Теория и наблюдение в науке

Джим Боген

Впервые опубликовано 6 января 2009; существенные изменения 11 января 2013.

Значительная часть используемых учёными данных получена путём наблюдения естественных или экспериментально созданных объектов, а также производимых ими эффектов. Большинство классических философских работ, посвящённых этому вопросу, принадлежат перу представителей логического позитивизма и логического эмпиризма, а также их последователей и критиков, которые обращались к тем же проблемам и принимали некоторые из их допущений, даже если и возражали против конкретных идей. В их дискуссиях об основанных на наблюдении свидетельствах наибольшее внимание, как правило, уделяется эпистемологическим вопросам о роли таких свидетельств в проверке теории. В данной статье используется тот же подход, хотя роль основанных на наблюдении свидетельств не менее важна и интересна с философской точки зрения также и в других областях, включая исследование научных открытий и использование научных теорий для решения практических проблем.

Вопросы, ответы на которые ищет классическая философская литература, посвящённая наблюдению и теории, касаются различий между поддающимися и неподдающимися наблюдению объектами, а также формы и содержания отчётов о проведённых наблюдениях и эпистемического значения полученных в результате наблюдения свидетельств для теорий, которые они должны подтвердить или опровергнуть. В данной статье эти темы рассматриваются в следующих разделах:

 

1. Введение
2. Что именно описывается в отчётах о проведённых наблюдениях?
3. Является ли наблюдение исключительно процессом восприятия?
4. Каким образом полученное в результате наблюдения свидетельство может быть теоретически нагруженным?
5. Привлекающие внимание особенности и теоретическая установка
6. Семантическая нагруженность теории
7. Операционализация и описания наблюдений
8. Является ли восприятие теоретически нагруженным?
9. Как полученные в результате наблюдений данные влияют на приемлемость теоретических утверждений?
10. Данные и явления

11. Заключение
Библиография

 

Выводы из наблюдений играли важную роль в научной практике по меньшей мере со времён Аристотеля, который упоминает разные виды наблюдений, включая препарирование животных [Aristotle(a) 763a/30–b/15; Aristotle(b) 511b/20–25]. Но до XX века, когда логические эмпирики и логические позитивисты изменили философские представления о наблюдении, оно не было предметом настолько подробного и детального обсуждения и не рассматривалось под привычным для нас углом.

Эта первая трансформация произошла при игнорировании следствий давнего различия между наблюдением и экспериментированием. Поставить эксперимент — значит изолировать и подготовить объекты и воздействовать на них в надежде получить эпистемически информативные данные. Как правило, под наблюдением подразумевали способность подмечать и отслеживать интересные частные особенности объектов, непосредственно воспринимаемых в более или менее естественных условиях или, по аналогии, объектов, непосредственно воспринимаемых в ходе эксперимента.

Смотреть на отдельную виноградину в грозди и отмечать её цвет и форму означало наблюдать её. Выдавить из ягоды сок и использовать реактивы, чтобы установить присутствие в нём химических соединений меди, означало провести эксперимент. Постановка эксперимента и оказанное в его ходе воздействие в такой степени влияют на эпистемически значимые характеристики наблюдаемых результатов эксперимента, что эпистемологи игнорировали их на собственный страх и риск. Роберт Бойль [Boyle 1661], Джон Гершель [Herschell 1830], Бруно Латур и Стив Уолгар [Latour and Woolgar 1979], Ян Хакинг [Hacking 1983], Гарри Коллинз [Collins 1985], Аллан Франклин [Franklin 1986], Питер Галисон [Galison 1897], Джим Боген и Джим Вудворд [Bogen and Woodward 1988] и Ганс-Йорг Райнбергер [Rheinberger 1997] — лишь некоторые из философов и философски мыслящих учёных, историков и социологов науки, которые серьёзно размышляли над различием между наблюдением и экспериментированием. Сторонники логического эмпиризма и позитивизма были склонны эту разницу игнорировать.

Вторая трансформация, типичная для лингвистического поворота в философии, представляла собой смещение фокуса внимания с объектов, наблюдаемых в естественном или экспериментальном окружении, на логику отчётов о проведённых наблюдениях. Такое смещение обосновывалось в первую очередь апелляцией к предположению, будто научная теория представляет собой систему предложений или элементов, подобных предложениям (пропозиций, высказываний, заявлений и т. п.), которые должны проверяться путём сопоставления с полученными в ходе наблюдения данными. Во-вторых, предполагалось, что такие сопоставления следует понимать в терминах логического вывода. Если логически установленные взаимосвязи существуют лишь между элементами, подобными предложениям, то теории должны проверяться путём сравнения не с наблюдениями или наблюдаемыми объектами, а с высказываниями, пропозициями и т. д., используемыми для описания наблюдений [Hempel 1935, 50–51; Schlick 1935].

Сторонники этой точки зрения рассуждали о синтаксисе, семантике и прагматике предложений о наблюдениях и логически выводимых взаимосвязях между предложениями о наблюдениях и теоретическими предложениями. Таким образом, они надеялись ясно сформулировать и объяснить повсеместно признаваемый авторитет лучших теорий в области естественных, социальных наук и наук о поведении. Некоторые заявления астрологов, врачей-шарлатанов и других лжеучёных пользуются широким признанием, как это происходит и в случае религиозных лидеров, которые опираются на веру и личное откровение, или правителей и чиновников, принуждающих к согласию с ними с помощью политической власти. Но такие утверждения не могут похвастаться той убедительностью, которой достигают научные теории. Сторонники логического позитивизма и эмпиризма старались объяснить это, апеллируя к объективности и доступности отчётов о наблюдениях и к логике проверок теории.

Под объективностью полученных в ходе наблюдений данных они отчасти понимали тот факт, что культурные и этнические факторы не имеют отношения к тому, что на основании отчётов о наблюдениях может быть обоснованно сказано о достоинствах теории. Понимаемая таким образом объективность была важна для проводимой логическими позитивистами и эмпириками критики нацистской идеи, будто мыслительные процессы евреев и арийцев имеют фундаментальные различия, а потому физические теории, подходящие для Эйнштейна и его соплеменников, не должны навязываться немецким студентам. В ответ на такое обоснование этнических и культурных чисток немецкой системы образования позитивисты и эмпирики заявляли, что для оценки научных теорий следует использовать полученные в ходе наблюдений данные, поскольку они объективны [Galison 1990]. Чуть менее драматичным свидетельством того, какую важность практикующие учёные приписывают объективности, являются усилия, прилагаемые ими для получения объективных данных. Более того, возможно (по крайней мере в принципе) сделать отчёты о наблюдениях и умозаключения, позволяющие получить из них выводы, доступными вниманию общественности. Если полученные в ходе наблюдений данные объективны в этом смысле, они могут дать людям базу, необходимую для принятия самостоятельных решений о том, какие теории принимать, не опираясь слепо на авторитеты.

Хотя в классической философской литературе о наблюдении проблема проверки теории является центральной, ею ни в коей мере не исчерпывается область применения полученных в результате наблюдения данных. Уже Фрэнсис Бэкон утверждал, что лучший способ получения новых сведений о природных явлениях — прибегать к опытам (термин, который он использовал применительно как к наблюдениям, так и результатам экспериментов) для развития и совершенствования научных теорий [Bacon 1620, 49ff. Значение для научного открытия полученных в результате наблюдения данных была важной темой для Уэвелла [Whewell 1858], Милля [Mill 1872] и других учёных XIX века. Совсем недавно Джуда Перл, Кларк Глимор, а также их ученики и коллеги тщательно исследовали этот вопрос в ходе разработки методов логического выведения утверждений о каузальных структурах из статистических особенностей данных, источником которых они являются [Pearl 2000; Spirtes, Glymour, and Scheines 2000].

Но подобное исследование является исключением. По большей части философы следуют за Карлом Поппером, который вопреки заглавию одной из самых известных своих книг отстаивал мнение, что не существует такой вещи, как «логика открытия» [Popper 1959, 31]. Классическая философская литература проводит резкое различие между открытием и обоснованием и в основном занимается последним. Хотя ниже больше всего внимания будет уделено вопросам проверки теории, мы также затронем проблему роли наблюдения в изобретении, развитии и корректировке теорий.

Как правило, теории представлены в виде собраний предложений, пропозиций, высказываний или убеждений и т. д., а также их логических следствий. Среди таковых присутствуют как предельно общие объяснительные и обладающие предсказательной силой законы (например, закон Кулона, описывающий притяжение и отталкивание электрических зарядов, и уравнения Максвелла), так и более скромные обобщения, описывающие конкретные естественные и экспериментальные явления (например, уравнения идеального газа, описывающие соотношение температуры и давления в ограниченном объёме газа, и общие описания закономерностей расположения астрономических тел). Наблюдения используются для проверки обоих типов обобщений.

Некоторые философы предпочитают описывать теории как собрания «состояний физических или феноменальных систем» и законов. В любой конкретной теории законы — это

…отношения между состояниями, которые в рамках теории определяют… возможное поведение феноменальных систем. [Suppe 1977, 710]

Понимаемая таким образом теория может быть адекватно представлена в более чем одной лингвистической формулировке, поскольку она не является системой предложений или пропозиций. Вместо этого она представляет собой нелингвистическую структуру, которая может функционировать как семантическая модель того, что репрезентируют её предложения или пропозиции [Suppe 1977, 221–230]. В данной статье теории рассматриваются как собрания предложений или сентенциальных структур, в которых наличествует (или отсутствует) дедуктивный вывод. Но обсуждаемые здесь вопросы точно так же встают и при понимании теорий в соответствии с семантической концепцией.

 

Один из ответов на этот вопрос предполагает, что наблюдение — процесс восприятия, а наблюдать означает смотреть, слушать, касаться, ощущать вкус или запах, отмечая детали получаемых сенсорных ощущений. Удачливые наблюдатели могут получить полезную сенсорную информацию просто благодаря тому, что они обратили внимание на происходящее вокруг них, но во многих случаях следует подготовить объекты и воздействовать на них, чтобы результаты восприятия были информативными. В любом случае предложения о наблюдении описывают или восприятие, или воспринимаемые объекты.

Наблюдатели используют увеличительные стёкла, микроскопы или телескопы, чтобы разглядеть объекты слишком маленькие или далёкие, чтобы видеть или ясно различать их. Сходным образом приборы для усиления звука используются для того, чтобы расслышать очень тихие звуки. Но если наблюдать нечто означает воспринимать это, то не каждое применение инструментов, дополняющих ощущения, может быть признано относящимся к наблюдению. Философы согласны, что можно наблюдать луны Юпитера, используя телескоп, или слышать биение сердца с помощью стетоскопа. Но такие эмпирики-минималисты, как Бас ван Фраассен [van Fraassen 1980, 16–17], отрицают, будто можно наблюдать явления, которые визуализируются только с помощью электронных (и, возможно, даже оптических) микроскопов. Многие философы не возражают против микроскопов, но находят по меньшей мере неестественным утверждение, будто исследователи, занимающиеся физикой высоких энергий, наблюдают частицы или их взаимодействия, когда смотрят на изображения, полученные в результате фотосъёмки в пузырьковых камерах; в своих убеждениях они исходят из кажущегося правдоподобным предположения, будто наблюдать можно только то, что человек непосредственно видит, слышит, осязает и т. п. Исследователи не могут ни посмотреть на пролетающую через пузырьковую камеру заряженную частицу (то есть сфокусировать ней взгляд и проследить за ней), ни увидеть её. Вместо этого они могут посмотреть на треки частиц в камере или на сделанные с её помощью фотографии (и увидеть их).

Отождествление наблюдения и сенсорных ощущений имело место на протяжении значительной части XX века, так что ещё Карл Гемпель мог охарактеризовать научную деятельность как попытку предсказать и объяснить то, что воспринимается чувствами [Hempel 1952, 653]. Это должно было достигаться благодаря законам или законоподобным предложениям, а также описаниям исходных условий, правилам соответствия и вспомогательным гипотезам, позволяющим получать высказывания о наблюдениях, описывающие интересующие исследователя чувственно воспринимаемые данные. Проверка теории понималась как сравнение предложений, в которых описываются реально проведённые наблюдения, с предложениями о наблюдениях, которые должны были быть истинными в соответствии с проверяемой теорией. Это делает необходимой постановку вопроса о том, что именно сообщают предложения о наблюдениях. Даже несмотря на то, что учёные часто фиксируют свои данные несентенциально, например, в форме рисунков, графиков и числовых таблиц, кое-что из сказанного Гемпелем о значениях предложений о наблюдениях также применимо к несентенциальной фиксации наблюдений.

Согласно тому, что Гемпель называет феноменалистским подходом, отчёты о наблюдениях описывают субъективные сенсорные ощущения наблюдателя.

…Такие эмпирические данные могли бы быть представлены как ощущения, восприятия и тому подобные феномены непосредственных ощущений. [Hempel 1952, 674]

Эта точка зрения основана на предположении, что эпистемическая ценность отчёта о наблюдении зависит от его истинности и точности, а когда речь идёт о восприятии, единственное, что наблюдатели точно знают, это то, как происходящее выглядит для них. Это означает, что мы не можем быть уверены в том, что отчёты о наблюдении истинны или точны, если они описывают что-либо выходящее за границы собственных сенсорных ощущений наблюдателя. Уверенность исследователя в выводе, предположительно, не должна превышать его уверенность в его самых убедительных причинах верить в этот вывод. Для сторонника феноменалистского подхода из этого следует, что данные, полученные благодаря субъективным ощущениям, могут дать более убедительные основания для веры в подкрепляемые ими утверждения, чем данные, полученные из других источников. Более того, если бы К. И. Льюис был прав, когда полагал, что суждения о вероятностях не могут быть выведены из сомнительных данных [Lewis 1950, 182], высказывания о наблюдениях не имели бы доказательной силы, если бы только они не сообщали о субъективных ощущениях наблюдателя [1].

Но, принимая во внимание ограничения выразительной способности языка, доступного для описания субъективного опыта, мы не можем надеяться, что феноменалистские сообщения будут достаточно точны и недвусмысленны, чтобы проверить теоретические утверждения, оценка которых требует тщательных и тонких перцептивных различений. Что ещё хуже, если описываемые наблюдателем ощущения непосредственно доступны лишь самому наблюдателю, можно усомниться в том, что различные люди способны в точности так же понять одно и то же описывающее наблюдение предложение. Предположим, вам надо оценить заявление, основываясь на чьём-то субъективном описании того, как раствор лакмуса выглядел, когда в него капнули жидкость неизвестной кислотности. Как вы можете решить, были ли визуальные ощущения вашего коллеги такими, какие бы вы описали, используя те же слова?

Эти размышления заставили Гемпеля предположить, в противовес сторонникам феноменалистского подхода, что описывающие наблюдение предложения сообщают «непосредственно наблюдаемые», «интерсубъективно устанавливаемые» факты о физических объектах:

…такие как совпадение стрелки инструмента с пронумерованным делением шкалы, изменение цвета исследуемого вещества или кожи пациента, щёлканье усилителя, соединённого с счётчиком Гейгера и т. д. [Ibid.]

Наблюдателям подчас и в самом деле сложно точно определить положение стрелки или изменение цвета, но подобные вещи лучше поддаются точному, интерсубъективно понятному описанию, чем субъективный опыт. Точность и степень интерсубъективного согласия, необходимая в каждом конкретном случае, зависит от предмета исследования и того, как предложение о наблюдении используется для вынесения суждений об этом предмете. Но при прочих равных условиях мы не можем ожидать, что данные, приемлемость которых зависит от проведения тонких субъективных отличий, будут столь же достоверны, как и данные, приемлемость которых зависит от фактов, которые можно установить интерсубъективно. Подобным же образом обстоит дело с несентенциальными отчётами; рисунок, изображающий, где, по мнению наблюдателя, расположен указатель, может оказаться более надёжным и понятным, чем рисунок, стремящийся передать субъективное визуальное восприятие указателя наблюдателем.

То, что научное исследование редко бывает делом одного человека, подразумевает, что исследователь должен иметь возможность использовать прагматические соображения, чтобы уточнить вопросы о том, что сообщают отчёты о наблюдениях. Цели научных утверждений, особенно тех, которые имеют практическое и общественно значимое применение, достигаются наилучшим образом, если эти утверждения проходят публичную проверку. Более того, развитие и применение научной теории обычно требует сотрудничества и во многих случаях стимулируется конкуренцией. Это, а также тот факт, что исследователи должны быть согласны принять некие данные прежде, чем они с их помощью проверят теоретическое утверждение, налагает на отчёты о наблюдениях прагматическое условие: отчёт о наблюдении должен быть таким, чтобы исследователи могли относительно быстро и легко достичь соглашения о том, возможно ли проверить теорию исходя из этих данных (ср. [Neurath 1913]). Фейерабенд воспринимает это требование достаточно серьёзно для того, чтобы характеризовать предложения о наблюдениях прагматически: как то, чему присуща высокая разрешимость. Чтобы быть высказыванием о наблюдении, говорит он, высказывание должно быть таким, чтобы его истинность или ложность не были необходимыми, и при том таким, чтобы компетентный носитель соответствующего языка мог быстро и однозначно решить, принять его или отвергнуть, на основании того, что он видит, слышит и т. д. в соответствующих условиях наблюдения [Feyerabend 1959, 18ff].

Требование быстрой и простой разрешимости, а также всеобщего согласия, лучше согласуется с тем, что Гемпель говорит о предложениях о наблюдении, а не с тем, что говорят сторонники феноменалистского подхода. Но не следует опираться на данные, единственным достоинством которых является их широкое признание. Предположительно, данные должны иметь дополнительные особенности, благодаря которым они могут выступать в качестве эпистемически надёжного пути к определению приемлемости теории. Если эпистемическая надёжность требует уверенности, это требование свидетельствует в пользу сторонников феноменалистского подхода. Но даже если надёжность не требует уверенности, она не то же самое, что быстрая и простая разрешимость. Философам следует разобраться, каким образом два этих требования могут быть одновременно удовлетворены.

 

Многие из исследуемых учёными объектов не взаимодействуют с человеческими органами чувств так, как нужно, чтобы получить соответствующие сенсорные ощущения. Методы, которые используются для изучения таких объектов, свидетельствуют против идеи — какой бы правдоподобной она некогда не казалась — будто учёные опираются или должны опираться исключительно на их собственное восприятие, чтобы получить данные, в которых нуждаются. Так, Фейерабенд предложил мысленный эксперимент: если бы измерительная аппаратура была настроена на то, чтобы регистрировать величину какого-то параметра, интересующего исследователя, результаты измерения подходили бы для проверки теории не меньше, чем отчёты о том, что воспринято человеком [Feyerabend 1969, 132–137].

Фейерабенд мог бы подкрепить свой тезис не мысленными экспериментами, а историческими примерами. Столетием ранее Гельмгольц оценивал скорость возбуждающих импульсов, проходящих по двигательному нерву. Чтобы инициировать импульсы, скорость прохождения которых можно бы было измерить, он имплантировал электрод в конец нервного волокна и подавал на него ток с катушки. Другой конец был присоединён к мышечному волокну, сокращение которого сообщало о прибытии импульса. Чтобы понять, сколько времени потребовалось импульсу, чтобы достичь мышечного волокна, нужно было знать, когда стимулирующий ток достигнет нерва. Но

…наши чувства неспособны непосредственно воспринять столь короткий отрезок времени…

и потому Гельмгольцу пришлось прибегнуть к тому, что он называл «искусственным методом наблюдения» [Olesko and Holmes 1994, 84]. Это означало, что ему пришлось устроить все так, чтобы идущий от катушки ток вызывал отклонение стрелки гальванометра. Если предположить, что степень отклонения пропорциональна продолжительности прохождения тока от катушки, то Гельмгольц мог использовать это отклонение для вычисления продолжительности, которую он не мог заметить [Ibid.]. Это «искусственное наблюдение» не следует путать с, например, использованием увеличительных стёкол или телескопов для того, чтобы разглядеть крошечные или отдалённые объекты. Такие устройства позволяют наблюдателю в подробностях рассмотреть видимые объекты, тогда как продолжительность прохождения тока настолько мала, что её невозможно заметить. Гельмгольц изучал ей опосредованно. (В XVII веке Гук [Hooke 1705, 16–17] отстаивал право этого метода на существование и конструировал инструменты, позволяющие его использовать.) Смысл мысленного эксперимента Фейерабенда и вводимого Гельмгольцем различения между восприятием и искусственным методом наблюдения состоит в том, что практикующие учёные с лёгкостью называют предметом наблюдения то, что регистрируется их экспериментальным оборудованием, даже если они не воспринимают или не могут воспринять эти объекты непосредственно при помощи органов чувств.

Некоторые данные получаются путём таких сложных действий, что непросто понять, что именно является объектом наблюдения (если такой объект вообще есть). Давайте посмотрим на изображения, полученные методом функциональной магнитно-резонансной томографии, где разные цвета используются для обозначения степени электрической активности различных отделов головного мозга во время решения когнитивной задачи. Чтобы получить эти изображения, на мозг испытуемого воздействуют короткими магнитными импульсами. Магнитное поле воздействует на прецессию протонов в гемоглобине и других физиологических веществах, заставляя их испускать радиосигналы достаточно сильные для того, чтобы приборы могли их зафиксировать. Когда магнитное поле ослабевает, скорость снижения сигналов от протонов в сильно насыщенном кислородом гемоглобине заметно отличается от скорости снижения сигналов, поступающих от крови, менее насыщенной кислородом. С помощью сложных алгоритмов, применяемых для анализа записи радиосигналов, можно оценить уровень насыщения крови кислородом в отделах мозга, из которых, как следует из вычислений, эти сигналы поступают. Есть основание полагать, что кровь, поступающая от возбужденных нейронов, несёт заметно больше кислорода, чем кровь вблизи покоящихся нейронов. Предположения относительно значимых пространственных и временных соотношений внутри небольших областей головного мозга используются для оценки уровня их электрической активности, соответствующей пикселям законченного изображения. В результате всех этих вычислений определённые цвета приписываются пикселям созданного компьютером изображения головного мозга. Роль ощущений исследователя в получении данных методом функциональной магнитно-резонансной томографии сводится к наблюдению за приборами и присмотру за пациентом. Их эпистемическая роль ограничена различением цветов на готовом изображении, чтении используемых компьютером цветовых таблиц и т. п.

Если изображения, полученные в результате функциональной магнитно-резонансной томографии, записывают наблюдения, то сложно сказать, что именно является объектом наблюдения: активность нейронов, уровень насыщения крови кислородом, прецессия протонов, радиосигналы или что-то ещё. (Если объект наблюдения существует, то радиосигналы, напрямую воздействующие на оборудование, кажется, подходят на эту роль лучше уровня кислорода в крови или активности нейронов.) Более того, идею записи наблюдений с помощью изображений, получаемых методом магнитно-резонансной томографии, трудно примирить с традиционными представлениями эмпириков, согласно которым расчёты, основанные на теоретических предположениях и убеждениях, не должны применяться в процессе получения данных, как бы они ни были нужны для того, чтобы делать выводы на основании этих данных (а иначе объективность может быть утрачена). Для получения изображений с помощью фМРТ требуется значительная статистическая обработка, основанная на теориях о радиосигналах и многочисленных факторах, имеющих отношение к их регистрации, а также убеждении, что существует связь между уровнем насыщения крови кислородом и активностью нейронов, представлении об источниках систематической погрешности и т.  п.

