка», «проба», «опыт».

Как мы уже отметили, эксперимент принадлежит к числу эмпирических методов научного исследования, к которым относятся также наблюдение и измерение 3 .

Как и наблюдение, эксперимент предполагает непосредственно – чувственное взаимодействие познающего субъекта с познаваемым объектом, результатом чего является раскрытие отдельных свойств и связей реальной действительности и на этой основе установление научных фактов и эмпирических зависимостей. Вместе с тем он обладает такими специфическими чертами, которые принципиально отличают его от простого наблюдения (созерцания).

Научное наблюдение представляет собой изучение объектов действительности в их естественных условиях. Это означает, что в ходе такого исследования познающий субъект не нарушает естественную «жизнь» объекта, не воздействует на него и условия его бытия, а изучает его именно таким, каким он непосредственно дан нашему чувственному восприятию. Поэтому данный метод несет на себе определенную печать пассивности субъекта. Известная исследовательская активность сводится лишь к поиску подходящих условий для наблюдения или использованию приборов, усиливающих органы чувств наблюдателя.

Эксперимент, в отличие от простого наблюдения, является активным методом научного исследования. Подчеркивая это принципиальное различие, И. П. Павлов писал: «…наблюдение собирает то, что ему предоставляет природа, опыт же (то есть эксперимент – Е. Д.) берет у природы то, что он хочет» 4 . Экспериментатор не ждет, пока интересующее его явление или условие случайно доставит ему природа, он вызывает (воспроизводит) их сам. Эксперимент – это исследование действительности в искусственных условиях , созданных самим исследователем путем целенаправленного и контролируемого практического воздействия на изучаемый объект или условия его существования. Характер этих искусственных условий определяется поставленной задачей. Они должны быть таковы, чтобы в них раскрылись те свойства и связи объекта, которые интересуют исследователя.

Например, для выявления того, влияет ли данное удобрение на развитие того или иного растения и как влияет, мы вносим его в почву, выясняя в какой причинной зависимости находится рост, развитие и плодоношение этого растения от такого внесения. Выясняя, как зависит сила тока в цепи от сопротивления проводников, мы искусственно меняем величину их сопротивления. При выяснении химических свойств тех или иных веществ мы искусственно соединяем исследуемое вещество с другими веществами, искусственно меняем условия, при которых мы их соединяем (температуру, давление, катализаторы и т.д.).

Во всех этих случаях исследователь как бы насильственно заставляет природу раскрывать свои тайны, отвечать на те вопросы, которые он ей задает. Созерцатель природы, таким образом, становится естествоиспытателем 5 .

Подчеркивая активный характер деятельности субъекта в процессе экспериментирования, в то же время не следует эту активность абсолютизировать и тем самым отрицать объективное содержание получаемых в эксперименте знаний. Вмешиваясь в объективный ход события, создавая искусственные экспериментальные ситуации, исследователь не творит по своему произволу свойства и отношения вещей, приписывая затем их природе. «Взаимодействие объектов в экспериментальном исследовании может быть одновременно рассмотрено в двух планах: и как деятельность человека, и как часть взаимодействий самой природы. Вопросы природе задает исследователь, ответы на них дает сама природа « 6 .

Из сказанного следует основная и определяющая гносеологическая особенность эксперимента – его одновременная принадлежность к предметно-практической и познавательной деятельности человека. Эти две стороны в эксперименте органически связаны. Целью экспериментальной деятельности является приращение научных знаний, и в этом отношении она является познавательной. Однако, поскольку необходимым условием достижения этой цели является изменение, преобразование действительности, экспериментальная деятельность выступает и как форма практики.

От других форм практической деятельности, например, материально-производственной, научный эксперимент отличается своей целью. Если в процессе производственной деятельности человек с помощью определенных материальных средств преобразует объекты природы с целью превратить их в предметы, способные удовлетворить его практические потребности, то целью эксперимента является такое преобразование объектов, которое дает возможность выявить их эмпирические характеристики. То есть, эксперимент – это практическая деятельность, предпринимаемая ради познания.

Будучи специфической формой практики, эксперимент выступает в науке в роли основы познания и критерия истинности знания. Отсюда и две гносеологические функции эксперимента: исследовательская (эвристическая) и проверочная (критериальная).

Поскольку в эксперименте подчас обнаруживаются новые, неожиданные, с точки зрения существующих теорий, факты, он играет роль основы теоретического познания, стимулирует дальнейшее развитие и совершенствование теории. Однако чаще всего эксперимент ставится для проверки уже существующих теоретических знаний, имеющих гипотетический характер. Для этого из гипотезы логически выводятся эмпирически проверяемые следствия, а затем посредством эксперимента определяется, имеются ли предсказанные явления в действительности или нет. То есть эксперимент либо подтверждает (верифицирует) гипотезу, либо ее опровергает (фальсифицирует). К вопросу об этих двух функциях эксперимента мы еще вернемся в последующих разделах нашего пособия.

