The article provides an overview of the key ideas of the textbook of E.A. Sosnin and B.N. Poizner "Methodology of the experiment." The conclusion is that the textbook materials are the basis of new theoretical research direction (teleonomic research methodology) and are suitable for training courses of lectures and teaching materials for specific professions (such as the natural sciences and humanities).
experimental methodology, theory of targeted systems, the theory of inventive problem solving, technoscience
Распоряжением Правительства РФ от 8 декабря 2011 г. № 2227-р впервые за много лет сформулирована и утверждена Инновационная стратегия РФ, запущены амбициозные программы развития госкорпораций, национальных университетов, принимаются различные меры по стимулированию инноваций. Однако для реализации данной стратегии нужны кадры, способные получать новые знания и конвертировать их рыночные решения. К сожалению, вопрос о том, откуда берутся новые знания (фундаментальные и прикладные) часто остаётся за бортом существующих лекционных программ обучения студентов, магистрантов и аспирантов. Более того, студенты, научные работники и лица, принимающие решения, часто не понимают, что эксперимент является основой получения новых знаний, без которых нельзя перейти к новациям и инновациям. Вдобавок к этому они, к сожалению, не умеют планировать и ставить экспериментальную работу.
Попытку закрыть вышеназванные «лакуны» предприняли профессора Национального исследовательского Томского государственного университета: д-р физико-матем. наук Соснин Эдуард Анатольевич (кафедра управления инновациями) и канд. физико-матем. наук Пойзнер Борис Николаевич (кафедра квантовой электроники и фотоники) в учебнике «Методология эксперимента» [1]. Учебник создавался, прежде всего, для магистрантов факультета инновационных технологий Национального исследовательского Томского государственного университета (направление подготовки 222000.62 − Инноватика, профиль подготовки – управление инновациями в наукоёмких технологиях).
В учебнике предложен принципиально новый подход к преподаванию «основ теории эксперимента». Он состоит в том, что экспериментальная деятельность человека представлена как ряд осмысленных шагов, как целерациональная система поведения человека, позволяющая ему получать новые знания о мире. Даны чёткие и ясные алгоритмы и модели такой деятельности, включая анализ текущего состояния исследований. Для этого использована методологическая база, основанная на принципах и законах эволюции целенаправленных систем и теории решения изобретательских задач [2–6].
Предложенный в книге подход опирается на универсальные закономерности целеустремлённой деятельности. Поэтому он будет эффективен в обучении студентов, магистрантов и аспирантов не только естественнонаучных, но и гуманитарных специальностей. Дополнительное преимущество этого подхода в том, что на его основе обучающийся сможет сразу начинать анализ и / или проектирование своей исследовательской деятельности. Для этого каждая лекция учебника снабжена практическими рекомендациями и заданиями. Курс лекций также будет полезен для научных сотрудников, желающих объективно оценить уровень своих исследований и / или организовать новые исследования, начав «с нуля».
Аналогом данного курса лекции являются курсы «Основы теории эксперимента», в которых ставится акцент на математической обработке данных измерений. Между тем, как отмечается во введении к курсу: «прежде чем получить какие-либо данные и начать их обрабатывать, нужно как минимум понять, что, как и зачем мы собираемся исследовать. Иначе сама живая плоть эксперимента остаётся за скобками».
Настоящий курс лекций органично включает в себя не только блок, посвящённый квантификации и обработке данных эксперимента (лекция 5), но и множество других актуальных вопросов, которые обычно в подобные лекционные курсы не включаются. В частности, для того, чтобы пробудить вкус к исследованиям и стимулировать творческую смелость читателя, авторы предлагают набор эвристических моделей, позволяющих осознанно строить экспериментальную работу, а именно:
- правила появления и формулирования объекта и предмета исследовательской работы;
- принцип полноты частей системы;
- последовательность этапов решения прямой задачи познания;
- этапы развёртывания и свёртывания целенаправленной системы деятельности исследования.
Кроме того, одна из лекций – в качестве репрезентативных и легко воспринимаемых сюжетов – содержит два современных кейса, основанных на успешных исследованиях (2016 г.) одного из авторов. Читатель получает «из первых рук» описание всего хода экспериментальной работы: от её постановки и проведения до нетривиальной интерпретации открытого эффекта.
Следует отметить, что лекционные курсы-аналоги были написаны более 20-30 лет назад либо являются «копиями» этих курсов. За прошедшее время методология и наука в целом продвинулись далеко вперёд. Появилась концепция технонауки, ориентация на которую пока ещё не нашла должного места в отечественных учебных пособиях. Поэтому ещё одна задача учебника – дать читателям современные представления о предмете и, соответственно, привести его в соответствие с современными научными достижениями.
Книга состоит из пяти частей, послесловия «Как выращивать в лаборатории древо познания?», списка литературы к каждому из разделов (более 200 наименований), авторского и предметного указателя.
В первой лекции «Эволюция системы наблюдения за объектами» показано, как появляется и развивается любая целенаправленная система наблюдений / измерений, и как её развитие связано с появлением объекта и предмета исследований. Знания об этом позволят читателю осознанно формулировать цель, задачи, объект и предмет своих исследований, объективно определять уровень развития его исследований. На практике это разовьёт привычку и способность начинающего исследователя рефлексировать над своими действиями.
Во второй лекции «Стратегия и тактика проведения экспериментов» предложена динамика решения прямой задачи познания, в которой выделены семь этапов. На историко-научных примерах проиллюстрирована работа этой схемы.
Даны классификация случайных открытий по А.С. Новикову [7] и сценарии их появления, записанные на языке теории целенаправленных систем. С этих же позиций даны определения открытия, научной и инженерной задачи.