Поэтому функциональное изображение мозга настолько отличается от, например, рассматривания, фотографирования и измерения с помощью термометра или гальванометра, что будет практически бессмысленным называть его наблюдением. То же самое касается многих других методов, используемых учёными для получения данных, не воспринимаемых при помощи органов чувств.

В философских сочинениях такие термины, как «наблюдение» и «отчёты о наблюдении», появляются гораздо чаще, чем в работах практикующих учёных, которые вместо этого склонны говорить о данных. Философы, использующие этот термин, могут, если им так хочется, представлять себе стандартные примеры наблюдений частью обширного, разнообразного и продолжающего расти множества методов получения данных. Тогда они смогут сконцентрироваться на эпистемическом влиянии факторов, характеризующих различные методы из этого множества, вместо того, чтобы стараться решить, какие методы классифицировать как методы наблюдения и какие объекты — как объекты наблюдения. В частности, они смогут сосредоточить внимание на том, на какие вопросы могут дать ответы данные, полученные с помощью конкретного метода, что следует сделать, чтобы использовать эти данные плодотворно, и какова достоверность полученных с их помощью ответов.

Интересно, что отчёты о непосредственном наблюдении не всегда являются с эпистемической точки зрения более ценными, чем данные, полученные с помощью экспериментального оборудования. Действительно, исследователи нередко используют неперцептивные данные, чтобы оценить перцептивные и исправить ошибки в них. Например, Резерфорд и Петтерссон проводили схожие эксперименты, чтобы понять, расщепляются ли некоторые вещества при радиоактивном облучении, испуская заряженные частицы. Чтобы обнаружить излучение, наблюдатели отмечали на экране сцинтилляторного счётчика крошечные вспышки, производимые ударами частиц. Ассистенты Петтерссона сообщали, что видели такие вспышки при исследовании силикона и других элементов. Ассистенты Резерфорда их не заметили. Коллега Резерфорда, Джеймс Чедвик, посетил лабораторию Петтерссона, чтобы оценить полученные им данные. Вместо того чтобы смотреть на экран и таким образом проверить данные Петтерссона, он незаметно для смотревших на экран ассистентов Петтерсона перенастроил оборудование так, что даже если бы частицы и появились, они не могли ударить по экрану. Данные Петтерссона были дискредитированы тем, что его ассистенты в обоих случаях сообщали о вспышках примерно с одинаковой частотой [Steuwer 1985, 284–288].

Сходные соображения применимы и когда речь идёт о различии между поддающимися и неподдающимися наблюдению предметами исследования. Некоторые данные следует получить для того, чтобы ответить на вопросы об объектах, которые сами по себе не регистрируются чувствами или экспериментальным оборудованием. В связи с этим часто говорят о потоках солнечных нейтрино. Нейтрино не могут напрямую воздействовать на наши чувства или измерительные приборы, и зарегистрировать их присутствие невозможно. Испускаемые потоки изучались благодаря захвату нейтрино и их взаимодействию с хлором, в результате чего возникал радиоактивный изотоп аргона. Затем экспериментаторы могли рассчитать испускаемые потоки солнечных нейтрино, опираясь на измерения радиоактивности изотопа с помощью счётчика Гейгера. Эпистемическое значение недоступности нейтрино для наблюдения зависит от факторов, имеющих отношение к надёжности данных, которые исследователи смогли получить, и их достоверности как источника информации о потоках. Эта достоверность помимо прочего будет зависеть от правильности представлений исследователей о том, как нейтрино взаимодействуют с хлором [Pinch 1985]. Однако существуют недоступные для наблюдения предметы, которые невозможно обнаружить, и об особенностях которых невозможно сделать вывод на основании каких бы то ни было данных. Это — единственные эпистемически недостижимые неподдающиеся наблюдению объекты. Останутся ли они такими, зависит от того, смогут ли учёные понять, как получить данные для их изучения.

 

Томас Кун, Норвуд Хансон, Пол Фейерабенд и другие с подозрением относились к объективности данных, полученных в результате наблюдения, подвергая сомнению предположение, будто наблюдатели могут избежать предвзятости, обусловленной «парадигмой», которой они придерживаются, или теоретическими предпосылками. Несмотря даже на то, что в некоторых их примерах используются данные, полученные с помощью оборудования, они склонны говорить о наблюдении как о перцептивном процессе. Как писал Хансон, «в том, что мы видим, уже содержится теория» [Hanson 1958, 19].

В сочинениях Куна есть три разные версии этой идеи.

K1. Теоретическая нагруженность восприятия. Специалисты в области психологии восприятия, Брюнер и Постман, обнаружили, что испытуемые, которым быстро показывали неправильные игральные карты, например, чёрную четвёрку червей, сообщали, что они видели обычную карту, например, красную четвёрку червей. Требовалось показать им неправильную карту несколько раз, чтобы они, наконец, заметили, что она выглядит не так, как надо, и правильно её описали [Kuhn 1962, 63]. По утверждению Куна, такие исследования показывают, что предметы выглядят по-разному для разных наблюдателей с разными понятийными схемами. Если это так, то чёрная четвёрка червей не выглядит как чёрная четвёрка червей до тех пор, пока повторяющееся наблюдение не позволит испытуемым сформировать идею чёрной четвёрки червей. По аналогии, — предположил Кун, — когда работающие в конфликтующих парадигмах наблюдатели смотрят на один и тот же предмет, их понятийные ограничения не позволяют им получить одинаковый визуальный опыт [Kuhn 1962, 111, 113–114, 115, 120–1]. Это, например, означало бы, что если бы Пристли и Лавуазье наблюдали за проведением одного и того же эксперимента, Лавуазье увидел бы то, что соответствовало его теории о возгорании и дыхании как процессах окисления, в то время как визуальный опыт Пристли согласовывался бы с его теорией, согласно которой горение и дыхание — процессы высвобождения флогистона.

K2. Семантическая нагруженность восприятия. Кун утверждал, что теоретические предпосылки оказывают существенное влияние на описание наблюдений и то, как они понимаются [Kuhn 1962, 127ff]. Если это так, сторонники калорического описания теплоты не будут описывать наблюдаемые результаты экспериментов с теплотой или понимать описания таких результатов так же, как исследователи, которые думают о теплоте в терминах средней кинетической энергии или излучения. Они могут использовать для сообщения о наблюдении одинаковые слова (например, «температура»), понимая их при этом по-разному.

K3. Привлекающие внимание особенности. Кун утверждал, что если бы Галилей и физик-аристотелик наблюдали бы один и тот же эксперимент с маятником, они бы смотрели и обращали внимание на разные вещи. Аристотелевская парадигма потребовала бы от экспериментатора измерить

…вес камня, высоту, на которую тот был поднят, и время, потребовавшееся ему на достижение состояния покоя [Kuhn 1992, 123],

и проигнорировать радиус, угловое смещение и период колебания [Kuhn 1962, 124].

Галилей обратил бы внимание на последние, поскольку рассматривал бы колебания маятника как принудительные круговые перемещения. Привлёкшие внимание Галилея величины не заинтересовали бы аристотелика, который рассматривает камень как предмет, вынужденно падающий к центру земли [Kuhn 1962, 123]. Так Галилей и учёный-аристотелик собрали бы разные данные. (При отсутствии записей о проведённых аристотеликами экспериментах с маятником мы можем рассматривать это как мысленный эксперимент.)

 

Если рассматривать K1, K2 и K3 в порядке возрастания правдоподобия, K3 указывает на важный для научной практики факт. Получение данных (включая постановку и проведение эксперимента) находится под значительным влиянием базовых представлений исследователей. Иногда таковые включают теоретические предпосылки, из-за которых экспериментаторы получают не способствующие приросту знаний или приводящие к заблуждениям данные. В других случаях они могут привести к тому, что экспериментаторы проигнорируют полезные сведения или даже не сумеют их получить. Например, чтобы получить данные об оргазмах, испытываемых самками медвежьих макак, один исследователь подключил подопытных самок к приборам, регистрирующим оргазменные сокращения мышц, учащение сердечного ритма и т. д. Но, как сообщает Элизабет Ллойд, исследователь подключил к прибору самцов макак, изменение сердечного ритма которых давало сигнал к началу записи женского оргазма. Когда я указала, что подавляющее большинство оргазмов самки медвежьих макак получали в результате сексуальных взаимодействий с другими самками, он ответил, что ему это известно, но что его интересуют только важные оргазмы [Lloyd 1993, 142]. Хотя оргазм во время полового акта с самцом нехарактерен для самок медвежьих макак, на постановку эксперимента оказало влияние убеждение, что особенности женской сексуальности следует изучать лишь в связи с их репродуктивным значением [Lloyd 1993, 139].

К счастью, такое происходит не всегда. Оказавшись под влиянием предрассудков, исследователи, в конце концов, часто находят в себе силы внести исправления и оценить значение данных, поначалу не привлёкших их внимание. Таким образом, парадигмы и теоретические предпосылки действительно воздействуют на то, что именно привлекает внимание исследователей, но это воздействие не является ни неизбежным, ни непоправимым.

 

Говоря о семантической нагруженности теории (K2), важно иметь в виду, что наблюдатели не всегда используют для сообщений о результатах наблюдений и экспериментов повествовательные предложения. Вместо этого они часто рисуют, фотографируют, делают аудиозаписи и т. д. или настраивают свои экспериментальные устройства таким образом, чтобы они выдавали данные, используя диаграммы, графические изображения, числовые таблицы и другие несентенциальные формы записи. Понятийные возможности и теоретическая предвзятость исследователей, несомненно, может оказать эпистемически значимое влияние на то, что они регистрируют (или на регистрацию чего они настраивают своё оборудование), какие детали включают в отчёт или акцентируют и какие формы изложение материала избирают [Daston and Galison 2007, 115–190, 309–361]. Но разногласия по поводу эпистемического значения диаграммы, рисунка или других несентенциальных данных часто возникают из-за вопросов о причинно-следственных связях, а не о семантике. Анатомам может быть нужно решить, показывает ли тёмное пятнышко на микроснимке случайный эффект, возникший в процессе окраски тканей, или оно появилось в результате того, что свет отразился от анатомически значимой структуры. Физиков может заинтересовать, отражает ли «всплеск» на записи показаний счётчика Гейгера воздействие радиации, которое они хотят отследить, или кратковременное изменение радиационного фона. Химики могут быть озабочены чистотой образцов, используемых для получения данных. Такого рода вопросы не носят семантический характер, и потому представлять их как семантические вопросы, для которых релевантен тезис K2, непродуктивно. Возможно, философы конца XX века игнорировали такие случаи и преувеличивали значение семантической нагруженности теории, поскольку думали о проверке теорий с точки зрения дедуктивных отношений между теоретическими предложениями и предложениями о наблюдениях.

В случае сентенциальных отчётов о наблюдениях семантическая нагруженность теории встречается реже, чем можно бы было ожидать. Интерпретация вербальных сообщений часто зависит скорее от представлений о причинно-следственных связях, чем от значений знаков. Вместо того чтобы беспокоиться о значении слов, используемых для описания их наблюдений, учёные, вероятно, будут озабочены тем, не выдумали ли наблюдатели что-нибудь и не придержали ли какую-нибудь информацию, не является ли какая-нибудь деталь (или сразу несколько деталей) явлением, порождённым условиями наблюдения, не были ли используемые образцы нетипичными и т. п.

Парадигмы Куна являются разнородными собраниями экспериментальных практик, теоретических принципов, отобранных для исследования проблем, подходов к их решению и т. д. Взаимосвязи между компонентами парадигмы достаточно гибки, чтобы позволить исследователям, в корне несогласным друг с другом по поводу одного или нескольких теоретических положений, прийти к согласию касательно постановки, проведения и записи результатов их экспериментов. Вот почему нейроучёные, спорившие о том, являются ли нервные импульсы электрическими, могли измерять одни и те же электрические параметры и не считать поводом для разногласий точность отчётов о наблюдениях и лингвистическое значение таких терминов, как «потенциал», «сопротивление», «электрическое напряжение» и «ток».

 

Вопросы, затрагиваемые в данном разделе, являются отдалёнными лингвистическими производными проблем, встающих в связи с представлением Локка, согласно которому обыденные и научные понятия (эмпирики называют их идеями) получают своё содержание из опыта [Locke 1700, 104–121, 162–164, 404–408].

Глядя на пациента, покрытого красной сыпью, страдающего от жара и т. д., исследователь может сообщить, что видит сыпь и показания термометра, или симптомы кори, или человека, больного корью. Наблюдая за каплей неизвестной жидкости, упавшей в раствор лакмуса, исследователь может сообщить, что видит изменение цвета, жидкость с уровнем PH ниже 7 или кислоту. То, какое описание результатов проверки подойдёт лучше, зависит от того, как были операционализированы соответствующие понятия. То, что в соответствии с одной операционализацией позволяет наблюдателю сообщить, что он наблюдает случай кори, в соответствии с другой операционализацией позволяет лишь констатировать симптомы.

Соглашаясь с мнением Перси Бриджмена, что

…в целом под понятием мы имеем в виду всего лишь набор операций; понятие синонимично соответствующему набору операций [Bridgman 1927, 5],

можно предположить, что операционализации являются определениями или смысловыми правилами, такими, что аналитически верным, к примеру, будет считать кислой любую жидкость, окрашивающую лакмус в красный цвет. Но для реальной научной практики более точным будет считать операционализации такими правилами применения понятий, когда и правила, и их применение могут быть подвергнуты ревизии на основании новых эмпирических или теоретических сведений. В этом смысле операционализировать означает вводить в действие вербальные и тому подобные практики, чтобы позволить учёным делать свою работу. Таким образом, операционализации чувствительны к открытиям, влияющим на их полезность, и на основании этого подвержены изменениям [Feest 2005].

Относится это к определению или нет, исследователи, работающие в различных исследовательских традициях, могут научиться сообщать о своих наблюдениях так, чтобы не вступать в конфликт с противоречащими друг другу операционализациями. Так, вместо того, чтобы научить учёных описывать то, что они видят в пузырьковой камере, как светлую полоску или след, можно научить их говорить, что они видят след частицы или даже саму частицу. Это может отражать то, что имел в виду Кун, предполагая, что некоторые наблюдатели могут обоснованно утверждать, будто видели кислород (хотя он прозрачен или бесцветен) или атомы (хотя они невидимы) [Kuhn 1962, 127ff]. Напротив, можно возразить, что не следует смешивать то, что человек видит, с тем, что он обучен говорить, когда это видит, а потому утверждение, будто вы видите бесцветный газ или невидимую частицу, может быть не чем иным, как образным способом сказать то, что некоторые операционализации позволяют наблюдателям сказать. Если продолжить это возражение, то в строгом смысле слова термин «отчёт о наблюдении» следует оставить для описаний, нейтральных в отношении противоречащих друг другу операционализаций.

Если полученные в результате наблюдений данные являются всего лишь высказываниями, соответствующими условиям всеобщего согласия Фейерабенда, значение тезиса о семантической нагруженности теории зависит от того, насколько быстро и для каких предложений достаточно компетентные носители языка, придерживающиеся различных парадигм, могут без привлечения теоретических соображений согласиться, что признавать и что отвергать. Некоторые полагают, что возможно достичь степени согласия, достаточной для гарантии объективности полученных в результате наблюдения данных. Другие так не считают. А некоторые стремятся найти другие стандарты объективности.

 

Приведённый выше пример с экспериментами Петтерссона и Резерфорда со сцинтиллятором свидетельствует о том, что наблюдатели, работающие в разных лабораториях, иногда сообщают, что в одних и тех же условиях они видят разные вещи. Вероятно, их ожидания влияют на отчёты. Кажется правдоподобным, что их ожидания сформированы их образованием и тем, как принятая теория влияет на поведение их начальников и коллег. Но, как происходило и в других случаях, все участники дискуссии согласились отвергнуть полученные Петтерссоном данные, не отказываясь от своих теоретических предпосылок, потому что эти данные были получены в результате механических манипуляций, которые обе лаборатории могли осуществить и проинтерпретировать одинаково.

Более того, сторонники несовместимых теорий в результате наблюдений часто получают удивительно сходные данные. Сколько бы они не спорили о природе дыхания и горения, Пристли и Лавуазье представляли сходные отчёты о том, как долго оставались в живых их мыши и горели их свечи под стеклянными колпаками. Пристли учил Лавуазье, как измерять содержание флогистона в неизвестном газе. Образец испытуемого газа нагнетался в градуированную пробирку, наполненную водой, и опрокидывался над водяной баней. Отметив уровень воды, оставшейся в пробирке, наблюдатель добавляет «азотистый воздух» (который мы называем окисью азота) и снова проверяет уровень воды. Пристли, полагавший, что кислорода не существует, считал, что изменение уровня воды указывает на то, сколько флогистона содержит газ. Лавуазье описывал наблюдения тех же изменений уровня воды, что и Пристли, даже после того как отверг теорию флогистона и пришёл к убеждению, что эти изменения указывают на содержание свободного кислорода [Conant 1957, 74–109].

Смысл этих примеров в том, что хотя парадигмы или теоретические предпосылки иногда оказывают эпистемически значимое влияние на то, что воспринимают наблюдатели, последствия этого могут быть сравнительно просто устранены или исправлены.

 

Типичные ответы на этот вопрос гласят, что приемлемость теоретических утверждений зависит от того, являются ли они истинными (приблизительно верными, вероятными или значительно более вероятными, чем прочие) или «спасают» наблюдаемые феномены. Затем делается попытка объяснить, как полученные в ходе наблюдения данные свидетельствуют за или против обладания одним или более из перечисленных достоинств.

Истина. Естественно считать, что при равной вычислимости, области применения и т. д. истинные теории лучше ложных, хорошие приближения лучше плохих, а более вероятные теоретические утверждения заслуживают того, чтобы им отдавали первенство перед менее вероятными. Одним из способов решить, является ли теория или теоретическое утверждение истинным, близким к истине или достаточно вероятным, является выведение из него предсказаний и использование полученных при наблюдении данных для их проверки. Сторонники подтверждения с помощью гипотетико-дедуктивного метода предполагают, что полученные при наблюдении данные подкрепляют истинность теорий, чьи дедуктивные следствия они подтверждают, и опровергают те, чьи следствия фальсифицируют [Popper 1959, 32–34]. Но из законов и теоретических обобщений редко следуют (если вообще следуют) предсказания о наблюдениях, если только они не сочетаются с одной или более вспомогательными гипотезами, позаимствованными из теории, к которой они принадлежат. Когда прогноз оказывается неверным, стороннику гипотетико-дедуктивных теорий подтверждения нелегко объяснить, почему это случилось. Если теория гарантирует верный прогноз, она будет его гарантировать и в сочетании с произвольно выбранными не относящимися к делу утверждениями. Проблема для гипотетико-дедуктивных теорий подтверждения состоит в том, чтобы объяснить, почему предсказание, подтверждающее интересующую исследователя теорию, не подтверждает одновременно с этим не относящиеся к делу утверждения.

Игнорируя существенные и маловажные детали, теории, трактующие подтверждение как самообоснование, утверждают, что отчёт о наблюдении подтверждает теоретическое обобщение, если конкретное обобщение следует из отчёта о наблюдении и сочетается со вспомогательными гипотезами, выводимыми из той теории, о подтверждении которой идёт речь. Наблюдение свидетельствует против теоретического утверждения, если из сочетания отчета о наблюдении и вспомогательных гипотез, выводимых из данной теории, логически следует противоположное утверждение. Как и в случае гипотетико-дедуктивных теорий подтверждения, здесь наблюдение подтверждает или опровергает теоретическое утверждение только на основании допущения, что вспомогательные гипотезы являются истинными [Glymour 1980, 110–175].

Последователи Байеса придерживаются мнения, что доказательное значение полученных в результате наблюдения данных для теоретического утверждения следует понимать в терминах правдоподобия или условной вероятности. Например, на вопрос о том, подкрепляют ли полученные при наблюдении данные теоретическое утверждение, можно ответить в зависимости от того, является ли это утверждение более вероятным (и если да, то насколько более вероятным), чем его отрицание, на основании описания не только полученных данных, но и предшествующих им ранее принятых убеждений, включая теоретические предпосылки. Но по теореме Байеса условная вероятность интересующего нас утверждения будет отчасти зависеть от того, какова была предшествующая получению новых данных вероятность этого утверждения. И опять, то, как данные используются для оценки теории, частично зависит от теоретических предпосылок, из которых исходит исследователь [Earman 1992, 33–86; Roush 2005, 149–186].

Фрэнсис Бэкон [Bacon 1620, 70] говорил, что допустить, чтобы приверженность исследователя некой теории определяла, что этот исследователь рассматривает как эпистемическую значимость полученного в результате наблюдения доказательства этой самой теории, является, пожалуй, грехом большим, чем полное игнорирование доказательства. Сторонники гипотетико-дедуктивных теорий подтверждения, теории самоподтверждения, метода Байеса и других теорий подтверждения рискуют навлечь на себя неодобрение Бэкона. Согласно им всем, сторонники соперничающих теорий, возможно, имеют право не соглашаться относительно того, как полученные при наблюдениях данные относятся к одним и тем же утверждениям. Кстати говоря, истории и в самом деле известны случаи таких разногласий. Значение этого факта зависит от того, могут ли подобные разногласия быть разрешены, и если могут, то как. Поскольку некоторые компоненты теории логически и в какой-то степени вероятностно независимы друг от друга, сторонники соперничающих теорий часто могут найти способы достаточно легко договориться о вспомогательных гипотезах и предшествующих вероятностях, чтобы на основании полученных в ходе наблюдения свидетельств приходить к одинаковым выводам.

Спасение феноменов. Считается, что теории спасают феномены, если они удовлетворительным образом их предсказывают, описывают или систематизируют. То, насколько хорошо теория решает эти задачи, необязательно зависит от истинности или точности её оснований. Так, согласно предисловию Озиандера к сочинению Коперника «О вращении небесных сфер», классической цитате, касающейся этой проблемы, астрономы «никоим образом не могут достичь истинных причин» закономерностей, которым подчиняются доступные наблюдению астрономические явления, и должны удовлетвориться спасением феноменов, то есть использованием

…любых гипотез, позволяющих… [им] на основании принципов геометрии правильно вычислять как будущее, так и прошлое [Osiander 1543, XX].

Теоретикам следует использовать эти предположения как инструменты вычисления, не вынося решений об их истинности. В частности, предположение, будто планеты вращаются вокруг Солнца, следует оценивать только на основании того, насколько это полезно для достаточно точного вычисления их наблюдаемого взаиморасположения.