Следует, однако, отметить, что простое наблюдение также способно выполнять эти гносеологические функции. В чем же тогда состоит преимущество эксперимента перед простым наблюдением с точки зрения получаемых посредством него результатов? Здесь следует обратить внимание на следующие существенные моменты.

Даже в тех случаях, когда интересующие исследователя условия могут сложиться в самой природе, их возникновения, как мы уже отметили, зачастую приходится ждать. Поэтому при господстве в науке метода наблюдения развитие познания идет достаточно медленно. Поскольку в эксперименте эти условия создает сам исследователь, познавательный процесс резко ускоряется.

В эксперименте могут быть искусственно созданы и такие сочетания обстоятельств, которые в естественных условиях не встречаются вообще . Например, эксперимент позволяет исследовать свойства объектов действительности в экстремальных условиях – при сверхнизких или сверхвысоких температурах, при высочайших давлениях, при огромных напряженностях электрических или магнитных полей и т.д. Экспериментатор может ускорить или замедлить и тем самым делать доступными для изучения процессы, которые в естественных состояниях идут крайне быстро или крайне медленно (напр., увеличение скорости роста растения). Результатом этого является обнаружение таких свойств объектов, которые в естественных условиях являются скрытыми и поэтому вообще не могут быть познаны простым наблюдением.

В процессе простого наблюдения изучаемый объект обычно подвергается воздействию посторонних, внешних факторов, что затрудняет получение о нем точных и достоверных знаний. Эксперимент дает исследователю возможность с помощью определенных материальных средств изолировать изучаемый объект от влияния этих затемняющих его сущность факторов и изучать его так сказать «в чистом виде». Так, изучая поведение животных методом условных рефлексов, И.Павлов помещал животных в изолированную от внешних случайных воздействий камеру («башню молчания»). Только таким образом можно было проследить связь между вполне определенным раздражителем и ответной реакцией организма и тем самым сделать правильный вывод относительно процессов, происходящих в мозге.

Метод экспериментальной изоляции применяется наукой и для познания сложных объектов. Простое наблюдение в лучшем случае фиксирует общую картину некоторого сложного целого, оставляя неясным роль в ней отдельных взаимодействующих факторов. Так, в естественных условиях невозможно выяснить химическое действие каждого из основных лучей солнечного спектра. Это возможно только в эксперименте путем разложения спектра на составляющие его лучи и последующего изучения действия каждого из этих лучей в изоляции от других. Точно также целый ряд важных открытий в биологии был осуществлен именно тогда, когда экспериментаторы научились членить на части живые объекты, выделять в них стороны, интересующие экспериментаторов и изучать их in vivo (т.е. как они реально функционирует в целостном организме) или in vitro (культивировать их в искусственной среде, вне организма). С этим во многом связан, напр., прогресс в области цитологии.

Изолирование различных условий в эксперименте имеет огромное значение при познании причинных связей. Оно значительно облегчает анализ явления, отделение существенных связей от несущественных, позволяет выяснить влияние каждого из условий на изучаемое явление и т.д.

Отмеченная нами сторона экспериментального метода функционально сближает его с абстрагирующей деятельностью мышления. Ведь абстракция также представляет собой выделение тех или иных существенных свойств и отношений объекта, путем отвлечения их от несущественных, с точки зрения решаемой задачи, сторон и образования некоторого «абстрактного объекта». Различие между ними заключается, однако, в том, что в эксперименте изоляция несущественных факторов достигается не мысленно, как при абстрагировании, а практически, в непосредственно воспринимаемой чувственной форме.

С помощью эксперимента исследователь может планомерно варьировать, комбинировать различные условия. Изменяя одни из них при сохранении неизменными других и изоляции третьих экспериментатор тем самым выявляет значение отдельных условий и устанавливает закономерные связи , определяющие изучаемый процесс. Таким образом, эксперимент является эффективным средством для выявления закономерностей природы. Имея в виду эту особенность экспериментального метода, И.П.Павлов писал: «Опыт как бы берет явление в свои руки и пускает в ход то одно, то другое и т.о. в искусственных, упрощенных комбинациях определяет истинную связь между явлениями» 7 . При этом, выясняя закономерные связи между явлениями, экспериментатор может варьировать не только сами условия в смысле их наличия и отсутствия, но и количественные отношения . Благодаря этому появляется возможность придавать открываемым законом природы количественное, математическое выражение.

Поскольку при эксперименте исследование проводится в искусственных условиях, которые создает сам исследователь, эксперимент легче, чем простое наблюдение, поддается контролю .

Наконец, важным достоинством научного эксперимента является его воспроизводимость, которая при простом наблюдении нередко весьма затруднительна или вообще невозможна. Воспроизводимость эксперимента означает, что его условия и, следовательно, проводимые в связи с ним наблюдения и измерения могут быть повторены столько раз, сколько это необходимо для получения точных и достоверных результатов. Возможность многократного повторения эксперимента позволяет основывать обобщение и выводы на большой серии наблюдений и измерений, исключающей случайные ошибки.

