Развитие современного естествознания связано с повышени­ем роли так называемых косвенных наблюдений. Так, объекты и явления, изучаемые ядерной физикой, не могут прямо на­блюдаться ни с помощью органов чувств человека, ни с помо­щью самых совершенных приборов. Например, при изучении свойств заряжен­ных частиц с помощью камеры Вильсона эти частицы воспри­нимаются исследователем косвенно — по таким видимым их проявлениям, как образование треков, состоящих из множества капелек жидкости.

При этом любые научные наблюдения, хотя они опираются в первую очередь на работу органов чувств, требуют в то же вре­мя участия и теоретического мышления. Исследователь, опира­ясь на свои знания, опыт, должен осознать чувственные воспри­ятия и выразить их (описать) либо в понятиях обычного языка, либо — более строго и сокращенно — в определенных научных терминах, в каких-то графиках, таблицах, рисунках и т. п. Например, подчеркивая роль теории в процессе косвенных на­блюдений, А. Эйнштейн в разговоре с В. Гейзенбергом заметил: «Можно ли наблюдать данное явление или нет — зависит от вашей теории. Именно теория должна установить, что можно наблюдать, а что нельзя»[27].

Наблюдения могут нередко играть важную эвристическую роль в научном познании. В процессе наблюдений могут быть открыты совершенно новые явления, позволяющие обосновать ту или иную научную гипотезу.

Из всего вышесказанного следует, что наблюдение является весьма важным методом эмпирического познания, обеспечива­ющим сбор обширной информации об окружающем мире. Как показывает история науки, при правильном использовании это­го метода он оказывается весьма плодотворным.

4.3.2. Экперимент.

Эксперимент — более сложный метод эмпирического позна­ния по сравнению с наблюдением. Он предполагает активное, целенаправленное и строго контролируемое воздействие иссле­дователя на изучаемый объект для выявления и изучения тех или иных сторон, свойств, связей. При этом экспериментатор может преобразовывать исследуемый объект, создавать искус­ственные условия его изучения, вмешиваться в естественное течение процессов.

«В общей структуре научного исследования эксперимент занимает особое место. С одной стороны, именно эксперимент является связу­ющим звеном между теоретическим и эмпирическим этапами и уров­нями научного исследования. По своему замыслу эксперимент всегда опосредован предварительным теоретическим знанием: он задумыва­ется на основании соответствующих теоретических знаний и его целью зачастую является подтверждение или опровержение научной теории или гипотезы. Сами результаты эксперимента нуждаются в определен­ной теоретической интерпретации. Вместе с тем метод эксперимента по характеру используемых познавательных средств принадлежит к эмпирическому этапу познания. Итогом экспериментального исследо­вания прежде всего является достижение фактуального знания и уста­новление эмпирических закономерностей»[28].

Экспериментально ориентированные ученые утверждают, что умно продуманный и «хитро», мастерски поставленный эксперимент выше теории: теория может быть напрочь опровергнута, а достоверно добытый опыт — нет!

Эксперимент включает в себя другие методы эмпирического исследования (наблюдения, измерения). В то же время он обла­дает рядом важных, присущих только ему особенностей.

Во-первых, эксперимент позволяет изучать объект в «очи­щенном» виде, т. е. устранять всякого рода побочные факторы, наслоения, затрудняющие процесс исследования.

Во-вторых, в ходе эксперимента объект может быть постав­лен в некоторые искусственные, в частности, экстремальные условия, т. е. изучаться при сверхнизких температурах, при чрезвычайно высоких давлениях или, наоборот, в вакууме, при огромных напряженностях электромагнитного поля и т. п. В таких искусственно созданных условиях удается обнаружить удивительные порой неожиданные свойства объектов и тем са­мым глубже постигать их сущность.

В-третьих, изучая какой-либо процесс, экспериментатор мо­жет вмешиваться в него, активно влиять на его протекание. Как отмечал академик И. П. Павлов, «опыт как бы берет явле­ния в свои руки и пускает в ход то одно, то другое и таким образом в искусственных, упрощенных комбинациях определя­ет истинную связь между явлениями. Иначе говоря, наблюде­ние собирает то, что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что хочет»[29].

В-четвертых, важным достоинством многих экспериментов является их воспроизводимость. Это означает, что условия экс­перимента, а соответственно и проводимые при этом наблюде­ния, измерения могут быть повторены столько раз, сколько это необходимо для получения достоверных результатов.

Подготовка и проведение эксперимента требуют соблюдения ряда условий. Так, научный эксперимент:

— никогда не ставится наобум, он предполагает наличие чет­ко сформулированной цели исследования;

— не делается «вслепую», он всегда базируется на каких-то исходных теоретических положениях. Без идеи в голове, говорил И.П.Павлов, вообще не увидишь факта;

— не проводится беспланово, хаотически, предварительно ис­следователь намечает пути его проведения;

— требует определенного уровня развития технических средств познания, необходимого для его реализации;

— должен проводиться людьми, имеющими достаточно высо­кую квалификацию.

Только совокупность всех этих условий определяет успех в экспериментальных исследованиях.

В зависимости от характера проблем, решаемых в ходе экс­периментов, последние обычно подразделяются на исследовательские и проверочные.

Исследовательские эксперименты дают возможность обнару­жить у объекта новые, неизвестные свойства. Результатом та­кого эксперимента могут быть выводы, не вытекающие из имев­шихся знаний об объекте исследования. Примером могут слу­жить эксперименты, поставленные в лаборатории Э. Резерфорда, которые при­вели к обнаружению ядра атома, а тем самым и к рождению ядерной физики.

Проверочные эксперименты служат для проверки, подтвер­ждения тех или иных теоретических построений. Так, суще­ствование целого ряда элементарных частиц (позитрона, нейт­рино и др.) было вначале предсказано теоретически, и лишь позднее они были обнаружены экспериментальным путем.

Исходя из методики проведения и получаемых результатов, эксперименты можно разделить на качественные и количествен­ные. Качественные эксперименты носят поисковый характер и не приводят к получению каких-либо количественных соотношений. Они позволяют лишь выявить действие тех или иных факторов на изучаемое явление. Количественные эксперименты направлены на установление точных количественных зави­симостей в исследуемом явлении. В реальной практике экспе­риментального исследования оба указанных типа эксперимен­тов реализуются, как правило, в виде последовательных этапов развития познания.

Как известно, связь между электрическими и магнитными явлениями была впервые открыта датским физиком Эрстедом в результате чисто качественного эксперимента (поместив магнит­ную стрелку компаса рядом с проводником, через который про­пускался электрический ток, он обнаружил, что стрелка откло­няется от первоначального положения). После опубликования Эрстедом своего открытия последовали количественные эксперименты французских ученых Био и Савара, а также опыты Ампера, на основе которых была выведена соответствующая ма­тематическая формула.