В работе «Физическая теория: её цель и строение» Пьера Дюгема сформулирована сходная идея. Для Дюгема физическая теория

…является системой математических теорем, выводимых из небольшого количества аксиом, цель которых — представить набор экспериментальных законов настолько просто, полно и точно, насколько только возможно. [Duhem 1906, 19]

«Экспериментальные законы» — это обобщённые математические описания наблюдаемых результатов экспериментов. Исследователи получают их, выполняя измерения и другие экспериментальные операции и приписывая воспринимаемым результатам символические обозначения согласно заранее введённым операциональным определениям [Duhem 1906, 19]. Для Дюгема основная функция физической теории состоит в том, чтобы помочь нам сохранять и извлекать информацию о доступных наблюдению предметах, следить за которыми мы в противном случае были бы не в силах. Если в этом и заключается цель существования теории, её главным достоинством должна быть экономия интеллектуальных усилий. Теоретикам надлежит заменять отчёты об отдельных наблюдениях экспериментальными законами и выводить законы более высокого уровня (чем их меньше, тем лучше), из которых могут быть математически выведены экспериментальные законы (чем больше, тем лучше) [Duhem 1906, 21ff].

Можно проверить, насколько точны и полны относящиеся к теории экспериментальные законы, сравнив их с полученными при наблюдении данными. Пусть ЭЗ будет одним или более экспериментальным законом, который достаточно хорошо проходит такие проверки. Тогда законы более высокого уровня могут быть оценены на основании того, насколько удачно они интегрируют ЭЗ в теорию. Некоторые данные, которые не соответствуют интегрированным экспериментальным законам, окажутся недостаточно интересными, чтобы привлечь внимание исследователя. Другие данные придётся согласовывать с теорией, заменяя или изменяя один или более экспериментальный закон. Если требуемые дополнения, изменения или замещения приводят к тому, что экспериментальные законы становится сложнее интегрировать в теорию, данные свидетельствуют против неё. Если необходимые изменения ведут к лучшей систематизации, данные свидетельствуют в пользу теории. Если требуемые изменения не меняют положения дел, то данные не свидетельствуют ни за, ни против теории.

 

К несчастью для всех этих идей о проверке теорий данные обычно получаются способами, которые делают очень сложным их прогнозирование на основании обобщений, для проверки которых они используются, или выведение таких обобщений из этих данных, а не из произвольных вспомогательных гипотез. В самом деле, в любом наборе большого количества точных нумерических данных есть такие, которые не согласуются между собой и исходя из которых тем более нельзя сделать количественного предсказания. Это происходит потому, что точные, доступные общественности данные, как правило, могут быть получены только посредством процесса, результаты которого отражают влияние каузальных факторов, слишком многочисленных, разнообразных и нерегулярных, чтобы их могла объяснить какая-нибудь одна теория. Когда Бернард Кац регистрировал электрическую активность препаратов нервного волокна, на численные значения его данных влияли специфические особенности его гальванометров и других приборов, различие между положением стимулирующих и записывающих электродов, которые должны были быть введены в нерв, физиологические последствия их введения и изменения состояния нерва, который разрушался в ходе эксперимента. Исследователи по-разному проводили этот эксперимент. Приборы вибрировали из-за множества не поддающихся учёту причин: от случайных источников погрешности до тяжёлых шагов учителя Каца, Арчибальда В. Хилла, поднимавшегося и спускавшегося по лестнице за стеной лаборатории. Это лишь краткий перечень сложностей. Дело усугублялось ещё и тем, что многие из этих факторов влияли на данные, будучи составными элементами неподдающихся учёту, временных и нерегулярных последовательностей каузальных воздействий.

Что касается видов данных, которые должны представлять интерес для философов физики, давайте представим, какое множество внешних причин влияет на данные об излучении в эксперименте по выявлению солнечных нейтрино или на фотографии, получаемые с помощью искровой камеры и предназначенные для обнаружения взаимодействий между частицами. Обычно эффекты систематических и случайных источников погрешности таковы, что исследователям для перехода от «сырых» данных к выводам, которые можно использовать для оценки теоретических утверждений, требуется серьёзный анализ и интерпретация.

Это в равной степени относится как к чистым случаям получения сенсорной информации, так и к записям, сделанным с помощью оборудования. Когда астрономы XIX и начала XX века смотрели в телескопы и нажимали кнопки, чтобы зафиксировать время, когда Луна минует перекрестье искателя, значение их измерительных точек зависело не только от отражённого Луной света, но также от особенностей перцептивных процессов, времени реакции и других психологических факторов, которые без всякой системы изменялись от случая к случаю и от наблюдателя к наблюдателю. Ни у одной астрономической теории не хватит ресурсов, чтобы всё это учесть. Сходные соображения применимы к вероятностям конкретных результатов измерений, выводимых из теоретических принципов, и вероятностям подтверждающих и опровергающих их теоретических утверждений, обусловленных значимостью конкретных результатов измерений.

Вместо того чтобы проверять теоретические утверждения путём прямого сопоставления их с «сырыми» данными, исследователи используют данные, чтобы выдвигать предположения о явлениях, т.  е. событиях, закономерностях, процессах и т. п., которые достаточно единообразны и просты, чтобы сделать их поддающимися систематическому прогнозированию и объяснению [Bogen and Woodward 1988, 317]. Тот факт, что свинец плавится при температурах, близких к 327.5 С° — пример явления, также как и широко известные закономерности, характерные для величины электрического заряда потенциала действия различных нейронов, периодов обращения планет и т. д. Теории, от которых нельзя ожидать предсказания и объяснения таких вещей, как конкретные данные в температурной таблице, можно оценить на основании того, насколько полезны они для предсказания или объяснения явлений, которые с их помощью обнаруживаются. То же самое касается потенциала действия в отличие от данных о конкретных величинах электрического заряда, на основании которых вычисляются его особенности, и орбит планет в отличие от данных астрометрии. Разумно использовать генетическую теорию для ответа на вопрос, насколько вероятно (при сходном воспитании в сходном окружении), что потомок шизофреника (или двух больных шизофренией) обнаружит один или несколько симптомов, которые «Руководство по диагностике и статистике психических расстройств» классифицирует как признаки шизофрении. Но будет весьма неразумно ожидать, что она предскажет или сможет проинтерпретировать количество баллов, набранных одним пациентом при единственном прохождении конкретного диагностического теста, или объяснить, почему диагност сделал конкретную запись в отчёте о беседе с потомком больных шизофренией [Bogen and Woodward, 1988, 319–326].

То, что теории лучше предсказывают и объясняют явления, а не данные, не так уж плохо. Во многих случаях теории, предсказывающие и объясняющие явления, будут более информативными и полезными для достижения практических целей, чем теории, предсказывающие и объясняющие конкретные позиции в каком-либо наборе данных (если бы такие были). Предположим, вы могли бы выбрать между теорией, предсказывающей и объясняющей, как выделение нейротрансмиттера связано с нейронными импульсами (например, таким образом, что в среднем нейротрансмиттеры выделяются один раз на каждые 10 импульсов), и теорией, которая объясняет или предсказывает числа, выдаваемые соответствующим лабораторным оборудованием в одном или нескольких отдельных случаях. Как правило, первая теория оказывается предпочтительнее второй: по меньшей мере потому, что она применима к гораздо большему количеству случаев. То же касается и теории, предсказывающей или объясняющей вероятность шизофрении на основании некоторых генетических факторов, или теории, которая предсказывает или объясняет вероятность неверной диагностики шизофрении, обусловленной образованием психиатра. В большинстве случаев они будут предпочтительнее теории, которая предсказывает конкретные описания в истории болезни.

Учитывая всё это, а также тот факт, что множество теоретических утверждений может быть проверено лишь прямым сопоставлением с явлениями, эпистемологам следует задаться вопросом о том, как данные используются для ответа на вопросы о явлениях. Поскольку у нас нет места для подробного обсуждения этой проблемы, в данной статье мы можем лишь упомянуть два основных метода, используемых исследователями для того, чтобы делать из данных выводы. Первый — каузальный анализ, проводимый с использованием статистических методов или без такового. Второй — некаузальный статистический анализ.

Во-первых, исследователи должны отделить характерные особенности данных, указывающие на факты об интересующем их явлении, от тех, которые можно легко проигнорировать, и тех, которые должны быть скорректированы. Иногда предшествующие знания делают эту задачу простой. В обычных условиях исследователи знают, что их термометры чувствительны к температуре, а манометры — к давлению. Астроном или химик, знающий, как работает спектрографическое оборудование и к чему его применить, будет знать и то, что обозначают полученные данные. Иногда ситуация не столь очевидна. Когда Рамон-и-Кахаль смотрел в свой микроскоп на тонкий срез окрашенной нервной ткани, ему приходилось догадываться, какое из волокон, видимых при одном фокальном расстоянии, связано с тем, что он мог видеть лишь при другом фокальном расстоянии или же при исследовании другого среза (если такое волокно вообще существовало).

Аналогичные соображения применимы к количественным данным. Кацу было нетрудно определить, когда его оборудование острее реагировало на шаги Хилла на лестнице, чем на электрические величины, которые оно должно было измерять. Не так просто ответить, является ли резкий скачок в амплитуде высокочастотных колебаний ЭЭГ следствием особенностей мозговой деятельности испытуемого или внешней электрической активности в лаборатории или операционной, где производились измерения. Ответы на вопросы о том, какие особенности числовых и нечисловых данных указывают на интересующее исследователя явление, обычно по меньшей мере частично зависят от того, что известно о причинах, приведших к появлению данных.

Статистические доводы часто используются для ответа на вопросы о влиянии эпистемически значимых каузальных факторов. Например, когда известно, что сходные данные получаются под действием факторов, не имеющих отношения к интересующему исследователя предмету, метод Монте-Карло, регрессивный анализ выборочных данных и множество других статистических методов дают исследователям прекрасную возможность решить, насколько серьёзно следует принимать предположительно информативные особенности их данных.

Но техники статистической обработки данных используются не только для каузального анализа. Чтобы рассчитать такую величину, как точка плавления свинца, на основании набора числовых данных, исследователи выбрасывают из расчётов точки экстремума, рассчитывают среднее значение и стандартное отклонение и т. д., и устанавливают уровни достоверности и значимости. Регрессия и другие техники применяются к результатам, чтобы оценить, насколько далеко от среднего значения предположительно отклонится интересующая нас величина в интересующей нас совокупности (например, диапазон температур, при которых, как ожидается, будут плавиться чистые образцы свинца).

То, что данные без каузальной, статистической и т. д. аргументации мало что дают, имеет интересные следствия для общепризнанных представлений о том, как использование данных, полученных при наблюдении, отличает науку от лженауки, религии и других ненаучных методов познания. Во-первых, учёные — не единственные, кто использует данные наблюдений для обоснования своих утверждений; астрологи и шарлатаны их тоже используют. Чтобы найти эпистемически значимые отличия, следует тщательно рассмотреть, какого рода данные они используют, откуда их получают и как применяют. Преимущество научной проверки теории перед ненаучной состоит не только в том, что она опирается на эмпирические данные; оно также зависит от того, как данные получены, проанализированы и проинтерпретированы для получения выводов, которые можно использовать для проверки теории. Во-вторых, требуется не так много примеров, чтобы опровергнуть представление, будто бы приверженность единственному, повсеместно применимому «научному методу» отличает науки от ненаучного познания. Данные получаются и используются слишком многочисленными и разнообразными способами, чтобы их можно было рассматривать как конкретные применения единственного метода. В-третьих, обычно, если не всегда, исследователи не могут сделать выводы для проверки теорий с помощью полученных при наблюдении данных без эксплицитной или имплицитной апелляции к теоретическим принципам. Это означает, что вопросы, подобные вопросам Куна об эпистемическом значении теоретической нагруженности, возникают в связи с анализом и интерпретацией полученных при наблюдении данных. По большей части ответ на такие вопросы зависит от деталей, меняющихся от случая к случаю.

 

Грамматические производные термина «наблюдение» применялись к весьма различным перцептивным и неперцептивным процессам и записям о полученных с их помощью результатах. Их разнообразие даёт повод сомневаться, могут ли общие философские размышления о наблюдениях, наблюдаемых объектах и полученных при наблюдении данных сказать эпистемологам столько же, сколько конкретные исследования, основанные на внимательном изучении отдельных случаев. Более того, учёные находят всё новые способы получения данных, которые нельзя назвать наблюдением, не расширив значение термина до полной неопределённости.

Вероятно, философам, ценящим ту тщательность, аккуратность и универсальность, к которой стремились логические позитивисты, эмпирики и другие сторонники строгой философии, скорее следовало бы исследовать и разрабатывать методы и достижения логики, теории вероятности, статистики, машинного обучения и компьютерного моделирования, а не пытаться построить всеобщие теории о наблюдении и его роли в науке. Может показаться, что логика и остальные перечисленные дисциплины неспособны предоставить нам удовлетворительные и универсальные теории научного познания. Но у них есть полезные конкретные приложения, часть которых могла бы пригодиться не только философам, но и учёным.

 

• Aristotle(a), Generation of Animals in Complete Works of Aristotle (Volume 1), J. Barnes (ed.), Princeton: Princeton University Press, 1995, pp. 774–993

• Aristotle(b), History of Animals in Complete Works of Aristotle (Volume 1), J. Barnes (ed.), Princeton: Princeton University Press, 1995, pp. 1111–1228.

• Bacon, Francis, 1620, Novum Organum with other parts of the Great Instauration, P. Urbach and J. Gibson (eds. and trans.), La Salle: Open Court, 1994.

• Bogen, J, and Woodward, J., 1988, “Saving the Phenomena,” Philosophical Review, XCVII (3): 303–352.

• Boyle, R., 1661, The Sceptical Chymist, Montana: Kessinger (reprint of 1661 edition).

• Bridgman, P., 1927, The Logic of Modern Physics, New York: Macmillan.

• Collins, H. M., 1985 Changing Order, Chicago: University of Chicago Press.

• Conant, J.B., 1957, (ed.) “The Overthrow of the Phlogiston Theory: The Chemical Revolution of 1775–1789,” in J.B.Conant and L.K. Nash (eds.), Harvard Studies in Experimental Science, Volume I, Cambridge: Harvard University Press, pp. 65–116).

• Duhem, P., 1906, The Aim and Structure of Physical Theory, P. Wiener (tr.), Princeton: Princeton University Press, 1991.

• Earman, J., 1992, Bayes or Bust?, Cambridge: MIT Press.

• Feest, U., 2005, “Operationism in psychology: what the debate is about, what the debate should be about,” Journal of the History of the Behavioral Sciences, 41(2): 131–149.

• Feyerabend, P.K., 1959, “An Attempt at a Realistic Interpretation of Expeience,” in P.K. Feyerabend, Realism, Rationalism, and Scientific Method (Philosophical Papers I), Cambridge: Cambridge University Press, 1985, pp. 17–36.

• Feyerabend, P.K., 1969, “Science Without Experience,” in P.K. Feyerabend, Realism, Rationalism, and Scientific Method (Philosophical Papers I), Cambridge: Cambridge University Press, 1985, pp. 132–136.

• Franklin, A., 1986, The Neglect of Experiment, Cambridge: Cambridge University Press.

• Galison, P., 1987, How Experiments End, Chicago: University of Chicago Press.

• Galison, P., 1990, “Aufbau/Bauhaus: logical positivism and architectural modernism,” Critical Inquiry, 16 (4): 709–753.

• Galison, P., and Daston, L., 2007, Objectivity, Brooklyn: Zone Books.

• Glymour, C., 1980, Theory and Evidence, Princeton: Princeton University Press.

• Hacking, I, 1983, Representing and Intervening, Cambridge: Cambridge University Press.

• Hanson, N.R., 1958, Patterns of Discovery, Cambridge, Cambridge University Press.

• Hempel, C.G., 1935, “On the Logical Positivists’ Theory of Truth,” Analysis, 2 (4): 50–59.

• Hempel, C.G., 1952, “Fundamentals of Concept Formation in Empirical Science,” in Foundations of the Unity of Science, Volume 2, O. Neurath, R. Carnap, C. Morris (eds.), Chicago: University of Chicago Press, 1970, pp. 651–746.

• Herschel, J. F. W., 1830, Preliminary Discourse on the Study of Natural Philosophy, New York: Johnson Reprint Corp., 1966.

• Hooke, R., 1705, “The Method of Improving Natural Philosophy,” in R. Waller (ed.), The Posthumous Works of Robert Hooke, London: Frank Cass and Company, 1971.

• Jeffrey, R.C., 1983, The Logic of Decision, Chicago: University Press.

• Kuhn, T.S., The Structure of Scientific Revolutions, 1962, Chicago: University of Chicago Press, reprinted, 1996.

• Latour, B., and Woolgar, S., 1979, Laboratory Life, The Construction of Scientific Facts, Princeton: Princeton University Press, 1986.

• Lewis, C.I., 1950, Analysis of Knowledge and Valuation, La Salle: Open Court.

• Lloyd, E.A., 1993, “Pre-theoretical Assumptions In Evolutionary Explanations of Female Sexuality,”, Philosophical Studies, 69: 139–153.

• Neurath, O., 1913, “The Lost Wanderers of Descartes and the Auxilliary Motive,” in O. Neurath, Philosophical Papers, Dordrecht: D. Reidel, 1983, pp. 1–12.

• Olesko, K.M. and Holmes, F.L., 1994, “Experiment, Quantification and Discovery: Helmholtz’s Early Physiological Researches, 1843–50,” in D. Cahan, (ed.), Hermann Helmholtz and the Foundations of Nineteenth Century Science, Berkeley: UC Press, pp. 50–108.

• Osiander, A., 1543, “To the Reader Concerning the Hypothesis of this Work,” in N. Copernicus On the Revolutions, E. Rosen (tr., ed.), Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1978, p. XX.

• Pearl, J., 2000, Causality, Cambridge: Cambridge University Press.

• Pinch, T., 1985, “Towards an Analysis of Scientific Observation: The Externality and Evidential Significance of Observation Reports in Physics,” in Social Studies of Science, 15, pp. 3–36.

• Popper, K.R., 1959, The Logic of Scientific Discovery, K.R. Popper (tr.), New York: Basic Books.

• Rheinberger, H. J., 1997, Towards a History of Epistemic Things: Synthesizing Proteins in the Test Tube, Stanford: Stanford University Press.

• Roush, S., 2005, Tracking Truth, Cambridge: Cambridge University Press.

• Schlick, M., 1935, “Facts and Propositions,” in Philosophy and Analysis, M. Macdonald (ed.), New York: Philosophical Library, 1954, pp. 232–236.

• Spirtes, C., Glymour, C., and Scheines, R., 2000, Causation, Prediction, and Search, Cambridge: MIT Press.

• Steuer, R.H., “Artificial Distintegration and the Cambridge-Vienna Controversy,” in P. Achinstein and O. Hannaway (eds.), Observation, Experiment, and Hypothesis in Modern Physical Science, Cambridge: MIT Press, 1985, 239–307.

• Suppe, F., 1977, in F. Suppe (ed.)The Structure of Scientific Theories, Urbana: University of Illinois Press.

• Van Fraassen, B.C, 1980, The Scientific Image, Oxford: Clarendon Press.

• Whewell, W., 1858, Novum Organon Renovatum, Book II, in William Whewell Theory of Scientfic Method, R.E. Butts (ed.), Indianapolis: Hackett Publishing Company, 1989, pp. 103–249.

Перевод М.В. Семиколенных, М.А. Секацкой.

[1] Ричард Джеффри показал, как добиться того, что, по мнению Льюиса, было невозможно, продемонстрировав, как свидетельство, являющееся ненадёжным, можно использовать для исправления вероятностных оценок. Такие исправления могут сделать разумной, хотя и не абсолютно обоснованной, уверенность в том, что утверждение является истинным, на основании свидетельства, вероятность которого меньше 1 [Jeffrey 1983, 164–180].

 

Боген, Джим. Теория и наблюдение в науке // Стэнфордская философская энциклопедия: переводы избранных статей / под ред. Д.Б. Волкова, В.В. Васильева, М.О. Кедровой. URL=<http://philosophy.ru/theory_and_observation/>.

Оригинал: Bogen, Jim, «Theory and Observation in Science», The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2014 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = <http://plato.stanford.edu/archives/sum2014/entries/science-theory-observation/>.

 

Лазерная фотокоагуляция при диабетической ретинопатии

Клиническое проявления диабетической ретинопатии

При диабете I типа через 10 лет после установления диагноза у 50% пациентов появляются признаки диабетической ретинопатии. У пациентов с диабетом II типа часто диабет протекает в скрытой форме в течение нескольких лет до постановки диагноза, поэтому ретинопатия может диагностироваться одновременно с выявлением сахарного диабета. Заболевание часто протекает бессимптомно или может проявляться нечетким зрением или плавающими помутнениями перед глазами. Сначала эти симптомы возникают периодически, затем учащаются. С течением времени происходит постепенное и устойчивое снижение остроты зрения. Более серьезные нарушения возникают при массивных кровоизлияниях в стекловидное тело или при отслойке сетчатки.

Диагностика

Пациентам с сахарным диабетом необходим регулярный осмотр офтальмолога не менее 1 раза в год, а иногда, по показаниям, – чаще. В К+31 все пациенты с сахарным диабетом обязательно проходят офтальмологическое обследование. Профилактические осмотры, особенно у пациентов с длительностью диабета более 10 лет, дают возможность предупредить развитие тяжелых осложнений, сохранить зрение и здоровье для вас.

Проводится стандартное офтальмологическое обследование (проверка остроты зрения, измерение внутриглазного давления, биомикроскопия) и детальная офтальмоскопия с медикаментозным мидриазом (осмотр глазного дна с широким зрачком). В зависимости от стадии ретинопатии, выявляются специфические изменения сосудов и сетчатки. Для непролиферативной стадии характерны микроаневризмы (измененные капилляры с патологически расширенными концевыми участками), кровоизлияния, участки ишемического отека сетчатки. Часто возникает диабетический макулярный отек (связанное с нарушением кровообращения утолщение сетчатки, ишемический отек в центральной зоне глазного дна – макуле), он сопровождается значительным снижением остроты зрения.

При прогрессировании сосудистых нарушений непролиферативная диабетическая ретинопатия переходит в пролиферативную форму: на глазном дне выявляются участки с ростом неоваскулярной ткани.

По показаниям проводится флюоресцентная ангиография – детальный осмотр и фотографирование в режиме реального времени процесса заполнения сосудов сетчатки и сосудистой оболочки контрастным веществом, которое предварительно вводится в локтевую вену. Этот метод позволяет оценить не только анатомические, но и функциональные особенности сосудов глазного дна и уточнить диагноз и стадию развития заболевания.

Для более точной диагностики и динамического наблюдения диабетического макулярного отека рекомендуется оптическая когерентная томография.

В дополнение к офтальмологическому осмотру проводится ультразвуковое исследование магистральных сосудов головы и шеи с дуплексным сканированием.

Кроме осмотра офтальмолога, пациенту с сахарным диабетом необходима консультация эндокринолога.

