| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
Місце моделей в структурі експерименту. Модельний експеримент |
||
|
Може здатися, що всякий коректно поставлений експеримент припускає використання діючої моделі. Справді, оскільки в експериментальній установці досліджується явище в чистому вигляді і отримані результати характеризують не тільки дане одиничне явище в даному одиничному досвіді, а й інші явища цього класу, на які переносяться якимось способом результати досвіду, остільки дане явище можна вважати у відомому сенсі моделлю інших явищ цього ж класу. Однак це не так, бо відношення між явищем, яке вивчається в даному одиничному експерименті, та іншими явищами цієї ж області є відношення тотожності, а не аналогії, між тим як саме остання істотна для модельного відносини. Тому слід виділити особливу форму експерименту, для якої характерне використання діючих матеріальних моделей в якості спеціальних засобів експериментального дослідження. Така форма експерименту називається модельним експериментом, або моделюванням. Істотною відмінністю модельного експерименту від звичайного є його своєрідна структура. Відмітна особливість структури модельного експерименту полягає не в його суб'єктивній стороні, а в об'єктивній, в характері засобів дослідження і їх відношенні до об'єкта дослідження. У той час як у звичайному експерименті засоби експериментального дослідження так чи інакше безпосередньо взаємодіють з об'єктом дослідження, в модельному експерименті взаємодії немає, оскільки тут експериментують не з самим об'єктом, а з його заступником. При цьому примітним є те, що об'єкт-заступник і експериментальна установка об'єднуються, зливаються в діючій моделі в одне ціле. «Моделювання, - пише академік JI. І. Сєдов, - це є заміна вивчення даного нас явища в натурі вивченням аналогічного явища на моделі меншого або більшого масштабу, зазвичай в спеціальних лабораторних умовах. Основний сенс моделювання полягає в тому, щоб за результатами дослідів з моделями можна було дати необхідні відповіді про характер ефектів і про різні величинах, пов'язаних з явищем в натурних умовах ».167 Розглянемо в цьому зв'язку більш докладно структуру модельного експерименту на конкретному прикладі. Візьмемо для цього модель руху газів у паровому котлі, описану в роботі М. В. Кирпичева і М. А. Міхеева.168 Така модель будується і вивчається в такий спосіб. Промислові випробування котла-об'єкта дають деякі дані і параметри, представлені у вигляді характеристичних величин. За допомогою відповідних теоретичних засобів (логічні правила, математичні засоби, правила та критерії теорії подібності) проводиться розрахунок моделі, який дозволяє вирішити питання про оптимальні умови конструкції моделі (її розміри, фізична природа моделюючих елементів, вибір матеріалів, способи та цілі її подальшого дослідження) . Таким чином, першим етапом є теоретичний розрахунок моделі та теоретичні міркування про завдання, цілі та способи подальшого експериментування з нею. Цей етап цілком вкладається в суб'єктивну сторону експерименту, до якої також відноситься і подальша діяльність експериментатора по створенню моделі, хоча, звичайно, цим його діяльність не вичерпується. Остання, далі, полягатиме у спостереженні, вимірюванні, зміну умов, повторенні умов роботи самої моделі. Наприклад, вивчення моделі котла полягає в наступному. Не обмежуючись простим спостереженням, якого явно недостатньо, виробляють фотографування, користуючись спеціальним освітленням (за допомогою сильних джерел світла та розсіюють екранів), створюють штрихові малюнки, «які, хоча носять відбиток суб'єктивності, все ж відрізняються великою простотою і наочністю» .169 Для поліпшення умов спостереження за рухом рідини по трубках користуються різними способами її підфарбовування. Потім, проводяться вимірювання тиску або швидкості руху води або газів, витрати рідини, температури, кількості тепла і т. п. Таким чином, на новому етапі експерименту, коли модель побудована, суб'єктивна діяльність експериментатора триває, але до неї приєднуються нові моменти, які стосуються