Показано, что на первых этапах решения задачи познания научные исследования опираются не только на наблюдения, но и на такие эмпирические методы, как обзор данных, опросы и измерения и т.п.
Продемонстрировано, что на появление и изменение научных методов исследования оказывают решающее влияние экспериментальные результаты, полученные с их помощью.
При «взрослении» целенаправленной системы наблюдения / измерения происходит переход от гипотез и предположений, получивших хождение в среде учёных, к экспериментальному обнаружению и измерению характеристик феноменов, в том числе, на современном этапе, средствами технонауки.
Описаны этапы как появления, так и свёртки элементов научной системы деятельности, откуда выведены уровни её развития. Отмечено, что полностью свёрнутую систему можно получить двояко: развивая исследования как системы (феномена и процесса), так и антисистемы (антипроцесса).
Третья лекция «Процесс решения задач познания на примере экспериментальных исследований феномена апокампа» иллюстрирует решение прямой и обратной задачи познания, используя эффектный материал двух кейсов, полученный при участии одного из авторов книги.
В четвёртой лекции «Протоколы измерений и экспериментальное оборудование» идёт передача живого опыта. Читатель узнает о том, как записывать результаты экспериментов, о том, как вести протоколы различных экспериментальных исследований. Знание этих «секретов» позволит читателю осознанно анализировать данные экспериментов и повысить результативность повторных экспериментов. Кроме того, на конкретных исторических примерах показано, как применяемое нами оборудование влияет на результаты исследований.
В пятой лекции «Целенаправленная обработка данных» читатель знакомится с мерами измерения, критериями и показателями (величинами) результата измерения. Дана классификация шкал измерений в соответствии с государственной системой обеспечения единства измерений (МИ 2365-96). Рассмотрен переход от пассивного наблюдения к инструментальному и к развитию целенаправленной системы наблюдения / измерения. Показано, что это влечёт последовательные или скачкообразные переходы от шкалы к шкале в следующем порядке: шкала наименований → шкала рангов → шкала разностей → шкала отношений → абсолютная шкала. Разъясняется, что абсолютная шкала наиболее удобна для обмена данными между автономными системами измерений, образующими надсистему, и именно это характерно для технонауки.
Перечислены источники ошибок в ходе экспериментов. Дана классификация неточностей в измерениях параметров объектов, применяемая в теории ошибок и включающая промахи, систематические и случайные ошибки.
Даны основные меры и процедуры определения случайной ошибки измерений, применяемые для работы в различных шкалах (ранговой, интервальной и в шкале отношений).
Систематизированы основные представления о статистических мерах связи, применяемых для разных шкал. Отмечено, что статистику нельзя воспринимать как универсальное средство оценки достоверности результатов, в т.ч. для выявления причинно-следственных связей в объектах экспериментов.
Послесловие построено в форме десяти реплик соавторов пособия. Их тематика касается содержания книги, а точнее – многообразных культурологических, науковедческих, этимологических и прочих аспектов столь ёмкого понятия, как методология эксперимента. Благодаря этому, любознательный читатель, не замыкающийся исключительно на своих профессиональных занятиях, получает дополнительную возможность для расширения общего кругозора.
Вывод
Поставленные в лекционном курсе вопросы и полученные результаты (применение теории систем и теории решения изобретательских задач в науковедении) являются основой для:
- создания нового теоретического научного направления, которое условно можно назвать телеономической методологией (от др.-гр. τελεος < τελος – свершение, высшая точка, предел, конец, цель) научных исследований;
- составления курсов лекций и методических разработок для конкретных специальностей (как естественнонаучных, так и гуманитарных);
- отбора, анализа, разработки новых кейсов, основанных на современных научных знаниях, обучающих навыкам экспериментальной работы и готовящих читателя к продуктивной деятельности в сфере технонауки.
1. Metodologiya eksperimenta [Tekst]: Uchebnoe posobie / E.A.Sosnin, B.N. Poyzner [Tekst]. M.: INFRA-M, 2017.
2. Algoritm izobreteniya [Tekst]: monografiya / G. Al´tshuller. Moskva : Mosk. rabochiy, 1969. 269 s.
3. Poisk novykh idey: ot ozareniya k tekhnologii : (Teoriya i praktika resheniya izobretatel´skikh zadach) [Tekst]: monografiya / G. S. Al´tshuller, B. L. Zlotin, A. V. Zusman, V. I. Filatov. Kishinev : Kartya moldovenyaske, 1989. 380 s.
4. Informatsiya i fenomen zhizni [Tekst]: monografiya / V. I. Korogodin; AN SSSR, Radiobiol. o-vo SSSR, Ob´´ed. in-t yader. issled. Pushchino, 1991. 201 s.
5. Iz nebytiya v bytie: tvorchestvo kak tselenapravlennaya deyatel´nost´ [Tekst]: monografiya / E.A. Sosnin, B.N. Poyzner; GOU VPO Tom. gos. un-t. Tomsk : STT, 2011. 519 s.
6. Osmyslennaya nauchnaya deyatel´nost´: dissertantu - o zhizni znaniy, zashchishchaemykh v forme polozheniy [Tekst]: monografiya / Sosnin E.A., Poyzner B. N.; pod red. A. V. Voytsekhovskogo. M.: RIOR : INFRA-M, 2015. 147 s. (Nauchnaya mysl´).
7. Strukturnyy analiz nauki. Problemy. Poiski. Otkrytiya [Tekst] : monografiya / A. S. Novikov. Izd. 2-e, sushchestvenno pererab. i dop. M. : LENAND, 2015. 474 s.