Лечение диабетической ретинопатии

В первую очередь, необходимо достижение оптимального уровня глюкозы крови – подбор и коррекция терапии проводятся эндокринологом. При неконтролируемом уровне глюкозы крови лечение диабетической ретинопатии не будет эффективным.

Офтальмологи К+31 имеют большой опыт диагностики и лечения диабетической ретинопатии. Изменения, характерные для ранней стадии заболевания, как правило, успешно корригируются с помощью консервативного лечения. Это средства, направленные на активацию микроциркуляции, укрепление сосудистой стенки, улучшение реологических свойств крови, антиоксиданты, витаминотерапия.

Методом выбора для лечения пролиферативной диабетической ретинопатии является панретинальная лазерная коагуляция сетчатки, которая проводится амбулаторно и в несколько этапов и интравитреальное введение anti-VEGF препаратов. При нерассасывающихся обширных внутриглазных кровоизлияниях в стекловидное тело, фиброваскулярном рубцевании, которое приводит к отслойке сетчатки, показана витреоретинальная хирургическая операция. В некоторых случаях, при наличии показаний, она может быть проведена одновременно с операцией по поводу катаракты (помутнение хрусталика также является одним из наиболее частых осложнений сахарного диабета)

Мы держим в фокусе здоровье наших пациентов, рекомендуем им систематическое наблюдение, назначаем профилактическое лечение. Все это позволяет в большинстве случаев избежать тяжелых осложнений, а при их возникновении – начать своевременное лечение.

Электрокардиография (ЭКГ)

Что такое электрокардиограмма?

Еще в XIX в. ученые пришли к выводу о том, что человеческое сердце вырабатывает некоторое количество электроэнергии. Электрокардиограф представляет собой аппарат, который, с помощью усилителя, улавливает слабые токи и гальванометром измеряет напряжение с электродов, прикрепленных к телу обследуемого. Полученная информация выводится на бумажную ленту или монитор в виде кривой – электрокардиограммы (ЭКГ), форма которой позволяет врачам диагностировать большинство заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Кому показана ЭКГ? Существуют ли противопоказания?

Электрокардиографическое обследование назначается в следующих случаях:

• сердечные боли и дискомфорт;
• аритмия;
• одышка;
• повышенный уровень липидов;
• подозрение на гипертонию и другие сердечно-сосудистые заболевания;
• пациент относится к группе риска: профессиональный и возрастной факторы, перенесенное инфекционное заболевание, повышенная масса тела, наличие вредных привычек, интенсивные занятия спортом, перманентный стресс;
• профилактический осмотр, в т. ч. при беременности и подготовке к хирургическому вмешательству.

Данный метод скрининга является абсолютно безопасным, поэтому не имеет никаких противопоказаний.

К какому врачу обращаться, чтобы сделать ЭКГ в СПб?

Электрокардиография – весьма распространенный метод диагностики. Сегодня врачи любых специальностей и даже медсестры в состоянии провести подобное обследование. Все бригады скорой помощи снабжены портативными электрокардиографами, позволяющими вовремя выявить и купировать острые сердечные заболевания. Однако наиболее точную и подробную расшифровку ЭКГ смогут сделать лишь профильные специалисты – врачи функциональной диагностики, кардиологи, кардиохирурги, аритмологи.

Нужно ли готовиться к электрокардиографическому исследованию?

Стандартная электрокардиография предназначена для изучения работы сердечной мышцы в спокойных условиях. Для того, чтобы скрининг был максимально объективным, следует придерживаться следующих простых правил:

• с вечера ограничить прием жидкостей, в особенности тех, которые содержат кофеин, и других, стимулирующих активную работу сердца;
• отказаться от физических нагрузок, обеспечить полноценный сон;
• не принимать пищу за 2 часа до обследования;
• не опаздывать на процедуру для того, чтобы было время расслабиться;
• одежда и обувь должны быть удобными, легко сниматься.

Как происходит снятие ЭКГ? Сколько длится эта процедура?

Диагностика проводится лежа на кушетке, пациент раздевается до пояса и освобождает ноги. Участки кожи смазываются электропроводящим гелем, после чего на них крепятся электроды, связанные проводами с электрокардиографом. Полученная информация отображается на мониторе и/или на бумажной ленте и впоследствии расшифровывается.

Сама процедура длится не дольше 10 минут и не приносит никакого дискомфорта.

Как производится расшифровка ЭКГ?

Расшифровка ЭКГ представляет собой анализ полученной в результате скрининга кривой, которая отражает процессы сокращения и расслабления сердечной мышцы. Порядок расположения зубцов, интервалы между ними, форма и величина зубцов в различных отведениях позволяют оценить электрическую активность миокарда и по ней выявить или исключить наличие патологических измененеий.

Какие заболевания можно диагностировать с помощью ЭКГ?

Главное предназначение электрокардиографии – выявление ишемических изменений, в частности, инфаркта миокарда. Кроме того, по ЭКГ можно определить:

• гипертрофию желудочков сердца, отклонения в его проводимости;
• нарушения электролитного обмена;
• аритмии различного происхождения;
• иные сердечные патологии.

В течение какого срока результаты ЭКГ можно считать объективными?

В стандартных ситуациях (например, в рамках предоперационного комплексного обследования, систематического наблюдения) ЭКГ считается актуальной на протяжении одного месяца. При заболеваниях, характеризующихся стремительной динамикой, а также острых состояниях, может потребоваться проведение внеплановой электрокардиографической диагностики.

С какой периодичностью рекомендуется проходить ЭКГ?

Людям, у которых не выявлены заболевания сердечно-сосудистой системы, достаточно делать ЭКГ один раз в год. После 40 лет ежегодная диагностика обязательна. Пациенты, наблюдающиеся у кардиолога, должны согласовывать периодичность электрокардиографии с лечащим врачом.

ПРИМЕНЕНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

ТОМ 8– ГЕОЛОГІЯ

7-4

Матеріали IV Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених «Молодь: наука та інновації»

УДК 620.179:627.2

Подольский Р.В.1 студ. гр. КЗ – 13 – 1/9

Научный руководитель: Гаврич Э.А.1, преподаватель предметной комиссии

контроля качества металлов и соединений; Инкин А.В.2, д.т.н., доц., доц. каф.

гидрогеологии и инженерной геологии (1Техникум сварки и электроники им.

Е.О. Патона, 2Государственное ВУЗ «НГУ», г. Днепропетровск, Украина)

ПРИМЕНЕНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ

ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

На территории Украины эксплуатируется более 1100 водохранилищ, наиболее

крупными из которых являются Киевское, Каневское, Днепродзержинское,

Кременчугское, Днепровское и Каховское. В целом они удерживают около

55000 млн. м³ воды, что превышает среднегодовой сток р. Днепр [1]. Работа

обозначенных водных резервуаров связана с использованием гидротехнических

сооружений (ГТС), состояние которых в настоящее время зачастую не только не

удовлетворительное, но и аварийное. Местные разрушения и проявление старения

проявляются практически на каждом ГТС находящемся в эксплуатации более 30 лет.

При этом аварии на большей части таких сооружений могут привести к возникновению

чрезвычайных ситуаций.

В сложившихся условиях дальнейшая эксплуатация ГТС вызывает серьезные

опасения, что соответственно повышает роль оперативного и объективного

определения их фактического состояния с помощью инструментальных исследований,

в объеме которых максимальную долю занимают методы неразрушающего контроля.

Данные методы позволяют получить реальные физико-механические и структурные

характеристики бетона непосредственно в сооружениях и оценить их изменение во

времени от воздействия различных внешних факторов. Помимо этого, неразрушающий

контроль обладает еще целым рядом положительных свойств: позволяет проводить

многократные испытания одного и того же элемента, что значительно повышает

достоверность полученных данных; дает возможность выявлять рад мелкомасштабных

внутренних дефектов в конструкциях и вести систематическое наблюдение за их

развитием; существенно увеличивает оперативность получения информации.

Примером применения неразрушающих методов контроля при поиске дефектов в

ГТС может служить их дефектоскопия с помощью роликового преобразователя (рис. 1),

специально сконструированного и предназначенного для нахождения повреждений в

железно-бетонных конструкциях и составления их карты [2]. Эргономичный дизайн

преобразователя облегчает проведение диагностики объектов даже цилиндрической

формы за счет хорошей фиксации ролика на поверхности. Благодаря заполненной

жидкостью шине датчик контроля подходит для грубых и неровных поверхностей.

Входящая в конструкцию преобразователя 64-элементная фазированная решетка с

шагом 0,8 мм и высокоточным кодировщиком положения обеспечивают получения

С-сканов в реальном времени. Производительность преобразователя по поверхностям с

шероховатостью менее 1 мм может достигать 2 м2/мин.

Одним из основных диагностических параметров, по которым оценивается

скорость коррозии и прогнозируется остаточный ресурс ГТС, является толщина стенки

отдельных объектов, входящих в их состав. С помощью роликового преобразователя

наиболее успешно выполняется контроль на наличие в таких объектах: питтингов и

расслоений; коррозионного износа; толщины прослоек. Для его настройки и

проведения ультразвукового контроля необходимы сведенья об объекте исследований

(материал, геометрия, толщина) и типовых дефектах, которые необходимо в нем

Глава 9. Защита атмосферы — Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов в целях развития — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения

Повестка дня на XXI век

Принята Конференцией ООН по окружающей среде и развитию, Рио-де-Жанейро, 3–14 июня 1992 года

Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов в целях развития

Глава 9. Защита атмосферы

Введение

9.1. Защита атмосферы представляет собой широкий спектр деятельности многоаспектного характера, в которой принимают участие различные секторы экономики. Мероприятия и меры, информация о которых представлена в настоящей главе, рекомендуются для рассмотрения и, по мере необходимости, осуществления правительствами и другими органами в рамках их усилий по защите атмосферы.

9.2. Известно, что многие из вопросов, обсуждаемых в настоящей главе, также затрагивались в таких международных соглашениях, как Венская конвенция об охране озонового слоя 1985 года, Монреальский протокол 1987 года по веществам, разрушающим озоновый слой, с внесенными в него поправками, Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций 1992 года об изменении климата, и других международных, в том числе региональных документах. В отношении деятельности, охватываемой такими соглашениями, существует понимание, что рекомендации, содержащиеся в данной главе, не обязывают ни одно из правительств принимать меры, которые выходили бы за рамки положений этих правовых документов. Однако в рамках этой главы правительства могут осуществлять дополнительные меры, отвечающие положениям упомянутых правовых документов.

9.3. Общепризнанно, что деятельность, которая может осуществляться для реализации целей данной главы, должна координироваться с учетом потребностей социального и экономического развития и носить комплексный характер, с тем чтобы избежать негативного воздействия на последнее, и полностью учитывать законные приоритетные потребности развивающихся стран в области достижения устойчивого экономического роста и искоренения нищеты.

9.4. В этом контексте также особо отмечается программная область А главы 2 Повестки дня на ХХI век (Содействие устойчивому развитию посредством торговли).

9.5. Настоящая глава включает следующие четыре программные области:

a) решение недостаточно изученных проблем: совершенствование научной базы для принятия решений;

b) содействие устойчивому развитию:

i) развитие энергетики, энергоэффективность и энергопотребление;

ii) транспорт;

iii) промышленное развитие;

iv) освоение ресурсов суши и морских ресурсов и землепользование;

c) предотвращение разрушения озонового слоя стратосферы;

d) трансграничное загрязнение атмосферы.

Программные области

А. Решение недостаточно изученных проблем: совершенствование научной базы для принятия решений

Основа для деятельности

9.6. Обеспокоенность проблемами, связанными с изменением и колебаниями климата, загрязнением воздуха и разрушением озонового слоя, потребовала дополнительной научной, экономической и социальной информации, с тем чтобы уменьшить число сохраняющихся неопределенностей в этих областях. Необходимо добиваться более глубокого понимания и более точного прогнозирования различных свойств атмосферы и затрагиваемых экосистем, а также их воздействия на здоровье человека и их взаимодействия с социально-экономическими факторами.

Цели

9.7. Основная цель данной программной области заключается в углублении понимания процессов, которые влияют на атмосферу Земли в глобальном, региональном и местном масштабах, включая, в частности, физические, химические, геологические, биологические, океанические, гидрологические, экономические и социальные процессы, и, в свою очередь, испытывают воздействие со стороны атмосферы; создании соответствующего потенциала и расширении международного сотрудничества; и углублении понимания экономических и социальных последствий атмосферных изменений, а также разработке надлежащих мер по смягчению этих последствий.

Деятельность

9.8. Правительствам на надлежащем уровне в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, по мере необходимости, межправительственным и неправительственным организациям и частному сектору следует:

a) cодействовать проведению исследований, связанных с естественными процессами, влияющими на атмосферу и испытывающими ее влияние, а также исследований, касающихся той важной связи, которая существует между устойчивым развитием и атмосферными изменениями, включая воздействие на здоровье человека, экосистемы, секторы экономики и общество в целом;

b) обеспечить более сбалансированный географический охват Глобальной сети наблюдения за климатом и ее компонентов, в том числе Глобальной службы наблюдения за атмосферой, посредством, в частности, создания и обеспечения функционирования дополнительных станций систематических наблюдений и содействия развитию, использованию и доступности этих баз данных;

c) оказывать содействие сотрудничеству в следующих областях:

i) разработки систем раннего обнаружения изменений и колебаний в атмосфере;

ii) создания и укрепления потенциала по прогнозированию таких атмосферных изменений и колебаний и оценке их соответствующих экологических и социально-экономических последствий;

d) сотрудничать в проведении исследований по разработке методологий и выявлению пороговых уровней веществ, загрязняющих атмосферу, а также атмосферных уровней концентрации парниковых газов, которые могут вызвать опасное антропогенное воздействие на климат и окружающую среду в целом, и связанные с этим темпы изменений, которые не позволяют экосистемам приспосабливаться к ним естественным образом;

e) оказывать содействие и сотрудничать в создании научных потенциалов, обмене научными данными и информацией и расширении участия и профессиональной подготовки экспертов и технического персонала, особенно из развивающихся стран, в области исследований, сбора, обобщения и оценки данных и систематических наблюдений, касающихся атмосферы.

В. Содействие устойчивому развитию

1. Развитие энергетики, энергоэффективность и энергопотребление

Основа для деятельности

9.9. Энергетика имеет важное значение для экономического и социального развития и улучшения качества жизни. Однако большая часть мирового производства и потребления энергии не сможет оставаться неизменной, если технология останется прежней, а общий объем производства и потребления энергии значительно возрастет. Сокращения атмосферных выбросов парниковых и других газов и веществ во все большей степени следует добиваться за счет повышения эффективности производства, передачи распределения и потребления энергии, а также за счет использования экологически обоснованных энергетических систем, особенно действующих на основе новых и возобновляемых источников энергии¹. Методы использования всех источников энергии должны соответствовать требованиям защиты атмосферы, здоровья человека и окружающей среды в целом.

9.10. Необходимо устранить существующие препятствия на пути к увеличению экологически обоснованного производства энергии, которая необходима для продвижения вперед по пути устойчивого развития, особенно в развивающихся странах.

Цели

9.11. Основной и конечной целью этой программной области является уменьшение негативного воздействия на атмосферу деятельности энергетического сектора посредством оказания содействия, где это необходимо, политике и программам, направленным на расширение вклада экологически обоснованных и рентабельных энергетических систем, особенно использующих новые и возобновляемые источники энергии, посредством внедрения менее загрязняющих и более эффективных методов производства, передачи, распределения и использования энергии. Эта цель должна отражать необходимость справедливого и должного энергообеспечения и возрастающего потребления энергии в развивающихся странах, а также учитывать положение стран, которые в значительной степени зависят от доходов, поступающих от производства, переработки и экспорта и/или потребления ископаемых видов топлива и связанных с этим энергоемких видов продукции и/или использования ископаемых видов топлива, в связи с чем эти страны испытывают серьезные трудности при переходе к альтернативным источникам энергии, а также в странах, находящихся в весьма уязвимом положении от негативного воздействия изменения климата.

Деятельность

9.12. Правительствам на надлежащем уровне и в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, по мере необходимости, с межправительственными и неправительственными организациями и частным сектором следует:

a) сотрудничать в деле определения и освоения экономически целесообразных и экологически обоснованных источников энергии в целях содействия увеличению объема энергоснабжения для поддержки усилий в области устойчивого развития, особенно в развивающихся странах;

b) оказывать содействие разработке на национальном уровне соответствующих методологий для принятия комплексных решений в области энергетической, экологической и экономической политики в отношении устойчивого развития, в частности посредством оценки экологического воздействия;

c) содействовать проведению исследований, разработке, передаче и использованию более совершенных и эффективных технологий и практики, включая местные технологии во всех соответствующих секторах, уделяя особое внимание восстановлению и модернизации энергетических систем, особенно в развивающихся странах;

d) оказывать содействие проведению исследований, разработке, передаче и использованию технологий и практики для внедрения экологически обоснованных энергетических систем, включая системы, использующие новые и возобновляемые источники энергии, уделяя особое внимание развивающимся странам;

e) оказывать содействие созданию организационных, научных, планирующих и управленческих потенциалов, особенно в развивающихся странах, в целях разработки методов, производства и использования все более эффективных и менее загрязняющих видов энергии;

f) провести обзор существующего баланса энергоснабжения с целью определения путей увеличения экономически эффективного вклада оправданных с экологической точки зрения энергетических систем в целом и новых и возобновляемых источников энергии в частности, с учетом особых социальных, физических, экономических и политических характеристик соответствующих стран и, при необходимости, изучая и принимая меры по преодолению любых препятствий, стоящих на пути их освоения и использования;

g) координировать энергетические планы по мере необходимости на региональной и субрегиональной основе и изучить возможности для эффективного распределения энергии, поступающей в экологически оправданной форме из новых и возобновляемых источников энергии;

h) в соответствии с национальными приоритетами в области социально-экономического развития и окружающей среды оценивать и, в случае необходимости, поощрять осуществление эффективной с точки зрения затрат политики или программ, включая административные и социально-экономические меры, в целях повышения энергоэффективности;

i) создавать потенциал для планирования и осуществления программ в области повышения энергоэффективности, а также для разработки, внедрения и поощрения использования новых и возобновляемых источников энергии;

j) поощрять применение надлежащих стандартов в области энергоэффективности и выбросов или рекомендаций на национальном уровне², направленных на разработку и использование технологий, уменьшающих до минимума негативное воздействие на окружающую среду;

k) содействовать осуществлению учебных и информационно-пропагандистских программ на местном, национальном, субрегиональном и региональном уровнях по вопросам энергоэффективности и обоснованных с экологической точки зрения энергетических систем;

l) в случае необходимости создать или укрепить в сотрудничестве с частным сектором программы маркировки продукции в целях предоставления лицам, ответственным за принятие решений, и потребителям информации о возможных путях повышения энергоэффективности.

2. Транспорт

Основа для деятельности

9.13. Сектор транспорта играет существенную и позитивную роль в экономическом и социальном развитии, и потребность в транспорте, несомненно, будет возрастать. Однако, поскольку транспортный сектор является также одним из источников выбросов в атмосферу, существует необходимость в проведении обзора существующих транспортных систем, в более эффективной разработке дорожно-транспортных систем и в более эффективном управлении ими.

Цели

9.14. Основной целью данной программной области являются разработка и поощрение, в случае необходимости, эффективной с точки зрения затрат политики или программ в целях ограничения, уменьшения или устранения, по мере необходимости, вредных выбросов в атмосферу или другого негативного воздействия транспортного сектора на окружающую среду с учетом приоритетов в области развития, а также конкретных местных и национальных условий и аспектов безопасности.

Деятельность

9.15. Правительствам на надлежащем уровне, в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, по мере необходимости, межправительственными и неправительственными организациями и частным сектором, следует:

a) разрабатывать и поощрять, при необходимости, более эффективные, малозагрязняющие и более безопасные транспортные системы, особенно комплексные сельские и городские системы общественного транспорта, а также оправданные с экологической точки зрения сети дорог, учитывая приоритетные потребности устойчивого социального и экономического развития, особенно в развивающихся странах;

b) содействовать на международном, региональном, субрегиональном и национальном уровнях [доступности и] передаче безопасных, эффективных, в том числе с точки зрения ресурсосбережения, и малозагрязняющих транспортных технологий, особенно развивающимся странам, включая осуществление надлежащих программ профессиональной подготовки;

c) активизировать, в случае необходимости, свои усилия по сбору, анализу и обмену соответствующей информацией о взаимосвязи между окружающей средой и транспортом с уделением особого внимания систематическому наблюдению за выбросами и созданию базы данных по транспортному сектору;

d) в соответствии с национальными приоритетами в области социально-экономического развития и окружающей среды оценивать и, в случае необходимости, поощрять осуществление эффективной с точки зрения затрат политики или программ, включая административные и социально-экономические меры, в целях поощрения использования видов транспорта, уменьшающих до минимума негативное воздействие на атмосферу;

e) разработать или укрепить, в случае необходимости, механизмы объединения стратегий в области транспортного планирования и городских и региональных стратегий планирования застройки в целях сокращения воздействия транспорта на окружающую среду;

f) изучить в рамках системы Организации Объединенных Наций и ее региональных комиссий целесообразность проведения региональных конференций по вопросам транспорта и окружающей среды.

3. Промышленное развитие

Основа для деятельности

9.16. Промышленность необходима для производства товаров и услуг и является одним из крупнейших источников занятости и дохода, а промышленное развитие как таковое является необходимым условием экономического роста. В то же самое время промышленность является одним из крупнейших потребителей ресурсов и материалов и, следовательно, приводит к выбросу в атмосферу вредных веществ и к загрязнению окружающей среды в целом. Улучшению охраны атмосферы могут способствовать, в частности, повышение эффективности использования ресурсов и материалов в промышленности, внедрение или усовершенствование технологий борьбы с загрязнением, замещение хлорфторуглеродов (ХФУ) и других разрушающих озоновый слой веществ надлежащими заменителями, а также сокращение объема отходов и побочных продуктов.

Цели

9.17. Основной целью данной программной области является содействие промышленному развитию с помощью методов, позволяющих уменьшить до минимума негативное воздействие на атмосферу посредством, в частности, повышения эффективности в сфере производства и в сфере потребления промышленностью всех ресурсов и материалов, путем совершенствования технологий борьбы с загрязнением и путем разработки новых экологически обоснованных технологий.

