Чем отличаются наблюдения от опытов. Чем опыт отличается от наблюдения

Научный прогресс нельзя остановить, и методы изучения окружающей среды всегда совершенствовались и становились более сложными. Наблюдения и опыты известны в течение столетий, их не только сравнивают, но и отождествляют. В то же время, между указанными понятиями – колоссальная разница, которая отражает динамику развития научной мысли.

Наблюдения – это исследования, при которых учёный ведёт визуальный контроль за объектом, позволяя событиям развиваться естественным путём и отмечая любые изменения. Результат работы фиксируется на носителе информации для последующего анализа. Вести наблюдения можно без оборудования, а также с применением спецсредств.

Опыты – это исследования, при которых объекты помещаются в искусственно созданную или натуральную среду, а учёный входит с изучаемым предметом в активное взаимодействие. В процессе опытов подтверждается либо опровергается гипотеза, выстроенная на основе имеющихся теоретических данных.

Таким образом, наблюдения не предполагают активного взаимодействия с объектом. Исследователь дистанцируется от них, фиксируя полученные данные. Это и есть основная цель – сбор информации, которая затем будет проанализирована. При опыте учёный вступает с объектом в активное взаимодействие. Цель данного действия – проверить гипотезу, подтвердив её неограниченное количество раз.

У опыта всегда есть план, у наблюдений он отсутствует. Для проведения эксперимента исследователю необходимо воссоздать определённые условия. Наблюдение ведётся в естественной среде, ведь вмешательство в жизнь изучаемых объектов будет означать начало опыта. Как первый, так и второй метод исследования крайне полезны для науки, они не противоречат, но взаимно дополняют друг друга.

1. Влияние на объект. Наблюдения не предполагают активного взаимодействия с изучаемым объектом, в то время как опыты построены на таком вмешательстве.
2. Использование специального оборудования. Исследование может вестись невооружённым глазом, для опыта всегда требуются приборы и другие научно-технические средства.
3. Наличие плана. Наблюдение ведётся одинаково, опыт – по заранее проработанному сценарию.
4. Среда. Наблюдение протекает в естественной среде, опыт – в искусственной.
5. Цель. Наблюдения осуществляются ради сбора информации для последующего анализа, опыты – для подтверждения гипотезы.

Характерная особенность эксперимента как специального эмпирического метода исследования заключается в том, что он обеспечивает возможность активного практического воздействия на изучаемые явления и процессы. Исследователь здесь не ограничивается пассивным наблюдением явлений, а сознательно вмешивается в естественный ход их протекания. Он может осуществить это, либо изолировав исследуемые явления от некоторых внешних факторов, либо изменив пределенные условия, в которых они происходят. И в том и другом случае результаты испытаний точно фиксируются и контролируются.

Таким образом, дополнение простого наблюдения активным воздействием на изучаемый процесс, превращает эксперимент в весьма эффективный метод эмпирического исследования. Этому способствует прежде всего более тесная связь эксперимента с теорией. «Экспериментирование, - пишут И. Пригожин и И. Стенгерс, - означает не только достоверное наблюдение подлинных фактов, не только поиск эмпирических зависимостей между явлениями, но и предполагает систематическое взаимодействие между теоретическими понятиями и наблюдением» 1 .

Идея эксперимента, план его проведения и интерпретация результатов в гораздо большей степени зависят от теории, чем поиск и интерпретация данных наблюдения.

В настоящее время экспериментальный метод используется не только в тех опытных науках, которые по традиции относят к точному естествознанию (механика, физика, химия и др.), но и в науках, изучающих живую природу, особенно в тех из них, которые применяют современные физические и химические методы исследования (генетика, молекулярная биология, физиология и др.).

В науке Нового времени экспериментальный метод впервые начал систематически применять, как мы уже знаем, Галилей, хотя отдельные попытки его использования можно обнаружить еще в античности и особенно в Средние века .

Галилей начал свои исследования с изучения наиболее простейших явлений природы - механического перемещения тел в пространстве с течением времени (падение тел, движение тел по наклонной плоскости и траекторий пушечных ядер). Несмотря на кажущуюся простоту этих явлений, он столкнулся с рядом трудностей как научного, так и мировоззренческого характера. Последние были связаны главным образом с традицией чисто натурфилософского, умозрительного подхода к изучению явлений природы, восходящей еще к античности. Так, в аристотелевской физике признавалось, что движение происходит только тогда, когда к телу прикладывается сила. Это положение считалось общепризнанным и в средневековой науке. Галилей впервые подверг его сомнению и высказал предположение, что тело будет находиться в покое или в равномерном и прямолинейном движении, пока на него не будут действовать внешние силы. Со времени Ньютона это утверждение формулируется как первый закон механики.

Примечательно, что для обоснования принципа инерции Галилеем впервые был использован мысленный эксперимент, который в дальнейшем нашел широкое применение в качестве эвристического средства исследования в разных отраслях современного естествознания. Суть его заключается в анализе последовательности реальных наблюдений и в переходе от них к некоторой предельной ситуации, в которой мысленно исключается действие определенных сил или факторов. Например, при наблюдении механического движения можно постепенно уменьшать действие на тело разнообразных сил - трения, сопротивления воздуха и т.п. - и убедиться в том, что путь проходимый телом, будет соответственно увеличиваться. В пределе можно исключить все подобные силы и придти к заключению, что тело в таких идеальных условиях будет неограниченно двигаться равномерно и прямолинейно или оставаться в покое.