об'єктивної боці експерименту: сама модель (тобто деяка експериментальна установка) і технічні засоби (лампи, екрани, фотоапарати, хімічні речовини, термометри, калориметри та інші вимірювальні прилади), за допомогою яких здійснюються спостереження і вимірювання. Законно поставити вопроо ^ ково ж місце моделі в експерименті? Ясно, що вона являє собою частину гносеологічного об'єкта, як і засоби експериментального дослідження, але чи входить вона цілком до складу останніх або ж є чимось відмінним від них? З одного боку, очевидно, що модель побудована не як самоціль, а як засіб вивчення якогось іншого об'єкта, який вона заміщає, з яким вона перебуває у певних відносинах подібності або відповідності. Дослідника цікавлять властивості моделі не самі по собі, а лише остільки, оскільки їх вивчення дозволяє судити про властивості іншого предмета, отримувати про нього деяку інформацію. * Цей предмет і виступає як справжній об'єкт вивчення, а по відношенню до нього модель є лише засобом експериментального дослідження . З іншого боку, в даному експерименті вона є предметом вивчення. Вивчається режим її роботи в певних умовах, над нею не тільки ведуться візуальні спостереження, але проводяться вимірювання її параметрів за допомогою спеціальних приладів. Вона піддається певним; причинним впливів, і експериментатор реєструє реакцію даної системи на ці планомірні дії і т. п. Словом, в даному експерименті вивчається модель як певний об'єкт дослідження, і в цьому відношенні вона є об'єктом вивчення. Таким чином, виявляється двояка роль, яку мо-"1 / дель виконує в експерименті: вона одночасно є і р об'єктом вивчення (оскільки вона заміщає інший, справжній f об'єкт), і експериментальним засобом (оскільки вона яв-\ ляется засобом пізнання цього об'єкта).) Внаслідок двоякою ролі моделі структура експерименту істотно змінюється, ускладнюється. Якщо в звичайному, або натурному, експерименті об'єкт дослідження і прилад перебували в безпосередній взаємодії, так як експериментатор за допомогою приладу впливав прямо на досліджуваний об'єкт, то в модельному експерименті увагу експериментатор 7 В. А. Штофф точено на дослідженні моделі, яка тепер піддається всіляким впливів і досліджується за допомогою приладів. Справжній же об'єкт вивчення безпосередньо в самому експерименті не бере участь. Схематично зміна структури експерименту при переході до моделювання можна представити таким чином: I е> ЕС Про << * ******> Про Тут I -? натурний експеримент; II - модельний експеримент; Е - експериментатор; ЕС-засоби експерименту дослідження; О - об'єкт, що вивчається; Пр - прилади; МО - модель об'єкта вивчення. помилкою стрілкою позначається безпосередній вплив , переривчастою - відношення моделі до об'єкта (оригіналу). Для модельного експерименту характерні наступні основні операції: 1) перехід від натурного об'єкта до моделі-побудова моделі (моделювання у власному розумінні слова); 2) експериментальне дослідження моделі; 3) перехід від моделі до натурному об'єкту, складається в перенесенні результатів, У. отриманих при дослідженні, на цей об'єкт. * ^? Ь ^ одель входить в експеримент, не тільки заміщаючи об'єкт Ткссл ^ ^ і умови, в яких вивчається деякий об'єкт, звичайного експерименту. А. І. Кітов і Н. А. Криницький наступним чином описують новий метод моделювання шляхом поєднання реального зразка апаратури управління об'єктом з інтегруючої машиною: «Інтегруюча машина замінює керований об'єкт. Вона вирішує рівняння руху об'єкту і подає в апаратуру керування електричні сигнали, що характеризують рух об'єкта: швидкість, прискорення, характеристики коливального руху і т. д. Таким чином, апаратура керування отримує від інтегрує машини ті ж сигнали , які вона отримувала б від вимірювальних елементів, що визначають положення об'єкта під час реального руху. Таким чином, в лабораторній обстановці створюються умови для експериментальної перевірки та відпрацювання будь апаратури управління рухомими об'єктами. Цей метод має велике значення, зокрема при відпрацюванні систем управління реактивних снарядів , літакових автопілотів