Деятельность

9.18. Правительствам на надлежащем уровне и в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, при необходимости, межправительственными и неправительственными организациями и частным сектором следует:

a) в соответствии с национальными приоритетами в области социально-экономического развития и окружающей среды оценивать и, в случае необходимости, поощрять осуществление эффективной с точки зрения затрат политики или программ, включая административные и социально-экономические меры, в целях уменьшения до минимума промышленного загрязнения и негативного воздействия на атмосферу;

b) поощрять промышленный сектор к наращиванию и укреплению своего потенциала в деле разработки таких технологий, продуктов и процессов, которые являются более безопасными, в меньшей степени загрязняют окружающую среду и обеспечивают более эффективное использование ресурсов и материалов, включая энергию;

c) сотрудничать в разработке и передаче таких промышленных технологий и в наращивании потенциала в плане управления этими технологиями и их использования, особенно в отношении развивающихся стран;

d) разрабатывать, совершенствовать и применять процедуры оценки экологического воздействия для содействия устойчивому промышленному развитию;

e) поощрять эффективное использование материалов и ресурсов с учетом всех аспектов, связанных с жизненным циклом продуктов, в целях реализации экономических и экологических преимуществ более эффективного использования ресурсов и производства меньшего объема отходов;

f) поддерживать разработку менее загрязняющих и более эффективных технологий и процессов в промышленности с учетом характерных для конкретного района доступных потенциальных энергетических запасов, в частности безопасных и возобновляемых источников энергии, с целью ограничения объема промышленных выбросов и негативного воздействия на атмосферу.

4. Освоение наземных и морских ресурсов и землепользование

Основа для деятельности

9.19. Политика в области землепользования и использования ресурсов будет оказывать воздействие на происходящие в атмосфере изменения и в свою очередь определяться этими изменениями. Отдельные методы хозяйствования, связанные с наземными и морскими ресурсами и землепользованием, могут привести к сокращению потенциала имеющихся поглотителей парниковых газов и увеличению объема выбросов в атмосферу. Утрата биологического разнообразия может привести к снижению устойчивости экосистем к климатическим изменениям и негативным последствиям загрязнения воздуха. Атмосферные изменения могут существенно повлиять на состояние лесов, биоразнообразия и пресноводных и морских экосистем, а также на экономическую деятельность, в частности на сельское хозяйство. Поскольку основные цели в различных секторах зачастую могут не совпадать, их следует рассматривать в комплексе.

Цели

9.20. Целями данной программной области являются:

a) поощрение таких методов использования наземных и морских ресурсов и разработка такой политики в области землепользования, которые способствуют:

i) сокращению уровня загрязнения атмосферы и/или ограничению объема антропогенных выбросов парниковых газов;

ii) сохранению, рациональному использованию и, при необходимости, увеличению потенциала всех поглотителей парниковых газов;

iii) сохранению и рациональному использованию природных и экологических ресурсов;

b) обеспечение всестороннего учета фактических и потенциальных атмосферных изменений и их социально-экономического и экологического воздействия при планировании и осуществлении политики и программ, касающихся освоения наземных и морских ресурсов и практики землепользования.

Деятельность

9.21. Правительствам на надлежащем уровне и в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, при необходимости, межправительственными и неправительственными организациями и частным сектором следует:

a) в соответствии с национальными приоритетами в области социально-экономического развития и окружающей среды оценивать и, в случае необходимости, поощрять осуществление эффективной с точки зрения затрат политики или программ, включая административные и социально-экономические меры, в целях поощрения экологически обоснованной практики землепользования;

b) осуществлять политику и программы, которые будут препятствовать нерациональной и загрязняющей практике землепользования и содействовать рациональному использованию наземных и морских ресурсов;

c) рассмотреть возможность поощрения освоения и использования таких наземных и морских ресурсов и практики землепользования, которые будут обладать большей степенью сопротивляемости к атмосферным изменениям и колебаниям;

d) содействовать рациональному управлению и сотрудничеству в области сохранения и, в случае необходимости, увеличения потенциала поглотителей и накопителей парниковых газов, включая биомассу, леса и океаны, а также других наземных, прибрежных и морских экосистем.

С. Предупреждение разрушения стратосферного озонового слоя

Основа для деятельности

9.22. Результаты анализа последних научных данных дают основания для еще большей обеспокоенности по поводу продолжающегося разрушения стратосферного озонового слоя Земли под воздействием химически активных хлора и брома, содержащихся в искусственных ХФУ, галонов и других веществ. Хотя Венская конвенция 1985 года об охране озонового слоя и Монреальский протокoл 1987 года по веществам, разрушающим озоновый слой (с поправками, внесенными на Лондонском совещании в 1990 году), явились важными шагами в рамках международных действий, общее содержание разрушающих озоновый слой атмосферы веществ, содержащих соединения хлора, продолжает увеличиваться. Такую тенденцию можно повернуть вспять путем соблюдения мер контроля, предусмотренных в Протоколе.

Цели

9.23. Целями настоящей программной области являются:

a) реализация целей, поставленных в Венской конвенции и Монреальском протоколе, а также в поправках к нему от 1990 года, включая анализ в этих документах особых потребностей и условий развивающихся стран и наличие у них заменителей веществ, разрушающих озоновый слой. Необходимо поощрять такие технологии и естественные продукты, которые сокращают спрос на вышеуказанные вещества;

b) разработать стратегии, нацеленные на смягчение негативного воздействия ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли в результате искусственного воздействия на стратосферный озоновый слой и его разрушения.

Деятельность

9.24. Правительствам на надлежащем уровне и в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, при необходимости, межправительственными и неправительственными организациями и частным сектором следует:

a) ратифицировать, принять или одобрить Монреальский протокол и поправки к нему от 1990 года; в кратчайшие сроки сделать свои взносы в Венский/Монреальский целевые фонды и во временный многосторонний фонд по озоновому слою; и способствовать, по мере необходимости, текущим усилиям в рамках Монреальского протокола и его механизма по обеспечению соблюдения, включая производство заменителей ХФУ и других веществ, разрушающих озоновый слой, и содействие передаче соответствующей технологии развивающимся странам, с тем чтобы дать им возможность выполнить свои обязательства по Протокoлу;

b) оказывать поддержку дальнейшему расширению Глобальной системы наблюдения за озоновым слоем, содействуя — посредством двустороннего и многостороннего финансирования — созданию и функционированию дополнительных станций наблюдения, особенно в тропическом поясе южного полушария;

c) принимать активное участие в непрерывной оценке научной информации и воздействия на здоровье человека и состояние окружающей среды, а также технических/экономических последствий разрушения стратосферного озона; и рассмотреть возможность принятия дальнейших мер, которые окажутся целесообразными и практически осуществимыми на основе таких оценок;

d) на основе результатов научных исследований в области воздействия дополнительного ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, рассмотреть вопрос о принятии соответствующих мер по исправлению положения в таких областях, как охрана здоровья человека, сельское хозяйство и охрана морской среды;

e) в соответствии с Монреальским протоколом заменить ХФУ и другие вещества, разрушающие озоновый слой, признавая, что пригодность заменителя должна оцениваться в комплексе, а не основываться лишь на его вкладе в решение одной из проблем загрязнения атмосферы или окружающей среды.

D. Трансграничное загрязнение атмосферы

Основа для деятельности

9.25. Трансграничное загрязнение воздуха оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека и характеризуется другими неблагоприятными экологическими последствиями, такими, как уничтожение растительного покрова, обезлесение и подкисление водоемов. Географическое распределение систем мониторинга загрязнения атмосферы является неравномерным и характеризуется значительной недопредставленностью развивающихся стран. Отсутствие надежных данных о выбросах в районах за пределами Европы и Северной Америки представляет собой одно из основных препятствий в деле борьбы с трансграничным загрязнением воздуха. Отсутствует также достаточная информация и о воздействии загрязнения воздуха на окружающую среду и здоровье человека в других регионах.

9.26. Конвенция 1979 года о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния и протокoлы к ней ввели региональный режим в Европе и в Северной Америке, основанный на процессе обзора и программах сотрудничества в области систематического наблюдения за загрязнением воздуха, оценки и обмена информацией. Необходимо продолжать и расширять такие программы, а опытом их осуществления следует обмениваться с другими регионами мира.

Цели

9.27. Целями настоящей программной области являются:

a) разработка и внедрение технологий контроля и измерения уровня загрязнения для стационарных и мобильных источников загрязнения воздушной среды и разработка альтернативных экологически обоснованных технологий;

b) систематическое наблюдение и оценка источников и степени трансграничного загрязнения воздушной среды в результате естественных процессов и антропогенной деятельности;

c) укрепление потенциала, в частности развивающихся стран, в деле измерения, моделирования и оценки масштабов и степени воздействия трансграничного загрязнения воздушной среды посредством, среди прочего, обмена информацией и подготовки экспертов;

d) наращивание потенциала в области оценки и смягчения последствий трансграничного загрязнения воздуха в результате промышленных и ядерных аварий, стихийных бедствий и умышленного и/или непреднамеренного уничтожения природных ресурсов;

e) поощрение разработки новых и осуществления существующих региональных соглашений об ограничении трансграничного загрязнения воздуха;

f) разработка стратегий, нацеленных на сокращение объема выбросов, вызывающих трансграничное загрязнение воздуха, и их последствий.

Деятельность

9.28. Правительствам на надлежащем уровне и в сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций и, при необходимости, межправительственными и неправительственными организациями, частным сектором и финансовыми учреждениями следует:

a) разрабатывать и/или укреплять региональные соглашения о борьбе с трансграничным загрязнением воздуха и сотрудничать, в частности с развивающимися странами, в области систематического наблюдения и оценки, моделирования, разработки и обмена технологией ограничения выбросов из мобильных и стационарных источников загрязнения воздуха. В этом контексте больший упор следует делать на рeшение проблем, касающихся масштабов, причин и степени воздействия на здоровье человека и социально-экономическое развитие ультрафиолетового излучения, подкисления окружающей среды и негативного фотоокисляющего воздействия на леса и другие виды растительности;

b) создавать или укреплять системы раннего предупреждения и механизмы реагирования на трансграничное загрязнение воздуха в результате промышленных аварий и стихийных бедствий, а также умышленного и/или непреднамеренного уничтожения природных ресурсов;

c) стимулировать предоставление возможностей в области подготовки кадров и обмена данными, информацией и национальным и/или региональным опытом;

d) сотрудничать на региональной, многосторонней и двусторонней основе в целях оценки трансграничного загрязнения воздуха и разрабатывать и ocуществлять программы по выявлению конкретных мер, направленных на сокращение объема выбросов вредных веществ в атмосферу и борьбу с их экологическими, социально-экономическими и другими последствиями.

Средства осуществления

Международное и региональное сотрудничество

9.29. В соответствии с существующими правовыми документами созданы организационные структуры, деятельность которых связана с реализацией целей этих документов, и соответствующую работу необходимо продолжать, главным образом в этом направлении. Правительствам следует продолжать и укреплять свое сотрудничество на региональном и глобальном уровнях, в том числе сотрудничество в рамках системы Организации Объединенных Наций. В этой связи необходимо упомянуть о рекомендациях, содержащихся в главе 38 Повестки дня на XXI век (Международные организационные механизмы).

Создание потенциала

9.30. В сотрудничестве с соответствующими органами Организации Объединенных Наций, международными донорами и неправительственными организациями странам следует мобилизовывать технические и финансовые ресурсы и развивать техническое сотрудничество с развивающимися странами в целях укрепления их технического, управленческого, планового и административного потенциала для содействия устойчивому развитию и защите атмосферы во всех соответствующих секторах.

Развитие людских ресурсов

9.31. На местном, национальном и международном уровнях необходимо разрабатывать и укреплять программы образования и просвещения по вопросам содействия устойчивому развитию и защите атмосферы во всех соответствующих секторах.

Финансирование и оценка расходов

9.32. По оценкам секретариата Конференции, средняя общая сумма ежегодных расходов (1993–2000 годы) на осуществление мероприятий в рамках программной области А составит около 640 млн. долл. США, предоставляемых международным сообществом в виде субсидий или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактические расходы и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.

9.33. По оценкам секретариата Конференции, средняя общая сумма ежегодных расходов (1993–2000 годы) на осуществление мероприятий программы из четырех частей в рамках программной области В составит около 20 млрд. долл. США, предоставляемых международным сообществом в виде субсидий или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактические расходы и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.

9.34. По оценкам секретариата Конференции, средняя общая сумма ежегодных расходов (1993–2000 годы) на осуществление мероприятий в рамках программной области С составит около 160-590 млн. долл. США, предоставляемых в виде субсидий или на льготных условиях. Эта смета расходов носит лишь ориентировочный и приближенный характер и еще не рассматривалась правительствами. Фактические расходы и условия финансирования, в том числе любые нельготные условия, будут зависеть, помимо прочего, от конкретных стратегий и программ, решение об осуществлении которых будет принято правительствами.

9.35. Секретариат Конференции учел сметы расходов на программы технической помощи и экспериментальные проекты в пунктах 9.32 и 9.33.

---

¹ Новыми и возобновляемыми источниками энергии являются тепловая энергия Солнца, фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии, энергия ветра, гидроэнергия, биомасса, геотермальная энергия, энергия океана, энергия животных и людей, о которых говорится в докладах Комитета по освоению и использованию новых и возобновляемых источников энергии, подготовленных специально для Конференции (см. A/CONF.151/PC/119 и А/AC.218/1992/5).

² Это относится также к стандартам и рекомендациям, разработанным региональными организациями экономической интеграции.

 

фондов — методы исследования SAGE

фонды — методы исследования SAGE Перейти к основному содержанию

С методологической точки зрения, в академической литературе можно выделить два широких подхода к анализу процессов в классе посредством наблюдения: систематическое наблюдение с использованием надежного и действительного графика категорий и неструктурированное наблюдение, которое не ограничено схемой кодирования и часто носит повествовательный стиль, фиксировать наблюдения, которые имеют отношение к вопросам исследования (Hardman & Hardman, 2017).Оба подхода часто отражают эпистемологические теории, дисциплинарные традиции и парадигмы исследователей, в результате чего акцент делается либо на количественном, либо на качественном подходах к сбору и анализу данных наблюдений.

Исследователи, применяющие более структурированный подход к наблюдению в классе, часто заинтересованы в изучении процессов и результатов путем наблюдения и количественной оценки вербального и невербального поведения, которое можно подвергнуть статистическому анализу. Они подчеркивают прикладное…

Ищете дополнительную информацию по этой теме? Проверьте параметры, показанные в левом меню. Вы можете прочитать длинные, подробные фундаментальные статьи, прочтите о людях, которые были пионерами в этой теме, и другие похожие записи из той же серии.

В качестве альтернативы, ниже приведен список всех перекрестных ссылок, относящихся к этой записи, организованный по типу, или просмотреть все серии

Методы исследования

Систематическое наблюдение как стратегия измерения на JSTOR

В настоящей статье рассматривается потенциальная полезность прямого систематического наблюдения как стратегии измерения.Хотя систематическое наблюдение дает множество преимуществ перед альтернативными методами, с этим методом также связаны несколько постоянных и уникальных ограничений. К ним относятся вмешательство наблюдателя, проблемы, связанные с системами категорий, связанные с этим проблемы надежности и достоверности, а также предвзятость наблюдателя. Систематическое наблюдение также было ограничено добровольными ограничениями на типы наблюдаемого и регистрируемого поведения, типы используемых исследовательских проектов и типы применяемых технологий наблюдений.Обзор обоих типов ограничений предполагает, что снятие ограничений, наложенных на самих себя, во многом поможет преодолеть другие ограничения и, таким образом, укрепит статус систематического наблюдения как стратегии измерения в социологии.

Sociological Focus — официальное издание Центральной социологической ассоциации Севера (NCSA). Ежеквартальный журнал, который издается непрерывно с 1968 года, является международным по своему охвату и охватывает полный спектр актуальных тем для социологии и связанных с ней социальных наук.Sociological Focus проходит экспертную оценку и стремится к публикации высококачественных исследований по существенным вопросам, важным для изучения общества. Миссия журнала широка и включает в себя эмпирические работы (как количественные, так и качественные по своей природе), а также рукописи, содержащие современный обзор литературы по любой области социологии. Все исследовательские статьи в этом журнале прошли тщательную двойную рецензию, основанную на первоначальном отборе редакторов и анонимном рецензировании двумя анонимными рецензентами.

Основываясь на двухвековом опыте, Taylor & Francis быстро выросла за последние два десятилетия и стала ведущим международным академическим издателем. Группа издает более 800 журналов и более 1800 новых книг каждый год, охватывая широкий спектр предметных областей и включая журнал. отпечатки Routledge, Carfax, Spon Press, Psychology Press, Martin Dunitz и Taylor & Francis. Taylor & Francis полностью привержены публикации и распространению научной информации высочайшего качества, и сегодня это остается основной целью.

Глава 1 Наука и научные исследования

Что такое исследования? В зависимости от того, кого вы спросите, вы, вероятно, получите разные ответы на этот, казалось бы, безобидный вопрос. Некоторые люди скажут, что они регулярно изучают различные онлайн-сайты, чтобы найти лучшее место для покупки товаров или услуг, которые им нужны. Телевизионные новостные каналы якобы проводят исследования в форме опросов зрителей по темам, представляющим общественный интерес, таким как предстоящие выборы или проекты, финансируемые государством.Студенты бакалавриата исследуют Интернет, чтобы найти информацию, необходимую для выполнения заданных им проектов или курсовых работ. Аспиранты, работающие над исследовательскими проектами профессора, могут рассматривать исследование как сбор или анализ данных, связанных с их проектом. Компании и консультанты изучают различные потенциальные решения для устранения организационных проблем, таких как узкие места в цепочке поставок, или для выявления моделей покупок клиентов. Однако ни одно из вышеперечисленного не может считаться «научным исследованием», если: (1) оно не способствует развитию науки и (2) следует научному методу.В этой главе будет рассмотрено значение этих терминов.

Наука

Что такое наука? Для некоторых наука относится к сложным курсам средней школы или колледжа, таким как физика, химия и биология, предназначенным только для самых способных учеников. Для других наука — это ремесло, которым занимаются ученые в белых халатах, использующие специализированное оборудование в своих лабораториях. Этимологически слово «наука» происходит от латинского слова scientia, означающего знание. Наука относится к систематизированному и организованному массиву знаний в любой области исследования, который приобретается с использованием «научного метода» (научный метод описан ниже).Науку можно разделить на две большие категории: естественные науки и социальные науки. Естествознание — это наука о встречающихся в природе объектах или явлениях, таких как свет, объекты, материя, земля, небесные тела или человеческое тело. Естественные науки можно разделить на физические науки, науки о Земле, науки о жизни и другие. Физические науки состоят из таких дисциплин, как физика (наука о физических объектах), химия (наука о материи) и астрономия (наука о небесных объектах).Науки о Земле состоят из таких дисциплин, как геология (наука о Земле). Науки о жизни включают такие дисциплины, как биология (наука о человеческом теле) и ботаника (наука о растениях). Напротив, социальная наука — это наука о людях или коллекциях людей, таких как группы, фирмы, общества или экономики, а также об их индивидуальном или коллективном поведении. Социальные науки можно разделить на такие дисциплины, как психология (наука о человеческом поведении), социология (наука о социальных группах) и экономика (наука о фирмах, рынках и экономике).

Естественные науки отличаются от социальных наук в нескольких отношениях. Естественные науки очень точны, точны, детерминированы и не зависят от человека, проводящего научные наблюдения. Например, научный эксперимент в области физики, такой как измерение скорости звука в определенных средах или показателя преломления воды, всегда должен давать одни и те же результаты, независимо от времени или места проведения эксперимента или человека, проводящего эксперимент. эксперимент.Если два студента, проводящие один и тот же физический эксперимент, получают два разных значения этих физических свойств, это обычно означает, что один или оба из этих студентов должны ошибаться. Однако этого нельзя сказать о социальных науках, которые имеют тенденцию быть менее точными, детерминированными или однозначными. Например, если вы измеряете счастье человека с помощью гипотетического инструмента, вы можете обнаружить, что один и тот же человек более или менее счастлив (или грустен) в разные дни, а иногда и в разное время в один и тот же день.Счастье может варьироваться в зависимости от новостей, которые человек получил в тот день, или от событий, которые произошли ранее в этот день. Кроме того, не существует единого инструмента или показателя, который мог бы точно измерить счастье человека. Следовательно, один инструмент может калибровать человека как «более счастливого», в то время как второй инструмент может обнаружить, что тот же человек «менее счастлив» в один и тот же момент времени. Другими словами, в социальных науках существует высокая степень погрешности измерения, а также значительная неопределенность и слабое согласие в отношении политических решений в области социальных наук.Например, вы не найдете много разногласий среди ученых-естествоиспытателей относительно скорости света или скорости Земли вокруг Солнца, но вы обнаружите многочисленные разногласия среди ученых-социологов относительно того, как решить социальную проблему, такую ​​как сокращение глобального терроризма или спасение. экономика от рецессии. Любой студент, изучающий социальные науки, должен осознавать и комфортно справляться с более высокими уровнями двусмысленности, неопределенности и ошибок, связанных с такими науками, что просто отражает высокую изменчивость социальных объектов.

Науки также можно классифицировать по их назначению. Фундаментальные науки, также называемые чистыми науками, — это те, которые объясняют самые основные объекты и силы, отношения между ними и законы, управляющие ими. Примеры включают физику, математику и биологию. Прикладные науки, также называемые практическими науками, — это науки, которые применяют научные знания из фундаментальных наук в физической среде. Например, инженерия — это прикладная наука, которая применяет законы физики и химии для практических целей, таких как строительство более прочных мостов или топливосберегающих двигателей внутреннего сгорания, в то время как медицина — это прикладная наука, которая применяет законы биологии для решения человеческих недугов.Для человеческого развития необходимы как фундаментальные, так и прикладные науки. Однако прикладные науки не могут стоять сами по себе, а вместо этого полагаются на фундаментальные науки для своего прогресса. Конечно, промышленность и частные предприятия, как правило, уделяют больше внимания прикладным наукам, учитывая их практическую ценность, тогда как университеты изучают как фундаментальные, так и прикладные науки.

Научные знания

Цель науки — создавать научные знания. Научное знание относится к обобщенному своду законов и теорий, объясняющих интересующее явление или поведение, которые получены с использованием научного метода.Законы — это наблюдаемые образцы явлений или поведения, а теории — систематические объяснения основного явления или поведения. Например, в физике законы движения Ньютона описывают, что происходит, когда объект находится в состоянии покоя или движения (Первый закон Ньютона), какая сила необходима для перемещения неподвижного объекта или остановки движущегося объекта (Второй закон Ньютона) , и что происходит, когда два объекта сталкиваются (Третий закон Ньютона). В совокупности три закона составляют основу классической механики — теории движущихся объектов.Точно так же теория оптики объясняет свойства света и его поведение в различных средах, электромагнитная теория объясняет свойства электричества и способы его генерации, квантовая механика объясняет свойства субатомных \ частиц, а термодинамика объясняет свойства энергии и механическая работа. Вводный учебник по физике на уровне колледжа, вероятно, будет содержать отдельные главы, посвященные каждой из этих теорий. Подобные теории существуют и в социальных науках.Например, теория когнитивного диссонанса в психологии объясняет, как люди реагируют, когда их наблюдения за событием отличаются от того, что они ожидали от этого события, общая теория сдерживания объясняет, почему некоторые люди проявляют ненадлежащее или преступное поведение, например, незаконно скачивают музыку или используют программное обеспечение. пиратство, а теория запланированного поведения объясняет, как люди делают осознанный разумный выбор в своей повседневной жизни.