Таким образом, эксперимент обеспечивает более точное, более глубокое и более быстрое исследование явлений, чем простое наблюдение.

1 Под «научным фактом» в данном случае понимается такое единичное эмпирическое высказывание, которое содержит достоверную информацию об отдельных свойствах объектов действительности.

2 Подробнее об уровнях научного познания можно прочесть: Введение в философию. М.,1989. Гл.13.

3 Имеется в виду наблюдение как самостоятельный метод исследования («простое наблюдение») в отличие от наблюдения в составе эксперимента. Что касается измерения, то оно никогда не существует самостоятельно и функционирует либо в составе наблюдения, либо эксперимента.

4 И.П.Павлов. Полн. соб. соч.Т. II. Кн. 2. М.-Л., 1951. С. 274.

5 Слово «естествоиспытатель» означает: «тот, кто пытает природу», то есть мучает ее, заставляя раскрывать свои тайны. Вместе с тем слово «пытати» в древнерусском языке означало «допрашивать», «спрашивать». Эти два значения в слове «естествоиспытатель» как бы пересекаются.

6 Введение в философию. М., 1989. С. 400.

Прежде всего полезно было бы дать определение понятия «эксперимент». Однако, попытка дать строгое определение этого понятия «в достаточно общей и к тому же краткой форме практически невозможно». Некоторые считают, что лучше пользоваться метафорами. Пример метафорического определения дал известный французский ученый-экспериментатор Кювье: «Наблюдатель слушает природу, экспериментатор вопрошает и принуждает ее разоблачиться».

Приведем здесь все же одно из возможных определений

Эксперимент – это совокупность операций совершаемых над объектом исследования с целью получения информации о его свойствах. Эксперимент, в котором исследователь по своему усмотрению может изменять условия его проведения, называется активным экспериментом. Если исследователь не может самостоятельно изменять условия его проведения, а лишь регистрирует их, то это пассивный эксперимент.

1. Примеры «хороших» и «плохих» экспериментов

Хотя определение понятия научного эксперимента вызывает трудности, примеры хорошо и плохо поставленных экспериментов привести достаточно легко. Следуя монографии , рассмотрим один из широко известных примеров – взвешивание трех объектов a, b, c на аналитических весах.

а) традиционная схема (табл.1)

(Кстати сказать, схема, приведенные в таблицах 1, 2 , называются матрицами планирования. В обеих таблицах каждая строка задает условия проведения одного опыта. Обозначение «+1» указывает на проведение с объектом действия, а «-1» на отсутствие действия

Таблица 1. Традиционная схема взвешивания трех объектов

Традиционная схема выглядит следующим образом. Вначале выполняется холостое взвешивание для определения нулевой точки весов. Затем поочередно взвешивается каждый из объектов. Такая последовательность действий соответствует так называемому однофакторному эксперименту. Изучается поведение каждого фактора в отдельности. Масса каждого из объектов определяется по результатам двух опытов: взвешивания

самого объекта и холостого опыта. Массы объектов А i определяются формулами

А i = y i – y 0 (1)

Дисперсия результата взвешивания такова

 2 {A i } =  2 {y i – y 0 } = 2 2 {y} (2)

где {y} – ошибка взвешивания

Теперь проведем процедуру другим способом, используя схему, приведенную в табл.2. Здесь, как и в предыдущем случае, каждая строка задает условия проведения единичного опыта.

Таблица 2. Планирование эксперимента при взвешивании трех объектов

Разница с предыдущим случаем состоит в том, что вместо «холостого» взвешивания проводится взвешивание всех трех образцов вместе. Определим по результатам опытов массы объектов

А 1 =

А 2 =
(3)

А 3 =

Для помнящих правила действий с матрицами заметим, что числители выражений (3) получены путем умножения элементов последнего столбца на элементы столбцов a, b и c. Учитывая смысл величины у 4 , заметим, что масса объекта, определяемого по одной из формул (3), входит в нее дважды, что приводит к появлению в знаменателе числа 2, а массы остальных объектов сокращаются. и, таким образом, не влияют на результат.

Определим теперь дисперсию, связанную с ошибкой взвешивания. Сделаем это, например, для 1-го объекта.

 2 {A} =  2 {
} = 4 2 {y}/ 4 =  2 {y} (4)

Аналогичный результат получается и для объектов b и c.

Таким образом, дисперсия получилась вдвое меньше, хотя количество опытов осталось тем же. Причина увеличения точности состоит в том, что в первом варианте масса образца определялась как результат двукратного взвешивания, а во втором варианте – из четырехкратного. Вторую схему эксперимента можно назвать многофакторной , поскольку при вычислении масс мы оперируем всеми факторами (объектами). Теперь перейдем к последовательному изложению основных определений, используемых в рассматриваемом разделе науки.