і інших об'єктів ».170 В описаних експериментах об'єктом дослідження є сама апаратура керування, а те, що тут називається об'єктом, у взаємодії з яким вивчається робота апаратури, являє собою, з точки зору структури експерименту, умови, в які ставиться об'єкт вивчення. Таким чином, модель (у даному прикладі інтегратор) заміщає умови, в яких проводиться звичайний експеримент. Зазначений метод є прикладом поєднання звичайного експерименту з модельним і схематично може бути представлений таким чином: 7 * 99 Хоча тут моделюється не об'єкт вивчення, а умови, в яких цей об'єкт вивчається, здійснюються ті ж операції і виникають аналогічні проблеми. Цими операціями є: 1) побудова моделі умов, тобто перехід від деяких реальних умов (натури) до їх заступнику; 2) експериментальне вивчення взаємодій об'єкта вивчення з модельованими умовами; 3) перехід до природних умов, складається в перенесенні результатів вивчення об'єкта у взаємодії з моделлю умов на випадок, коли об'єкт взаємодіє з реальними умовами. Звідси видно, що при такому комбінованому «натурно-модельному» експерименті, оскільки в ньому вживається модель, виникають такі ж питання, а саме: про підставу для заміщення натурних умов моделлю і екстраполяції результатів експерименту на натурні умови. Відповіді на ці фундаментальні питання теорії і практики моделювання зажадали спеціальних досліджень, в результаті яких з'ясувалося, що вирішення питань про підстави моделювання розрізняється залежно від особливостей різних груп матеріальних моделей. Незалежно від остаточного висновку про пізнавальних можливостях модельних експериментів слід відразу ж звернути увагу па те, що в структурі цих експериментів значно посилена роль теоретичного боку дослідження. Теорія стає необхідною ланкою, що зв'язує постановку досвіду і його результати з об'єктом дослідження. Якщо звичайний експеримент припускає наявність теоретичного моменту в початковій стадії досвіду - висунення гіпотези, її оцінку, виведення наслідків, теоретичні міркування, пов'язані з конструкцією експериментальної установки, а також на завершальній стадії - обговорення та інтерпретацію отриманих даних, їх узагальнення, то в модельному експерименті, крім того, необхідно теоретично обгрунтувати відношення подібності між моделлю і натурним об'єктом і можливість екстраполювати на цей об'єкт отримані дані. Без цього обгрунтування модельний експеримент втрачає своє специфічне пізнавальне значення, бо він перестає бути джерелом інформації про дійсний, або натурному, об'єкті. Таким чином, в модельному експерименті теоретична сторона представлена значно сильніше, ніж у звичайному, він у ще більшою мірою є з'єднанням теорії і практики. Хоча модельний експеримент розширює можливості експериментального дослідження ряду об'єктів, у зазначеному щойно обставині не можна не помітити деякої слабкості цього методу в порівнянні із звичайним експериментом. Включення теорії (свідомої діяльності суб'єкта) як ланки, що зв'язує модель і об'єкт, може стати джерелом помилок, що знижує доказову силу модельного експерименту. Однак необмежені можливості практичного дослідження властивостей, поведінки, закономірностей об'єктів, недоступних з яких-небудь причин для звичайного безпосереднього експериментування, можливості відкриття нових способів розширення сфери людського Пізнання шляхом застосування модельного експерименту свідчать про те, що його роль, значення і місце в структурі наукового пізнання будуть неухильно зростати. Оскільки в модельному експерименті безпосередньому дослідженню піддається модель, а результати дослідження екстраполюються на модельований об'єкт, то теоретичне обгрунтування права на цю екстраполяцію є обов'язковою умовою і складовою частиною такого експерименту. Тому характеристика т Є Ор Є ТІЧ ^ З ^ ^ за- т ~ чується перенесення результатів дослідження моделі на дійсний об'єкт вивчення, є необхідною складовою частиною опису сутності всякого модельного експерименту. « Попередня
|
||
| Наступна » | = Перейти до змісту підручника = | |
|
|
||
Тема 14. Тактика слідчого експерименту. |
||
|
||