Целью научных исследований является открытие законов и постулатов теорий, которые могут объяснить природные или социальные явления или, другими словами, создать научное знание.Важно понимать, что эти знания могут быть несовершенными или даже весьма далекими от истины. Иногда может быть не одна универсальная истина, а скорее равновесие «множественных истин». Мы должны понимать, что теории, на которых основано научное знание, — это всего лишь объяснения определенного явления, как предлагает ученый. Таким образом, могут быть хорошие или плохие объяснения, в зависимости от того, насколько хорошо эти объяснения соответствуют действительности, и, следовательно, могут быть хорошие или плохие теории.Прогресс науки отмечен нашим прогрессом с течением времени от более бедных теорий к более совершенным, благодаря лучшим наблюдениям с использованием более точных инструментов и более обоснованных логических рассуждений.

Мы приходим к научным законам или теориям посредством логики и доказательств. Логика (теория) и свидетельства (наблюдения) — это два и только два столпа, на которых основано научное знание. В науке теории и наблюдения взаимосвязаны и не могут существовать друг без друга.Теории придают смысл и значимость тому, что мы наблюдаем, а наблюдения помогают подтвердить или уточнить существующую теорию или построить новую теорию. Любые другие средства приобретения знаний, такие как вера или авторитет, не могут считаться наукой.

Научные исследования

Учитывая, что теории и наблюдения являются двумя столпами науки, научные исследования работают на двух уровнях: теоретическом и эмпирическом. Теоретический уровень связан с разработкой абстрактных концепций о природном или социальном явлении и отношениях между этими концепциями (т.д., строить «теории»), в то время как эмпирический уровень связан с проверкой теоретических концепций и взаимосвязей, чтобы увидеть, насколько хорошо они отражают наши наблюдения реальности, с целью в конечном итоге построения лучших теорий. Со временем теория становится все более и более совершенной (т.е. лучше соответствует наблюдаемой реальности), а наука становится более зрелой. Научное исследование предполагает постоянный переход от теории к наблюдениям. И теория, и наблюдения являются важными компонентами научного исследования.Например, полагаться исключительно на наблюдения для умозаключений и игнорировать теорию не считается достоверным научным исследованием.

В зависимости от подготовки и интересов исследователя научное исследование может принимать одну из двух возможных форм: индуктивную или дедуктивную. В индуктивном исследовании цель исследователя — вывести теоретические концепции и закономерности из наблюдаемых данных. В дедуктивном исследовании цель исследователя — проверить концепции и закономерности, известные из теории, с использованием новых эмпирических данных.Следовательно, индуктивное исследование также называется исследованием построения теории, а дедуктивное исследование — исследованием проверки теории. Обратите внимание, что цель проверки теории — не просто проверить теорию, но, возможно, усовершенствовать, улучшить и расширить ее. На рис. 1.1 изображена взаимодополняющая природа индуктивного и дедуктивного исследования. Обратите внимание, что индуктивные и дедуктивные исследования — это две половины исследовательского цикла, который постоянно повторяется между теорией и наблюдениями. Вы не можете проводить индуктивные или дедуктивные исследования, если не знакомы ни с теорией, ни с компонентами исследования данных.Естественно, законченный исследователь — это тот, кто может пройти весь цикл исследования и может проводить как индуктивные, так и дедуктивные исследования.

Важно понимать, что построение теории (индуктивное исследование) и проверка теории (дедуктивное исследование) имеют решающее значение для развития науки. Элегантные теории не имеют ценности, если они не соответствуют действительности. Точно так же горы данных также бесполезны до тех пор, пока они не будут способствовать построению значимых теорий. Вместо того, чтобы рассматривать эти два процесса в круговой взаимосвязи, как показано на рисунке 1.1, возможно, их лучше рассматривать как спираль, где каждая итерация между теорией и данными способствует лучшему объяснению интересующего явления и лучшим теориям. Хотя как индуктивные, так и дедуктивные исследования важны для развития науки, похоже, что индуктивные (теоретические) исследования более ценны, когда есть несколько предшествующих теорий или объяснений, в то время как дедуктивные (проверочные) исследования более продуктивны, когда есть Многие конкурирующие теории одного и того же явления и исследователи заинтересованы в том, чтобы узнать, какая теория работает лучше всего и при каких обстоятельствах.

Рисунок 1.1. Цикл исследований

Построение теории и проверка теории особенно сложны в социальных науках, учитывая неточный характер теоретических концепций, неадекватные инструменты для их измерения и наличие многих неучтенных факторов, которые также могут влиять на интересующее явление. Также очень сложно опровергнуть неработающие теории. Например, теория коммунизма Карла Маркса как эффективного средства экономического производства выдерживала десятилетия, прежде чем была окончательно дискредитирована как уступающая капитализму в обеспечении экономического роста и общественного благосостояния.Бывшие коммунистические экономики, такие как Советский Союз и Китай, в конечном итоге перешли к более капиталистической экономике, характеризующейся максимизацией прибыли частными предприятиями. Однако недавний крах ипотечной и финансовой индустрии в Соединенных Штатах демонстрирует, что капитализм также имеет свои недостатки и не так эффективен в обеспечении экономического роста и социального благосостояния, как предполагалось ранее. В отличие от теорий в естественных науках, теории социальных наук редко бывают идеальными, что дает исследователям многочисленные возможности для улучшения этих теорий или построения собственных альтернативных теорий.

Следовательно, для проведения научных исследований требуются два набора навыков — теоретический и методологический — для работы на теоретическом и эмпирическом уровнях соответственно. Методологические навыки («ноу-хау») относительно стандартны, неизменны для разных дисциплин и легко приобретаются через докторские программы. Однако теоретические навыки («умение что-то») освоить значительно сложнее, они требуют многих лет наблюдения и размышлений и представляют собой неявные навыки, которым нельзя «научить», а скорее усвоить на собственном опыте.Все величайшие ученые в истории человечества, такие как Галилей, Ньютон, Эйнштейн, Нилс Бор, Адам Смит, Чарльз Дарвин и Герберт Саймон, были выдающимися теоретиками, и их помнят за те теории, которые они постулировали, которые изменили ход науки. наука. Методологические навыки необходимы, чтобы быть обычным исследователем, но теоретические навыки необходимы, чтобы быть экстраординарным исследователем!

Научный метод

В предыдущих разделах мы описывали науку как знание, полученное с помощью научного метода.Так что же такое «научный метод»? Научный метод относится к стандартизированному набору методов для создания научных знаний, таких как то, как делать достоверные наблюдения, как интерпретировать результаты и как обобщать эти результаты. Научный метод позволяет исследователям независимо и беспристрастно проверять уже существующие теории и предыдущие результаты, а также подвергать их открытым обсуждениям, изменениям или улучшениям. Научный метод должен удовлетворять четырем характеристикам:

• Воспроизводимость: другие должны иметь возможность независимо воспроизвести или повторить научное исследование и получить аналогичные, если не идентичные, результаты.

• Точность: Теоретические концепции, которые часто трудно измерить, должны быть определены с такой точностью, чтобы другие могли использовать эти определения для измерения этих концепций и проверки этой теории.

• Опровержимость: теория должна быть изложена таким образом, чтобы ее можно было опровергнуть. Теории, которые нельзя проверить или опровергнуть, не являются научными теориями, и любое такое знание не является научным знанием. Теория, сформулированная в неточных терминах или концепция которой не поддается точному измерению, не может быть проверена и, следовательно, не является научной.Идеи Зигмунда Фрейда о психоанализе попадают в эту категорию и поэтому не считаются «
».

«теория», даже несмотря на то, что психоанализ может иметь практическую пользу при лечении определенных типов болезней.

• Экономия: когда существует несколько объяснений явления, ученые всегда должны принимать самое простое или наиболее экономичное с логической точки зрения объяснение. Это понятие называется экономией или «бритвой Оккама». Экономия не позволяет ученым разрабатывать чрезмерно сложные или диковинные теории с бесконечным количеством концепций и взаимосвязей, которые могут объяснить понемногу все, но ничего конкретного.

Любая область исследования, которая не позволяет научному методу проверить его основные законы или теории, не может называться «наукой». Например, богословие (изучение религии) не является наукой, потому что богословские идеи (такие как присутствие Бога) не могут быть проверены независимыми наблюдателями с использованием воспроизводимого, точного, опровергаемого и экономного метода. Точно так же искусство, музыка, литература, гуманитарные науки и право также не считаются наукой, даже если они сами по себе являются творческими и стоящими делами.

Научный метод в применении к социальным наукам включает в себя множество исследовательских подходов, инструментов и методов, таких как качественные и количественные данные, статистический анализ, эксперименты, полевые опросы, тематические исследования и т. Д. Большая часть этой книги посвящена изучению этих различных методов. Однако признайте, что научный метод работает в первую очередь на эмпирическом уровне исследования, то есть как проводить наблюдения, анализировать и интерпретировать эти наблюдения.Очень немногое из этого метода имеет прямое отношение к теоретическому уровню, который действительно является наиболее сложной частью научных исследований.

Виды научных исследований

В зависимости от цели исследования научно-исследовательские проекты можно разделить на три типа: исследовательские, описательные и пояснительные. Исследовательские исследования часто проводятся в новых областях исследования, где цели исследования заключаются в следующем: (1) определить масштабы или масштабы конкретного явления, проблемы или поведения, (2) генерировать некоторые первоначальные идеи (или « догадки ») об этом явлении или (3) проверить возможность проведения более обширного исследования этого явления.Например, если граждане страны в целом недовольны политикой правительства в отношении периода экономического спада, исследовательское исследование может быть направлено на измерение степени неудовлетворенности граждан, понимание того, как проявляется такая неудовлетворенность, например, частота публичных протестов, а также предполагаемые причины такой неудовлетворенности, такие как неэффективная политика правительства в борьбе с инфляцией, процентными ставками, безработицей или более высокими налогами. Такое исследование может включать изучение публично публикуемых цифр, таких как оценки экономических показателей, таких как валовой внутренний продукт (ВВП), безработица и индекс потребительских цен, которые хранятся в архиве сторонних источников, полученные в результате интервью с экспертами, видными экономистами, или ключевые правительственные чиновники, и / или полученные на основе изучения исторических примеров решения аналогичных проблем.Это исследование может не привести к очень точному пониманию целевой проблемы, но может оказаться полезным для определения характера и масштабов проблемы и послужит полезным предвестником для более глубокого исследования.

Описательное исследование направлено на тщательное наблюдение и подробную документацию интересующего явления. Эти наблюдения должны быть основаны на научном методе (т.е. должны быть воспроизводимыми, точными и т. Д.) И, следовательно, более надежны, чем случайные наблюдения неподготовленных людей.Примерами описательных исследований являются табулирование демографической статистики Бюро переписи населения США или статистика занятости Бюро труда, которые используют те же или аналогичные инструменты для оценки занятости по секторам или прироста населения по этнической принадлежности в ходе нескольких обследований занятости или переписей. Если в измерительные приборы вносятся какие-либо изменения, оценки предоставляются с измененным оборудованием и без него, чтобы читатели могли провести справедливое сравнение до и после в отношении динамики численности населения или занятости.Другое описательное исследование может включать в себя ведение хроники этнографических отчетов о деятельности банд подростков среди городского населения, сохранение или эволюцию религиозных, культурных или этнических обычаев в отдельных общинах, а также роль таких технологий, как Twitter и обмен мгновенными сообщениями, в распространении демократии. движения в странах Ближнего Востока.

Объяснительное исследование направлено на объяснение наблюдаемых явлений, проблем или поведения. В то время как описательное исследование исследует, что, где и когда является явлением, объяснительное исследование ищет ответы на вопросы, почему и как.Он пытается «соединить точки» в исследовании, выявляя причинные факторы и результаты целевого явления. Примеры включают понимание причин подростковой преступности или бандитизма с целью предписания стратегий для преодоления таких социальных недугов. Большинство академических или докторских исследований относятся к категории объяснений, хотя на начальных этапах академических исследований также может потребоваться некоторое количество исследовательских и / или описательных исследований. Поиск объяснения наблюдаемых событий требует сильных теоретических навыков и навыков интерпретации, а также интуиции, проницательности и личного опыта.Те, кому это удается, также являются наиболее уважаемыми учеными в своих дисциплинах.

История научной мысли

Прежде чем закрыть эту главу, может быть интересно вернуться в историю и посмотреть, как наука развивалась с течением времени, и определить ключевые научные умы в этой эволюции. Хотя примеры научного прогресса были задокументированы на протяжении многих веков, термины «наука», «ученые» и «научный метод» появились только в 19 веке. До этого времени наука рассматривалась как часть философии и сосуществовала с другими отраслями философии, такими как логика, метафизика, этика и эстетика, хотя границы между некоторыми из этих отраслей были размыты.

В первые дни человеческих исследований знание обычно признавалось в терминах богословских заповедей, основанных на вере. Этому бросили вызов греческие философы, такие как Платон, Аристотель и Сократ в 3 веке до н.э., которые предположили, что фундаментальную природу бытия и мира можно более точно понять с помощью процесса систематического логического рассуждения, называемого рационализмом. В частности, классическая работа Аристотеля «Метафизика» (буквально означающая «за пределами физического [существования]») отделяла богословие (изучение богов) от онтологии (изучение бытия и существования) и универсальной науки (изучение первых принципов, на которых основывается логика). основан).Рационализм (не путать с «рациональностью») рассматривает разум как источник знания или оправдания и предполагает, что критерий истины является не сенсорным, а скорее интеллектуальным и дедуктивным, часто выводимым из набора первых принципов или аксиом (таких как «Закон непротиворечия» Аристотеля).

Следующий крупный сдвиг в научной мысли произошел в 16 веке, когда британский философ Фрэнсис Бэкон (1561–1626) предположил, что знания могут быть получены только из наблюдений в реальном мире.Основываясь на этой предпосылке, Бэкон подчеркивал приобретение знаний как эмпирическую деятельность (а не как деятельность по рассуждению) и развил эмпиризм как влиятельную ветвь философии. Работы Бэкона привели к популяризации индуктивных методов научного исследования, развитию «научного метода» (первоначально названного «методом Бэкона»), состоящего из систематических наблюдений, измерений и экспериментов, и, возможно, даже посеяли семена атеизма. или отказ от богословских заповедей как «ненаблюдаемых».”

Эмпиризм продолжал сталкиваться с рационализмом на протяжении всего средневековья, поскольку философы искали наиболее эффективный способ получения достоверных знаний. Французский философ Рене Декарт встал на сторону рационалистов, а британские философы Джон Локк и Дэвид Юм встали на сторону эмпириков. Другие ученые, такие как Галилео Галилей и сэр Иссак Ньютон, пытались объединить две идеи в естественную философию (философию природы), чтобы сосредоточиться конкретно на понимании природы и физической вселенной, которая считается предшественницей естественных наук. .Галилей (1564–1642) был, пожалуй, первым, кто заявил, что законы природы являются математическими, и внес свой вклад в область астрономии благодаря новаторскому сочетанию экспериментов и математики.

В XVIII веке немецкий философ Иммануил Кант попытался разрешить спор между эмпиризмом и рационализмом в своей книге «Критика чистого разума», утверждая, что опыт является чисто субъективным, и обрабатывая его с помощью чистого разума, не углубляясь сначала в субъективную природу опыта. приведет к теоретическим иллюзиям.Идеи Канта привели к развитию немецкого идеализма, который вдохновил более позднее развитие методов интерпретации, таких как феноменология, герменевтика и критическая социальная теория.

Примерно в то же время французский философ Огюст Конт (1798–1857), основатель дисциплины социологии, попытался совместить рационализм и эмпиризм в новой доктрине, названной позитивизмом. Он предположил, что теория и наблюдения имеют круговую зависимость друг от друга. Хотя теории могут быть созданы с помощью рассуждений, они являются достоверными только в том случае, если их можно проверить с помощью наблюдений.Акцент на верификации положил начало отделению современной науки от философии и метафизики и дальнейшему развитию «научного метода» как основного средства подтверждения научных утверждений. Идеи Конта были расширены Эмилем Дюркгеймом в его развитии социологического позитивизма (позитивизм как основа социальных исследований) и Людвигом Витгенштейном в логическом позитивизме.

В начале 20-го века сильные взгляды на позитивизм были отвергнуты социологами-интерпретаторами (антипозитивистами), принадлежащими к школе немецкого идеализма.Позитивизм обычно приравнивался к количественным методам исследования, таким как эксперименты и опросы, без каких-либо явных философских обязательств, в то время как антипозитивизм использовал качественные методы, такие как неструктурированные интервью и включенное наблюдение. Даже сторонники позитивизма, такие как американский социолог Пол Лазарсфилд, который первым разработал крупномасштабные исследования и статистические методы анализа данных опросов, признали потенциальные проблемы предвзятости наблюдателя и структурных ограничений в позитивистском исследовании.В ответ антипозитивисты подчеркнули, что социальные действия необходимо изучать с помощью средств интерпретации, основанных на понимании значения и цели, которые люди придают своим личным действиям, что вдохновило Георга Зиммеля на работу над символическим интеракционизмом, работу Макса Вебера над идеальными типами и работу Эдмунда Гуссерля. по феноменологии.

В середине-конце 20 века как позитивистские, так и антипозитивистские школы мысли подвергались критике и изменениям. Британский философ сэр Карл Поппер предположил, что человеческое знание основано не на неоспоримых и прочных основаниях, а, скорее, на наборе предварительных предположений, которые нельзя окончательно доказать, а только опровергнуть.Эмпирические данные являются основой для опровержения этих предположений или «теорий». Эта метатеоретическая позиция, называемая постпозитивизмом (или постемпиризмом), исправляет позитивизм, предполагая, что невозможно проверить истину, хотя можно отвергнуть ложные убеждения, хотя она сохраняет позитивистское представление об объективной истине и его упор на научный метод.

Аналогичным образом, антипозитивистов также критиковали за то, что они пытались только понять общество, но не критиковали и не меняли общество к лучшему.Корни этой мысли лежат в книге «Капитал», написанной немецкими философами Карлом Марксом и Фридрихом Энгельсом, которые критиковали капиталистические общества как социально несправедливые и неэффективные и рекомендовали устранять это неравенство посредством классового конфликта и пролетарских революций. Марксизм вдохновил на социальные революции в таких странах, как Германия, Италия, Россия и Китай, но в целом не смог достичь социального равенства, к которому он стремился. Критическое исследование (также называемое критической теорией), предложенное Максом Хоркхаймером и Юргеном Хабермасом в 20-м веке, сохраняет аналогичные идеи критики и устранения социального неравенства и добавляет, что люди могут и должны сознательно действовать, чтобы изменить свои социальные и экономические обстоятельства, хотя их способность делать это ограничивается различными формами социального, культурного и политического господства.Критическое исследование пытается раскрыть и критиковать ограничивающие и отчуждающие условия статус-кво, анализируя оппозицию, конфликты и противоречия в современном обществе, и стремится устранить причины отчуждения и господства (т.е. освободить угнетенный класс). Подробнее об этих различных исследовательских философиях и подходах мы поговорим в следующих главах этой книги.

Почему наука? | Noba

В наше время есть много людей, которые внесли положительный вклад в развитие человечества.Внимательно посмотрите на имена в следующем списке. Как вы думаете, кто из этих людей больше всего помог человечеству?

1. Мать Тереза ​​
2. Альберт Швейцер
3. Эдвард Дженнер
4. Норман Борлоуг
5. Фриц Габер

Обычный ответ на этот вопрос: «Кто такие Дженнер, Борлоуг и Хабер?» Многие знают, что Мать Тереза ​​помогла тысячам людей, живущих в трущобах Калькутты (Калькутта). Другие вспоминают, что Альберт Швейцер открыл свою знаменитую больницу в Африке и впоследствии получил Нобелевскую премию мира.С другой стороны, три другие исторические личности гораздо менее известны. Дженнер, Борлоуг и Хабер были учеными, чьи исследовательские открытия спасли миллионы и даже миллиарды жизней. Доктора Эдварда Дженнера часто считают «отцом иммунологии», потому что он был одним из первых, кто задумал и проверил вакцинацию. Его новаторская работа привела непосредственно к искоренению оспы. Многие другие болезни были значительно уменьшены благодаря вакцинам, открытым с помощью науки — корь, коклюш, дифтерия, столбняк, брюшной тиф, холера, полиомиелит, гепатит — и все они являются наследием Дженнера.Фриц Хабер и Норман Борлоуг спасли более миллиарда человеческих жизней. Они создали «зеленую революцию», выращивая гибридные сельскохозяйственные культуры и синтетические удобрения. Человечество теперь может производить продукты питания для семи миллиардов человек на планете, и голод, который действительно имеет место, связан с политическими и экономическими факторами, а не с нашей коллективной способностью производить продукты питания.

Благодаря передовой работе доктора Эдварда Дженнера миллионы прививок в настоящее время проводятся по всему миру каждый год, предотвращая распространение многих излечимых болезней и спасая жизни людей всех возрастов.[Изображение: CDC Global Health, https://goo.gl/hokiWz, CC BY 2.0, https://goo.gl/9uSnqN]

Если вы изучите основные социальные и технологические изменения за последнее столетие, большинство из них можно непосредственно приписывают науке. Мир в 1914 году сильно отличался от того, который мы видим сегодня (Истербрук, 2003). Машин было немного, и большинство людей путешествовали пешком, на лошадях или в экипаже. Не было ни радио, ни телевизора, ни противозачаточных таблеток, ни искусственного сердца, ни антибиотиков. Лишь небольшая часть мира имела телефоны, холодильники или электричество.В наши дни мы обнаружили, что в 80% всех домохозяйств есть телевизор, а в 84% — электричество. По оценкам, три четверти населения мира имеют доступ к мобильному телефону! Ожидаемая продолжительность жизни составляла 47 лет в 1900 году и 79 лет в 2010 году. Доля голодающих и недоедающих людей в мире существенно снизилась по всему миру. Даже средний уровень интеллекта. резко выросли за последнее столетие благодаря лучшему питанию и обучению.

Все эти медицинские достижения и технологические инновации являются прямым результатом научных исследований и понимания.В современную эпоху легко успокоиться по поводу достижений науки, но не ошибиться в этом — наука сделала фантастические открытия и продолжает делать это. Эти открытия полностью изменили наш мир.

