Статья посвящена обзору ключевых идей учебника профессоров Э.А. Соснина и Б.Н. Пойзнера «Методология эксперимента». Сделан вывод о том, что материалы учебника являются основой нового теоретического научного направления (телеономическая методология научных исследований) и удобны для подготовки курсов лекций и методических разработок для конкретных специальностей (как естественнонаучных, так и гуманитарных).
методология эксперимента, теория целенаправленных систем, теория решения изобретательских задач, технонаука
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. Методология эксперимента [Текст]: Учебное пособие / Э.А.Соснин, Б.Н. Пойзнер [Текст]. М.: ИНФРА-М, 2017.
2. Алгоритм изобретения [Текст]: монография / Г. Альтшуллер. Москва : Моск. рабочий, 1969. 269 с.
3. Поиск новых идей: от озарения к технологии : (Теория и практика решения изобретательских задач) [Текст]: монография / Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов. Кишинев : Картя молдовеняскэ, 1989. 380 с.
4. Информация и феномен жизни [Текст]: монография / В. И. Корогодин; АН СССР, Радиобиол. о-во СССР, Объед. ин-т ядер. исслед. Пущино, 1991. 201 с.
5. Из небытия в бытие: творчество как целенаправленная деятельность [Текст]: монография / Э.А. Соснин, Б.Н. Пойзнер; ГОУ ВПО Том. гос. ун-т. Томск : STT, 2011. 519 с.
6. Осмысленная научная деятельность: диссертанту - о жизни знаний, защищаемых в форме положений [Текст]: монография / Соснин Э.А., Пойзнер Б. Н.; под ред. А. В. Войцеховского. М.: РИОР : ИНФРА-М, 2015. 147 с. (Научная мысль).
7. Структурный анализ науки. Проблемы. Поиски. Открытия [Текст] : монография / А. С. Новиков. Изд. 2-е, существенно перераб. и доп. М. : ЛЕНАНД, 2015. 474 с.