Наибольшие достижения Галилея связаны, однако, с постановкой реальных экспериментов и математической обработкой их результатов. Выдающихся результатов он достиг при экспериментальном исследовании свободного падения тел. В своей замечательной книге «Беседы и математические доказательства...» Галилей подробно описывает, как пришел к своему открытию закона постоянства ускорения свободно падающих тел. Вначале он, как и его предшественники - Леонардо да Винчи, Бенедетти и др., полагал, что скорость падения тела пропорциональна пройденному пути. Однако впоследствии Галилей отказался от этого предположения, так как оно приводит к следствиям, которые не подтверждаются на опыте 1 . Поэтому он решил проверить другую гипотезу: скорость свободно падающего тела пропорциональна времени падения. Из нее вытекало следствие, что путь, пройденный телом, пропорционален половине квадрата времени падения, которое подтвердилось в специально построенном эксперименте. Поскольку в тот период существовали серьезные трудности с измерением времени, то Галилей решил замедлить процесс падения. Для этого он скатывал по наклонному желобу с хорошо отполированными стенками бронзовый шар. Измеряя время прохождения шаром различных отрезков пути, он смог убедиться в правильности своего предположения о постоянстве ускорения свободно падающих тел .

Своими громадными достижениями современная наука обязана именно эксперименту, поскольку с его помощью удалось органически связать мысль и опыт, теорию и практику. По сути дела, эксперимент представляет собой вопрос, обращенный к природе. Ученые убедились, что природа отвечает на правильно поставленные ими вопросы. Поэтому со времен Галилея эксперимент стал важнейшим средством диалога между человеком и природой, способом проникновения в глубокие ее тайны и средством открытия законов, которые управляют наблюдаемыми в эксперименте явлениями.

• Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. - С. 44.
• Некоторые известные историки науки, в том числе П. Дюгем, А. Кромби,Д. Рэнделл, утверждают, что возникновение экспериментальной науки произошлоеще в Средние века. Для подтверждения своего тезиса они ссылаются на то, чтотакие эксперименты проводились в XIII-XIV вв. в Париже, а в XVI в. в Падуе.
• Галилей Г. Избранные произведения: В 2 т. Т 1. - М.: Наука, 1964. - С. 241-242.
• См.: Липсон Г. Великие эксперименты в физике. - М., 1972. - С. 12.

Принято считать, что определяющим свойством наблюдения является его невмешательство в изучаемые процессы, в отличие от того активного внедрения в исследуемую область, какое проводится при экспериментировании. В целом это утверждение правильно. Однако при более детальном рассмотрении его нужно уточнить: ведь наблюдение тоже является в определенной степени активным. Существуют и такие ситуации, когда без вмешательства в изучаемый объект будет невозможно само наблюдение. Например, в гистологии без предварительного рассечения и окраски живой ткани будет просто нечего наблюдать.

Вмешательство исследователя при наблюдении направлено на то, чтобы добиться оптимальных условий для самого же наблюдения. Задача наблюдателя - получить совокупность первичных данных об объекте. Конечно, в этой совокупности часто уже видны определенные зависимости групп данных друг от друга, какие-то регулярности и тенденции. Предварительные догадки и предположения о важных связях могут возникнуть у исследователя уже в ходе самого наблюдения. Однако исследователь не изменяет саму структуру этих данных, не вмешивается в регистрируемые им отношения между феноменами.

Так, если явления А и В сопутствуют друг другу во всей серии наблюдений, то исследователь лишь фиксирует их сосуществование (не пытаясь, скажем, вызвать явление А при отсутствии В). Это означает, что эмпирический материал при наблюдении возрастает экстенсивным путем - путем расширения наблюдений и накопления данных. Мы повторяем серии наблюдений, увеличиваем продолжительность и детальность восприятия, изучаем новые стороны исходного явления и т.п.

В эксперименте же исследователь занимает иную позицию. Здесь проводится активное вмешательство в исследуемую область с целью вычленить в ней различного рода связи. В отличие от наблюдения, в экспериментальной исследовательской ситуации опытный материал растет интенсивным путем. Ученого интересует не накопление все новых данных, а выделение в эмпирическом материале некоторых существенных зависимостей. Применяя различные контролирующие воздействия, исследователь старается отбросить все несущественное, проникнуть в сами взаимосвязи изучаемой области. Эксперимент - это интенсификация опыта, его детализирование и углубление.

В целом соотношение экспериментальной и наблюдательной компонент - сложное, зависящее каждый раз от конкретных обстоятельств исследования. Следует понимать, что в «чистом виде» наблюдение и эксперимент представляют собой, скорее, идеализированные стратегии. В различных ситуациях, как правило, преобладает методологическая стратегия либо наблюдения, либо эксперимента. По такому преобладанию мы и квалифицируем ту или иную исследовательскую ситуацию. Изучение удаленных космических объектов мы, конечно же, называем наблюдением. А проведение экспериментального лабораторного вмешательства с заранее поставленными задачами (скажем, проверка рабочей гипотезы), четко определенными зависимыми и независимыми переменными близко подходит к идеалу «чистого эксперимента».

Таким образом, наблюдение и эксперимент представляют собой идеализированные стратегии действий в реальных исследовательских ситуациях. Активность исследователя при наблюдении направлена на растирение у экс- тенсификацию эмпирических данных , а при экспериментировании - на их углубление , интенсификацию.