Что это за процесс, который мы называем «наукой», который так сильно изменил мир? Древние люди чаще верили в магические и сверхъестественные объяснения таких природных явлений, как солнечные затмения или грозы. Напротив, люди с научным складом ума пытаются понять мир природы с помощью тестов и наблюдений.В частности, наука — это использование систематического наблюдения для получения знаний. Например, дети в классе естественных наук могут комбинировать уксус и пищевую соду, чтобы наблюдать за бурлящей химической реакцией. Эти эмпирические методы — прекрасные способы познать физический и биологический мир. Наука — это не магия — она ​​не решит всех человеческих проблем и может не ответить на все наши вопросы о поведении. Тем не менее, это, по-видимому, самый мощный метод, который у нас есть для получения знаний о наблюдаемом мире.Основные элементы науки следующие:

1. Систематическое наблюдение — основа науки . Ученые очень организованно наблюдают за миром. Мы часто измеряем наблюдаемое явление. Мы записываем наши наблюдения, чтобы ошибки памяти с меньшей вероятностью повлияли на наши выводы. Мы систематичны в том, что мы пытаемся наблюдать в контролируемых условиях, а также систематически изменять условия наших наблюдений, чтобы мы могли видеть вариации в явлениях и понимать, когда они происходят, а когда нет.Систематическое наблюдение — основа науки. [Изображение: Cvl Neuro, https://goo.gl/Avbju7, CC BY-SA 3.0, https://goo.gl/uhHola]
2. Наблюдение приводит к гипотезе, которую мы можем проверить. . Когда мы разрабатываем гипотез, и теории , мы формулируем их таким образом, чтобы их можно было проверить. Например, вы можете заявить, что свечи из парафина горят медленнее, чем свечи точно такого же размера и формы, сделанные из пчелиного воска. Это утверждение можно легко проверить, измерив скорость горения свечей из этих материалов.
3. Наука демократична . В древности люди могли быть готовы принять взгляды своих королей или фараонов как абсолютную истину. Однако в наши дни люди с большей вероятностью захотят сформировать собственное мнение и обсудить выводы. Ученые настроены скептически и открыто обсуждают свои наблюдения и теории. Эти дебаты часто происходят, когда ученые публикуют конкурирующие результаты, считая, что лучшие данные выиграют спор.
4. Наука накапливается .Мы можем узнать важные истины, открытые ранее учеными, и опираться на них. Любой студент-физик сегодня знает о физике больше, чем сэр Исаак Ньютон, хотя Ньютон был, возможно, самым блестящим физиком всех времен. Важнейшим аспектом научного прогресса является то, что после того, как мы узнаем о более ранних достижениях, мы можем опираться на них и двигаться дальше по пути знания.

Даже в наше время многие люди скептически относятся к психологии как к науке. В некоторой степени это сомнение проистекает из того факта, что многие психологические явления, такие как депрессия, интеллект и предрассудки, не кажутся наблюдаемыми напрямую так, как мы можем наблюдать изменения океанских приливов или скорости света.Поскольку мысли и чувства невидимы, многие ранние исследователи психологии предпочли сосредоточиться на поведении. Вы могли заметить, что некоторые люди ведут себя дружелюбно и общительно, в то время как другие кажутся застенчивыми и замкнутыми. Если вы сделали такие наблюдения, значит, вы действуете точно так же, как ранние психологи, которые использовали поведение, чтобы делать выводы о различных типах личности. С помощью поведенческих мер и оценочных шкал можно измерить мысли и чувства. Это похоже на то, как другие исследователи исследуют «невидимые» явления, такие как способ, которым преподаватели измеряют успеваемость, а экономисты измеряют качество жизни.

Одним из важных исследователей-пионеров был Фрэнсис Гальтон, двоюродный брат Чарльза Дарвина, который жил в Англии в конце 1800-х годов. Гальтон использовал цветные пятна, чтобы проверить способность людей различать их. Он также изобрел анкету самоотчета, в которой люди высказывали свои собственные суждения или мнения по различным вопросам. Гальтон смог использовать самоотчеты для изучения, среди прочего, различной способности людей точно определять расстояния.

В 1875 году Фрэнсис Гальтон провел новаторское исследование близнецов, чтобы определить, насколько сходства и различия близнецов зависели от их жизненного опыта.В ходе этой работы он придумал фразу «Природа против воспитания». [Изображение: XT Inc., https://goo.gl/F1Wvu7, CC BY-NC-SA 2.0, https://goo.gl/Toc0ZF]

Хотя у него не было современного понимания генетики, Гальтон также считал, что ученые могли бы изучить поведение однояйцевых и разнояйцевых близнецов, чтобы оценить степень влияния генетических и социальных факторов на личность; загадочный вопрос, который мы в настоящее время называем «вопросом о природе и воспитании».

В наше время психология стала более сложной.Теперь исследователи используют более совершенные методы измерения, более сложные схемы исследований и более совершенный статистический анализ для изучения человеческой природы. Просто возьмите пример изучения эмоции счастья. Как бы вы изучали счастье? Один из простых способов — просто спросить людей об их счастье и предложить им использовать нумерованную шкалу для обозначения своих чувств. Конечно, здесь есть несколько проблем. Люди могут лгать о своем счастье, могут быть не в состоянии точно сообщить о своем счастье или могут иначе использовать числовую шкалу.Помня об этих ограничениях, современные психологи используют широкий спектр методов для оценки счастья. Они используют, например, «критерии экспертных отчетов», в которых они спрашивают близких друзей и членов семьи о счастье целевого человека. Затем исследователи могут сравнить эти оценки с оценками самооценки и проверить расхождения. Исследователи также используют меры памяти, считая, что диспозиционно позитивным людям легче вспомнить приятные события, а негативным людям легче вспомнить неприятные.Современные психологи даже используют биологические измерения, такие как образцы кортизола в слюне (кортизол — это гормон, связанный со стрессом) или изображения активации мозга с помощью фМРТ (левая префронтальная кора головного мозга — одна из областей мозговой активности, связанных с хорошим настроением).

Несмотря на наши различные методологические достижения, это правда, что психология все еще очень молодая наука. Хотя физике и химии сотни лет, психологии едва ли сто пятьдесят лет, и большинство наших основных открытий произошло только за последние 60 лет.У психологической науки есть законные пределы, но, тем не менее, это наука.

Психологическая наука полезна для разработки вмешательств, которые помогают людям жить лучше. Растущее количество исследований посвящено определению того, какие методы лечения являются наиболее и наименее эффективными для лечения психических расстройств.

Когнитивно-поведенческая терапия доказала свою эффективность при лечении различных состояний, включая депрессию. [Изображение: SalFalco, https://goo.gl/3knLoJ, CC BY-NC 2.0, https://goo.gl/HEXbAA]

Например, многие исследования показали, что когнитивно-поведенческая терапия может помочь многим людям, страдающим депрессией и тревожными расстройствами (Butler, Chapman, Forman, & Beck, 2006; Hoffman & Smits, 2008 г.). Напротив, исследования показывают, что некоторые виды лечения в среднем могут быть вредными (Lilienfeld, 2007).

В области организационной психологии исследователи обнаружили ряд психологических вмешательств, способствующих повышению производительности и удовлетворенности на рабочем месте (например,g., Guzzo, Jette, & Katzell, 1985). Инженеры, занимающиеся человеческим фактором, значительно повысили безопасность и полезность используемых нами продуктов. Например, психолог по человеческим факторам Альфонс Чапанис и другие исследователи переработали элементы управления в кабине самолета, чтобы сделать их менее запутанными и на которые было легче реагировать, и это привело к уменьшению количества ошибок и аварий пилотов.

Судебная медицина сделала судебные решения более обоснованными. Все мы знаем об известных случаях, когда заключенные были освобождены от ответственности на основании анализа ДНК.Столь же драматические случаи зависят от результатов психологических исследований. Например, психолог Элизабет Лофтус провела исследование, демонстрирующее ограниченность и ненадежность свидетельских показаний и памяти. Таким образом, психологические открытия имеют практическое значение в мире за пределами лаборатории. Психологическая наука достигла достаточных успехов, чтобы продемонстрировать, что она работает, но еще многое предстоит изучить.

Схема эксперимента Милгрэма, в котором «учителя» (T) попросили нанести (предположительно) болезненный электрический разряд «ученику» (L).Будет ли этот эксперимент одобрен комиссией сегодня? [Изображение: Fred the Oyster, https://goo.gl/ZIbQz1, CC BY-SA 4.0, https://goo.gl/X3i0tq]

Психология несколько отличается от естественных наук, таких как химия, тем, что исследователи проводят исследования с участники исследования на людях. Из-за этого возникает естественная тенденция защищать участников исследования от потенциального психологического вреда. Например, было бы интересно посмотреть, как люди справляются с насмешками, но не рекомендуется высмеивать участников исследования.

Научные психологи следуют определенному набору руководящих принципов исследования, известному как этический кодекс. Существуют обширные этические рекомендации относительно того, как следует относиться к участникам психологических исследований (Diener & Crandall, 1978; Sales & Folkman, 2000). Вот несколько основных моментов:

1. Информированное согласие . В целом люди должны знать, когда они участвуют в исследовании, и понимать, что с ними произойдет во время исследования. Затем им следует предоставить свободный выбор в отношении участия.
2. Конфиденциальность . Информация, которую исследователи узнают об отдельных участниках, не должна публиковаться без согласия человека.
3. Конфиденциальность . Исследователи не должны наблюдать за людьми в уединенных местах, например, в их спальнях, без их ведома и согласия. Исследователи не должны запрашивать конфиденциальную информацию у других лиц, например у администрации школы, без согласия участника или его или ее опекуна.
4. Льготы .Исследователи должны рассмотреть преимущества предлагаемого ими исследования и взвесить их с учетом потенциальных рисков для участников. Люди, участвующие в психологических исследованиях, должны подвергаться риску только в том случае, если они полностью осознают эти риски и только если вероятные преимущества явно перевешивают риски.
5. Обман . Некоторым исследователям необходимо обманывать участников, чтобы скрыть истинную суть исследования. Обычно это делается для того, чтобы участники не могли изменить свое поведение неестественным образом.Исследователи должны «подвести итоги» своих участников после того, как они завершили исследование. Подведение итогов — это возможность рассказать участникам об истинной природе исследования.

Однажды у меня был профессор психологии, который спросил мой класс, почему мы идем на курс психологии. В наших ответах приводится ряд причин, по которым люди хотят изучать психологию:

1. Чтобы понять себя
2. Чтобы понять других людей и группы
3. Чтобы иметь возможность лучше влиять на других, например, в общении детей или мотивации сотрудников
4. Чтобы узнать, как лучше помогать другим и улучшать мир, например, с помощью эффективной психотерапии
5. Чтобы научиться навыку, который приведет к профессии, такой как социальный работник или профессор
6. Чтобы узнать, как оценивать исследования, которые вы слышите или читаете о
7. Потому что это интересно, интересно и весело! Люди хотят изучать психологию, потому что это увлекательно само по себе, независимо от других положительных результатов.Почему мы смотрим фильмы? Потому что они веселые и захватывающие, и нам не нужна другая причина. Таким образом, одна из веских причин изучать психологию заключается в том, что она может быть полезной сама по себе.

Психология — это увлекательное приключение. Станете ли вы научным психологом, прикладным психологом или образованным человеком, разбирающимся в психологических исследованиях, эта область может повлиять на вашу жизнь и доставить удовольствие, вознаграждение и понимание. Я надеюсь, что вы многому научитесь из модулей в этом электронном тексте, а также получите удовольствие от этого опыта! Я люблю изучать психологию и нейробиологию, и надеюсь, что вы тоже!

Как и когда собирать данные наблюдений — Atlan

Данные наблюдений — это ценная форма исследования, которая может дать исследователям информацию, выходящую за рамки цифр и статистики.В целом наблюдение — это систематический способ сбора данных путем наблюдения за людьми в естественных ситуациях или условиях. Есть много разных типов наблюдений, каждый со своими сильными и слабыми сторонами.

Наблюдение участника и неучастника

Наблюдение участника: исследователь участвует в деятельности
Наблюдение без участия: исследователь отделен от деятельности

Наблюдение при участии — это когда исследователь вовлечен в деятельность, которой они занимаются наблюдая.Например, исследователь является участником группы анонимных алкоголиков, и они что-то наблюдают в этой группе. При наблюдении без участия исследователь отделен от деятельности (например, взрослый в задней части класса наблюдает за навыками сдачи тестов студентами).

Наблюдения с участием и без участия имеют сильные и слабые стороны в зависимости от исследования и данных наблюдений, которые необходимо собрать.

Включенное наблюдение предлагает исследователю больше контекста и лучшее понимание того, что изучается.Однако участие в мероприятии может изменить поведение наблюдаемых. Точно так же наблюдение без участия позволяет исследователям использовать такие инструменты, как записывающие устройства или камеры, для более точного захвата наблюдаемого, но оно может обеспечить более ограниченное понимание динамики и контекста того, что изучается.

Включенное наблюдение позволяет исследователю лучше понять, что изучается. Однако это может изменить поведение наблюдаемых.

Наблюдения с участием и без участия могут дать ценные или опасные данные наблюдений, в зависимости от вашего исследования. Однако часто они наиболее эффективны, когда используются вместе, чтобы получить более полную картину изучаемого.

Например, исследователь, который хочет изучать конкурентоспособных шахматистов, может сначала посмотреть шахматные турниры с трибун (то есть наблюдение без участия), чтобы получить представление о том, как взаимодействуют игроки. Затем исследователь мог участвовать в шахматных турнирах (т.е. наблюдение за участниками), чтобы напрямую взаимодействовать с шахматистами и узнавать больше о мотивации и внутренней динамике сообщества.

Простое наблюдение в сравнении с поведенческим наблюдением

Простое наблюдение: исследователь собирает простые числовые данные
Поведенческое наблюдение: исследователь интерпретирует поведение людей

Простые наблюдения часто имеют числовой характер, например, сколько автомобилей проезжает через данный перекресток каждый час или сколько студентов спят во время урока.Наблюдение за поведением, с другой стороны, наблюдает и интерпретирует поведение людей, например, сколько автомобилей едет в опасных условиях или насколько интересен лектор.

Простое наблюдение позволяет собрать простые числа. Однако он не объясняет, почему могут быть такими же.

Ценность простого наблюдения частично заключается в его названии — оно собирает простые числа, которые исследователи могут использовать для легкого расчета тенденций или средних значений и предоставления четких числовых свидетельств.Однако простое наблюдение не объясняет, почему могут быть такими же. Наблюдение за поведением может быть очень ценным с точки зрения контекстного понимания определенных численных тенденций, но оно оставляет много места для предвзятости или субъективности исследователя.

Как наблюдение с участием, так и без участия, обе эти формы наблюдения наиболее ценны, когда используются вместе для понимания деталей в рамках более широкой картины. Например, исследователь может объединить простые данные наблюдений (сколько людей посещают семинар) с данными наблюдений за поведением (насколько активно люди участвуют в семинаре), чтобы оценить, насколько эффективен семинар.

Даже опытные профессионалы подвержены предвзятости исследователя — ошибкам из-за предубеждений и умственных сокращений. Остерегайтесь этих недостатков, которые могут дискредитировать даже самые лучшие исследования.

Прямое и косвенное наблюдение

Прямое наблюдение: исследователь наблюдает за действием, как оно происходит
Косвенное наблюдение: исследователь наблюдает за результатами действия

Хотя они могут показаться похожими, прямое и косвенное наблюдение имеют важные методические различия.Прямое наблюдение — это когда исследователь наблюдает за действием или процессом во время его выполнения (например, он наблюдает за студентами в столовой за обедом, чтобы узнать об их привычках питания). Напротив, косвенное наблюдение предполагает, что исследователь наблюдает за результатами действия или процесса после того, как оно произошло (например, они исследуют мусор, оставшийся после обеда студентов, чтобы узнать о своих привычках в отношении пищевых отходов). Хотя они очень похожи, прямое и косвенное наблюдение происходит в разное время в ходе исследования и, что более важно, предлагает исследователю разную релевантную информацию.

Прямое наблюдение ценно, потому что оно предлагает информацию в реальном времени. Однако его слабость в том, что он упускает из виду что-либо, кроме наблюдения.

Прямое наблюдение ценно, потому что оно предлагает информацию в реальном времени о том, что изучается. Однако его слабость состоит в том, что он пропускает что-либо вне наблюдения (например, не учитывает, как студенты едят вне обеда или вне кафетерия). Это означает, что прямое наблюдение дает информацию только о части общей картины.Прямое наблюдение также может быть предвзятым и неточным, поскольку люди часто ведут себя иначе, когда знают, что за ними наблюдают.

Ценность косвенного наблюдения заключается в том, что оно не инвазивно, и присутствие наблюдателя не влияет на поведение людей. Однако его слабость состоит в том, что собираемая информация может быть ограничена в зависимости от того, что наблюдается косвенно.

Скрытое наблюдение против открытого

Скрытое наблюдение: исследователь наблюдает тайно
Открытое наблюдение: люди знают, что исследователь наблюдает за ними

Скрытое наблюдение противОткрытое наблюдение, возможно, является наиболее заметной разницей в роли, которую исследователь играет в этом процессе. Скрытое наблюдение имеет место, когда исследователь тайно наблюдает за деятельностью (возможно, через скрытую видеокамеру). При открытом наблюдении, как следует из названия, наблюдаемые люди знают, что за ними наблюдает исследователь.

Как и у других методов, у обеих форм наблюдения есть очевидные сильные и слабые стороны. Преимущество открытого наблюдения в том, что оно позволяет исследователям быть честными с участниками и сказать им, что за ними наблюдают.Это позволяет избежать каких-либо этических проблем, таких как отсутствие информированного согласия. Однако связанный с этим недостаток заключается в том, что участники понимают цели наблюдателя, поэтому они с большей вероятностью изменят свое поведение.

Открытое наблюдение позволяет избежать этических проблем. Однако участники с большей вероятностью изменят свое поведение.

Как упоминалось выше, скрытое наблюдение вызывает немедленные этические вопросы (поскольку люди, участвующие в исследовании, должны сначала дать информированное согласие).Однако скрытое наблюдение позволяет исследователям получать доступ к группам, которые в противном случае не участвовали бы в исследованиях, позволяя исследователям расширять знания о менее известных социальных группах.

Следует ли собирать данные наблюдений?

У всех этих методов наблюдательных исследований есть свои сильные и слабые стороны. Независимо от того, решите ли вы использовать наблюдение и как вы решите его проводить, следует тщательно выбирать в зависимости от вашего исследования.

Интересно, подходят ли исследования с использованием наблюдений для сбора данных? Ознакомьтесь с другими методами сбора данных в разделе «4 метода сбора данных: какой из них вам подходит?»

Ниже приводится список плюсов и минусов сбора данных наблюдений.Проверьте это и посмотрите, подходит ли наблюдение для вашего следующего исследования!

Плюсы сбора данных наблюдений

• Наблюдение позволяет исследователям просматривать и проверять гипотезу в реальном мире, что делает ее менее гипотетической, чем другие методы сбора данных.
• Наблюдение позволяет исследователям создавать и наблюдать реальные ситуации. Например, вместо того, чтобы использовать данные, чтобы попытаться предсказать, что произойдет, когда потребители пройдут мимо большой демонстрации продукта, наблюдение может собрать фактические результаты.
• Наблюдение идеально подходит для ситуаций, в которых невербальное общение важно для полноценного исследования.
• Наблюдение обеспечивает более надежное измерение фактического поведения, чем самооценка показателей.

Минусы сбора данных наблюдений

• Наблюдательные исследования могут включать высокую степень предвзятости исследователя — наблюдатель — человек, и его / ее подсознательные мнения или предубеждения могут повлиять на анализ.
• Наблюдение может сильно зависеть от интерпретации.Поскольку исследователь не может «видеть» отношения или мысли, может быть трудно провести точный анализ того, почему люди делают то, что они делают, только на основании наблюдения.
• Некоторые формы наблюдательных исследований не всегда дают точную демографическую выборку. Например, исследователи иногда оказываются во власти тех, кто был доступен во время исследования, независимо от того, соответствует ли это более широкое население.
• Наблюдение часто рассказывает только одну часть истории. Наблюдение за действиями говорит исследователю, что люди выбирают делать, но не объясняет, почему они решили это сделать.

---

Изображение предоставлено: Штефан Штефанчик на Unsplash

8 Характеристики метода наблюдения для сбора данных

Некоторые характеристики метода наблюдения для сбора данных следующие:

1. Наблюдение — это систематический метод :

Наблюдение не является случайным или незапланированным. Продолжительность периодов наблюдения, интервал между ними, количество наблюдений, район или ситуация наблюдения и различные методы, используемые для наблюдения, тщательно планируются.Часто существуют систематические меры управления ситуацией, если необходимо изучить особые факторы, например изучение честного поведения, спортивного духа, лидерских качеств и т. Д.

2. Наблюдение носит специфический характер :

Это не просто поиск общих аспектов человеческого поведения. Скорее, он направлен на те конкретные аспекты общей ситуации, которые считаются значимыми с точки зрения цели исследования.Непрофессионал может часто упускать из виду то, что является решающим при наблюдении за событием или явлением, но научный наблюдатель должен искать определенные вещи, которые соответствуют его цели исследования, чтобы сэкономить его время, деньги и усилия для наблюдения.

3. Наблюдение объективно :

Наблюдение должно быть по возможности объективным и свободным от предвзятости. Как правило, следует руководствоваться гипотезой. Наблюдатель должен сохранять этический нейтралитет.Он должен рассматривать гипотезу как нечто, что нужно проверить. Но в то же время он должен сохранять гибкую позицию, чтобы он мог отклониться от своего первоначального плана, когда такое отклонение кажется неизбежным.

4. Наблюдение количественное :

Хотя многие важные явления не поддаются количественной оценке, становится почти обязательным использование некоторых средств количественной оценки наблюдений, чтобы повысить их точность и облегчить их анализ. Даже качество следует переводить в количество, потому что качественные данные субъективны, а количественные — объективны и в дальнейшем могут быть интерпретированы объективно.

5. Наблюдение — дело Глаза:

П.В. Янг отмечает, что наблюдение — это систематическое и целенаправленное исследование глазами. Наблюдатель собирает данные, которые он видел собственными глазами. Сбор информации глазами, вероятно, самый надежный метод сбора данных в социальных исследованиях.

6. Определенный Цель:

Наблюдение должно иметь определенные цели и задачи. Его следует четко определить до начала фактического процесса наблюдения.Без правильных целей и задач наблюдение будет бессистемным и дорогостоящим.

7. Запись наблюдения сделана Немедленно:

Во время периода наблюдения наблюдателю очень трудно запомнить каждый элемент наблюдения. Он может забыть много важной информации. Если мы полагаемся на память, фактор забвения будет влиять на данные наблюдения. Поэтому наблюдатель должен записывать всю важную информацию, как только наблюдение будет завершено.

8. Наблюдение — Поддающееся проверке:

Результат наблюдения можно проверить и проверить. Наблюдение должно быть подтверждено обычными критериями надежности, достоверности и удобства использования. Возможно, можно будет проверить результаты наблюдения, сравнив результаты разных наблюдателей, повторив исследование.

ГЛАВА ВТОРАЯ

^Глава

₂

В этой главе кратко изложены принципы научного исследования.Цель состоит в том, чтобы объяснить терминологию и представить концепции, которые более полно объясняются в последующих главах. Большая часть содержания основана на объяснениях и примерах, данных Уилсоном (1).

Хотя большинство из нас в какой-то момент своей карьеры слышали, что исследования должны проводиться в соответствии с «научным методом», единого научного метода не существует. Этот термин обычно используется для обозначения системного подхода к решению проблемы в науке.Можно выделить три типа исследований или методов:

· Метод наблюдения

· Экспериментальные (и квазиэкспериментальные) методы и

· Метод исследования.

Метод наблюдений наиболее распространен в естественных науках, особенно в таких областях, как биология, геология и экология. Он включает запись наблюдений в соответствии с планом, который предписывает, какую информацию собирать, где ее следует искать и как ее записывать.В методе наблюдения исследователь не контролирует ни одну из переменных. Фактически, важно, чтобы исследование проводилось таким образом, чтобы оно не меняло поведения наблюдаемого. Ошибки, возникающие в результате наблюдения явления, известны как систематические ошибки, поскольку они применимы ко всем наблюдениям. После регистрации достоверной статистической выборки (см. Четвертую главу) наблюдений исследователь анализирует и интерпретирует данные и разрабатывает теорию или гипотезу, объясняющую наблюдения.

Экспериментальный метод начинается с гипотезы. Эксперимент предназначен для проверки гипотезы путем наблюдения за реакцией одной переменной на изменения ограниченного числа других переменных в контролируемых условиях. Данные анализируются, чтобы определить, существует ли взаимосвязь, подтверждающая или опровергающая гипотезу. Экспериментальный метод часто используется в исследованиях в области физических и технических наук. Основные этапы наблюдательных и экспериментальных методов показаны на рисунке 2.В обоих методах установление отношений может включать разработку моделей для объяснения постулируемых отношений. Иногда метод наблюдения может привести к гипотезе, которая впоследствии проверяется экспериментальным методом.

Рис. 2: Шаги в наблюдательных и экспериментальных научных методах

Опросы и являются средством получения информации, обычно недоступной при других обстоятельствах, и часто используются в социальных науках.Наиболее распространенные примеры на транспорте связаны с поведением водителя. Как и в случае с методом наблюдения, важно, чтобы процесс сбора данных не изменял регистрируемое поведение, но, в отличие от наблюдений, обычно существует некоторое взаимодействие между исследователем и изучаемыми объектами. Можно выделить три типа исследований: исторические, текущие и перспективные. Исторические исследования собирают данные о том, как все было в прошлом, с целью объяснения определенных явлений.Текущий опрос исследует, как обстоят дела сейчас, например, как отношение к новым дорожным знакам. Перспективный опрос выбирает группу людей сегодня и исследует тех же людей в будущем, чтобы исследовать изменения. Проспективные опросы часто используются в медицинских исследованиях, например, для изучения заболеваемости раком или сердечными заболеваниями в определенной части населения.

Термины «теория» и «гипотеза» иногда используются как синонимы, но между этими терминами существует важное различие.Гипотеза — это идея, выдвинутая для объяснения определенных фактов, которую можно проверить. Теория шире по своему охвату и представляет собой концептуальную основу, которая пытается объяснить связь событий и позволяет предсказывать другие отношения. Из теории должно быть возможно вывести проверяемые гипотезы, которые, если они поддерживаются данными, повышают достоверность теории. Обычно многие связанные гипотезы должны быть проверены и проверены, прежде чем кто-то будет уверен в справедливости теории.Связь между данными и гипотезой намного сильнее, чем между данными и теорией, которая концептуальна и является результатом интеллектуального процесса.

Гипотеза — это пробная идея относительно природы и связи событий. Гипотезы могут быть сформулированы в различных формах (6). Декларативная форма устанавливает взаимосвязь между переменными, которые, как ожидает исследователь, возникнут. Например: «Будет значительная разница в трехдневной прочности бетона, изготовленного из цемента типа III (высокопрочный), по сравнению с бетоном, изготовленным из цемента типа I (обычный портландцемент)».Другая форма — это гипотеза null или гипотеза, которая должна быть аннулирована. Частным случаем нулевой гипотезы является гипотеза nil , которая утверждает, что между рассматриваемыми переменными не существует никакой связи. Например, в нулевой форме гипотеза принимает следующий вид: «Не будет существенной разницы в 3-дневной прочности бетонов, изготовленных с использованием цементов типа I и типа III». Гипотеза о нуле не обязательно отражает ожидания исследователя, но используется потому, что она лучше подходит для статистических методов, многие из которых предназначены для измерения вероятности того, что найденная разница действительно больше нуля.Другими словами, нулевая гипотеза в форме, обычно используемой в науке и технике, утверждает, что никакой разницы не существует, и статистические инструменты проверяют эту гипотезу, определяя вероятность того, что любая разница, зафиксированная экспериментальными данными, является истинной разницей, которая будет присутствовать в популяции, из которой были взяты образцы. Важно отметить, что форма проверочной гипотезы может благоприятствовать, ставить в невыгодное положение или быть нейтральной по отношению к сложной или альтернативной гипотезе.Исследователь должен знать о последствиях формы нулевой и альтернативной гипотез, а также о практических последствиях этого выбора. Например, если стоимость преобразования (из стандартного метода, процедуры и т. Д.) Высока, тогда может быть выбрана гипотеза, чтобы поставить претендента в невыгодное положение, тем самым помогая гарантировать, что изменение произойдет только в том случае, если претендент действительно лучше.

Нулевая и нулевая гипотезы иногда могут сбивать с толку, особенно студентов, потому что это полная противоположность ожиданиям.Один из способов преодоления этой проблемы — использовать исследовательскую гипотезу, которая отражает ожидания человека, и статистическую гипотезу, которая обычно является нулевой гипотезой и позволяет более точную статистическую оценку исследовательской гипотезы.

Гипотезы также могут быть изложены в форме вопроса. Например, «Существует ли значительная разница в трехдневной прочности бетона, изготовленного из цемента типа I или типа III?» Эта форма часто оказывается самой простой для неопытного исследователя, поскольку в ней конкретно указывается вопрос, на который исследователь пытается ответить. .

В тех случаях, когда у исследователей есть веские основания ожидать изменения в определенном направлении, гипотеза может быть сформулирована (используя тот же пример) следующим образом: «Трехдневная прочность бетона, изготовленного из цемента типа III, будет значительно выше, чем трехдневная прочность бетона, изготовленного из цемента типа I », что называется нулевой гипотезой. Этот тип гипотез следует использовать только там, где существует небольшая вероятность того, что данные дадут разницу в противоположном направлении.Эти две формы декларативной гипотезы требуют различной статистической обработки. Если различие может происходить в любом направлении, требуется двусторонний тест, тогда как односторонний тест предполагает, что в случае возникновения различия оно может происходить только в одном направлении.

В экспериментальном методе мы начинаем с постулирования взаимосвязи, а затем планируем эксперимент, который либо подтвердит, либо опровергнет нашу гипотезу. Например, если наша гипотеза утверждает, что воздух и вода необходимы для коррозии стали, мы можем построить следующий простой эксперимент.Мы помещаем гвозди в три пробирки: одна с деаэрированной водой, одна с кислородсодержащей водой, а другая с сухим воздухом. Если гвозди в насыщенной кислородом воде начинают ржаветь, а гвозди в двух других пробирках — нет, мы можем сделать вывод, что наша гипотеза верна. Если происходит какое-либо другое сочетание событий, мы показали, что наша гипотеза неверна.

В методе наблюдений строится гипотеза для объяснения наблюдений. Простым может быть обобщение наблюдений.Более сложная гипотеза может постулировать связь между событиями и даже может использоваться для предсказания других наблюдений.

Если две разные гипотезы соответствуют наблюдаемым фактам, и если одна из них явно проще другой, принято принимать более простую гипотезу до тех пор, пока дальнейшие доказательства не приведут к ее отклонению. Поучителен простой пример. Предположим, что наблюдаются следующие числа:

3, 6, 9, 12, 15

Разумная гипотеза состоит в том, что данные следуют последовательности 3n (n = 1, 2, 3…) и что последующие числа будут 18, 21. Однако исходные данные в равной степени можно объяснить формулой:

3n + (n-1) (n-2) (n-3) (n-4 ) (n-5)

или n = 1, 2, 3 … Эта формула предсказывает, что следующие два числа в ряду будут 138, 741, что сильно отличается от первой гипотезы. Хотя предпочтительнее более простое объяснение, вторую гипотезу нельзя сбрасывать со счетов. По этой причине мало кто из ученых будет утверждать, что любая гипотеза, независимо от того, насколько строго она проверялась, является утверждением абсолютной истины.Скорее всего, это будет хорошее объяснение в ограниченном диапазоне обстоятельств, границы которых четко не определены. По мере проведения дальнейших исследований границы определяются более конкретно или разрабатывается новая гипотеза, имеющая более общее применение. Хорошим примером этого являются законы движения Ньютона, которые не могли объяснить поведение атомных частиц и были изменены законами квантовой механики. Однако законы Ньютона продолжают действовать в пределах ряда условий, которые были определены современной наукой и о которых Ньютон не мог знать.

Если рассматриваемая гипотеза представляет собой простое обобщение, может быть достаточно проверить ее, найдя больше примеров и проверив, верно ли обобщение. В этих обстоятельствах неблагоприятные примеры могут привести к уточнению гипотезы или, если неблагоприятные примеры перевешивают благоприятные, к ее полному отклонению. Возможно, удастся разработать новую гипотезу, которая одинаково хорошо согласуется с новыми и старыми данными.

Успешное предсказание обычно считается более сильным подтверждением гипотезы, чем простое объяснение наблюдений.Это связано с тем, что гипотеза должна не только соответствовать фактам, которые привели к ее развитию, но также должна быть совместима с другими научными наблюдениями. В некоторых случаях, особенно в таких областях, как физика элементарных частиц и астрономия, прямая проверка гипотезы невозможна. В таких случаях проверяются выводы гипотезы. Если выводы могут быть проверены, это порождает значительную уверенность в справедливости исходной гипотезы. Этот процесс известен как проверка основных предположений гипотезы.

Несмотря на эфемерность даже самых лучших гипотез, слово закон используется для обозначения тех, которые прошли обширную проверку. Научный закон не исключает возможности того, что когда-нибудь при определенных обстоятельствах могут появиться данные, которые заставят нас изменить закон, как в случае с законами Ньютона. Закон — это просто отношение, что , насколько известно, является неизменным при указанных условиях . Законы науки постоянно меняются, но изменения обычно носят эволюционный характер и чаще представляют собой уточнения или расширения существующих законов, чем массовые изменения.

Мы все являемся наблюдателями в часы бодрствования, но есть характеристики научных наблюдений, которые отличают их от наших повседневных наблюдений. Одно из важнейших — научные наблюдения сразу записывать в тетрадь. Человеческая память слишком подвержена ошибкам, чтобы полагаться на запись данных в удобное время после события. Требования к хранению хорошей записной книжки обсуждаются в пятой главе. Обсуждая наблюдения, мы имеем в виду не только наблюдения, сделанные невооруженным глазом, но и данные, собранные с помощью инструментов или с их помощью.

Наблюдение включает выбор и описание. Мы не можем описать всю вселенную, и необходимо ограничить объем наблюдений тем, что, как ожидается, позволит раскрыть исследуемые нами взаимосвязи. Например, если мы исследуем, существует ли связь между воздействием солей для борьбы с обледенением и здоровьем фруктовых деревьев, мы должны выбрать деревья, за которыми следует наблюдать, и характеристики деревьев, на которые с наибольшей вероятностью повлияет соль.В этом случае жизнеспособный план исследования будет включать изучение репрезентативной выборки деревьев на разном расстоянии от шоссе на предмет отмирания и повреждения почек (в зимние месяцы) или снижения урожайности фруктов и некроза листвы (в летние месяцы). ). Мы также измерили бы концентрацию соли в различных местах в саду, чтобы установить связь между концентрацией соли и расстоянием от шоссе. Было бы непрактично наблюдать за всеми деревьями в саду или описывать все характеристики каждого дерева.

Важно понимать, что при выборе наблюдений для регистрации мы оказываем большое влияние на успех расследования. Неразумный выбор объектов для наблюдения может означать, что мы никогда не обнаружим отношений, которые могут существовать. Это также подразумевает, что мы должны иметь в виду гипотезу, прежде чем делать наблюдения. Это неизбежно, потому что, если бы это было не так, мы не могли бы выбрать то, что мы должны наблюдать, но также и нежелательно, потому что мы можем внести предвзятость и предвзятые предрассудки.Это довольно распространенная ловушка даже среди авторитетных исследователей. Когда исходные данные имеют тенденцию подтверждать ожидаемый результат, особенно тот, о котором ранее сообщил исследователь, существует тенденция упускать из виду противоречивые данные и не искать альтернативного объяснения. Мы должны очень хорошо осознавать, что не позволяем нашему предубеждению искажать наши наблюдения. Это намного сложнее, чем кажется, и необходимо разработать план работы, чтобы гарантировать, что «истинные» факты записаны в блокнот. Один из подходов — повторить работу, используя другой образец или другой сайт.Еще лучше было бы организовать наблюдения, которые будут делать и записывать другие. Если расследование не может быть легко повторено, например, если оно связано с дорогостоящим краш-тестом, важно использовать нескольких независимых наблюдателей, а также записывать явления для последующего изучения, например, с помощью фотографии.

Описание может быть длинным, но неточным. Желательно, чтобы научные наблюдения были количественными, а для обобщения качественных наблюдений, где это возможно, использовались числа, даже если масштаб может быть несколько произвольным.В примере, который обсуждался ранее, мы могли бы установить пятибалльную или десятибалльную шкалу, которая описывает состояние плодовых почек. Это дает преимущества упрощения записи наблюдений, а также делает данные более поддающимися анализу.

Многое было написано о философии причины и следствия, но здесь нас интересуют только концепция и практические следствия. Как отмечалось в первой главе, мы должны быть очень осторожны, чтобы различать случайную связь (или корреляцию) и причинную связь.Это можно проиллюстрировать абсурдным примером. В любом большом городе Северной Америки количество живорождений очень сильно коррелирует с количеством автомобилей, скажем, за последние 40 лет. Однако никто не стал бы предполагать, что большее количество автомобилей напрямую влияет на снижение младенческой смертности. Чаще наличие или отсутствие причинно-следственной связи менее очевидно. Многие исследователи предположили, что увеличение содержания хлорид-иона в бетоне вызывает увеличение скорости коррозии встроенной арматуры.Однако более глубокое понимание задействованных механизмов поддерживает модель, которая предсказывает, что коррозия начнется после превышения порогового значения хлорид-ионов, и что дополнительные хлорид-ионы мало влияют на скорость коррозии. Это правда, что существует сильная корреляция между содержанием хлорид-иона и скоростью коррозии, но эта связь не является причинно-следственной. Как только коррозия началась, скорость коррозии и содержание хлорид-ионов будут независимо увеличиваться в зависимости от времени, пока бетон продолжает подвергаться воздействию соли.

Три условия должны быть удовлетворены перед установлением причинно-следственной связи:

· последовательность,

· отзывчивость и

· механизм.

Требование согласованности означает, что два коррелированных события происходят как пара и, если первое происходит, второе сопровождает или следует за ним. Кроме того, чтобы удовлетворить требованию согласованности, один и тот же вид корреляции (если не совсем тот же результат) должен происходить каждый раз, когда выполняется тест или делается наблюдение.

Отзывчивость означает, что изменение независимой переменной приводит к изменению зависимой переменной (более подробно переменные обсуждаются в главе 4). Обратное также верно. Подавление первого события всегда подавляет эффект. В противном случае оба события могут быть следствием третьего события, как описано для примера коррозии или примера спирта в главе 1.

Также должен быть установлен механизм. Мы можем коррелировать множество факторов, но, если нет жизнеспособного объяснения того, как эти два фактора связаны, тогда взаимосвязь должна считаться случайной, а не причинной, независимо от того, насколько сильна корреляция.

Точно так же, как мы не можем описать всю вселенную, реальный мир слишком сложен, чтобы постичь его в полных и точных деталях. Следовательно, мы должны упростить реальную ситуацию, абстрагируя определенные аспекты, составляющие идеализированную версию реального события. Эта идеализация, в случае успеха, дает полезное приближение к реальной ситуации.

Часто бывает удобно еще больше упростить задачу, разбив идеализацию на несколько частей для целей анализа.Возможность сделать это зависит от того, есть ли части, которые примерно независимы друг от друга, или есть только простые взаимодействия. Например, когда мы изучаем человеческое тело, обычно разделяют такие функции, как дыхательная, кровеносная, нервная и пищеварительная системы, хотя они не являются полностью независимыми.

В то же время, когда мы идеализируем реальные события, мы обычно стараемся их упростить. Обычные примеры — это когда исследователи упрощают сложное явление, используя статистическую модель, например модели поведения во время путешествий.Принимая эти упрощения, мы должны осознавать тот факт, что у нас могут быть чрезмерно упрощенные события, так что наша модель больше не представляет поведение в реальном мире и фактически не имеет некоторых ключевых элементов причинного процесса.

Когда части проблемы будут решены, мы сможем синтезировать простые части и построить приближение к реальной ситуации. Достоверность модели должна быть установлена ​​путем наблюдения или способности предсказывать события. Для того, чтобы эти методы были успешными, важно, чтобы выбранные части были правильными и чтобы взаимодействия были в достаточной степени приняты во внимание.Методы анализа и синтеза не подходят там, где существуют сложные взаимодействия.

Индукция, или обобщение, является основным методом вывода результатов научных исследований. Это процесс вывода выводов о целом классе из наблюдений за несколькими его членами. Например, когда биолог описывает характеристики насекомого, его в первую очередь интересуют не характеристики наблюдаемого насекомого, а те характеристики, которые, по его мнению, присущи всем другим насекомым того же вида.Или, если инженер обнаруживает дефекты в битумном покрытии, он интересуется не только конкретными недостатками, но и тем, могут ли другие покрытия, построенные одновременно с аналогичными материалами, также иметь те же типы недостатков.

Индуктивный метод рассуждений используется уже давно, но он небезопасен. Мы должны осознавать, что человеческий разум очень креативен и может делать обобщения, некоторые из которых становятся общепринятыми и не могут быть подтверждены.Например, бесчисленные поколения больных артритом считали, что на тяжесть их боли влияет погода. Исследование, опубликованное в 1996 году, показало, что между ними нет корреляции. Исследователи пришли к выводу: «Мы предполагаем, что это убеждение является результатом, по крайней мере, частично, склонности людей воспринимать шаблоны там, где их нет» (7).

В методе индуктивного мышления есть ряд подводных камней, которых следует избегать. Поскольку непрактично исследовать каждого члена класса, индукция основана на изучении части или выборки класса.Важно, чтобы в выборку не вносились систематические ошибки, и лучший способ избежать ошибок выборки — использовать случайный метод выборки. Случайная выборка также позволяет установить доверительные границы для утверждения и установить вероятность его правильности. Существуют также некоторые общие правила относительно достоверности индуктивных утверждений. Во-первых, чем точнее можно указать класс, тем больше вероятность того, что свойства отдельных членов будут общими для всего класса.Во-вторых, чем более разнообразны условия, при которых наблюдается свойство, тем убедительнее доказательства обобщений. В-третьих, если наблюдения соответствуют теории, обобщение усиливается. Верно и обратное, т. Е. Чисто эмпирические обобщения не будут высоко оценены до тех пор, пока не появится объяснение или теория.

Наконец, Уилсон (1) отмечает, что ни одно обобщение никогда не бывает полностью истинным, и что некоторые обобщения, основанные на большом количестве данных, полностью ложны.Независимо от того, насколько тщательно и полно определяется класс, в конечном итоге появляется отдельный член, что противоречит обобщению. Обычно это приводит не к прямому отказу от обобщения, а к более точному определению класса и новым ограничениям на обобщение.

Дедукция — это логическое обоснование того, что что-то должно быть правдой, потому что это частный случай общего утверждения, которое заведомо истинно. Этот метод также обеспечивает метод проверки гипотез.Хотя напрямую проверить гипотезу может быть сложно, мы можем сделать вывод, что для того, чтобы гипотеза была верной, существует ряд следствий, которые можно проверить напрямую. Если последствия подтвердятся, это повысит доверие к гипотезе. Принципы дедуктивной логики могут быть выражены математически с помощью символической записи, отсюда и название «символическая логика». Математика делает возможными гораздо более сложные и далеко идущие выводы, чем это было бы возможно, если бы рассуждать на обычном языке.

Похищение, в отличие от индукции и дедукции, является не символической логикой, а критическим мышлением. Похищение — это поиск закономерностей в явлении и выдвижение гипотезы (20). Несмотря на долгую историю похищений, похищение остается непопулярным среди текстов по логике и методологии исследования, которые подчеркивают формальную логику. Логика делится на формальные типы рассуждений (символическая логика) и неформальные типы (критическое мышление). В отличие от дедукции и индукции, абдукция — это тип критического мышления, а не символическая

Логика.Следующий пример иллюстрирует процесс похищения:

Наблюдается удивительное явление или результат X.

Среди гипотез A, B и C, A способна и логично объяснить X.

Следовательно, есть причина для дальнейшей проверки гипотезы A.

Люди находят гипотезы намного легче для понимания, если они могут проводить аналогии с другими явлениями, которые они понимают.Это желание описывать явления в терминах знакомых концепций привело к разработке моделей. Модели очень распространены в науке и технике, например модели кристаллической структуры, прочности материалов и при анализе поведения структур. В некоторых случаях мы можем не использовать физическую модель, вместо этого полагаясь на математическую модель или формулу. Мы признаем, что все модели имеют ограничения, но для большинства людей они являются самым простым способом понять поведение и оценить значение теории.

При определении обоснованности гипотезы важно определить условия, при которых она применима. Это включает определение условий, которые необходимы и тех, которые достаточны.

Необходимое условие — это условие, которое должно быть выполнено, чтобы утверждение было истинным, но могут быть и другие условия, которые также должны быть выполнены.

Достаточным условием является то, которое гарантирует истинность утверждения, но могут быть и другие условия, которые также гарантируют истинность утверждения.

Определение необходимых и достаточных условий определяет минимальные критерии, которые должны быть выполнены для того, чтобы утверждение было действительным, что чрезвычайно важно.

Эту концепцию проще всего объяснить на простом математическом примере. Условие, что число оканчивается на 0, достаточно для доказательства того, что число делится на 5, но это не обязательно. Точно так же условие, что число заканчивается на 5, также является достаточным условием.Однако 0 и 5 являются единственными последними цифрами, которые гарантируют, что число делится на 5. Следовательно, необходимые и достаточные условия для деления числа на 5 заключаются в том, что оно оканчивается на 0 или 5.

Другой пример может быть использован, чтобы подчеркнуть важность концепции. Растению для выживания нужны углекислый газ, свет, вода и питательные вещества. Все условия необходимы, но ни одного недостаточно для обеспечения выживания. Условие достаточности требует выполнения всех четырех условий.Таким образом, мы можем сказать, что необходимые и достаточные условия для выживания растения — это наличие углекислого газа, света, воды и питательных веществ. Если бы у нас был углекислый газ, свет, вода, питательные вещества и почва, растение все равно выжило бы, но мы не определили необходимые и достаточные условия, потому что почва не нужна.

Для успешного научного исследования необходимы здравое мышление и логические рассуждения. Определенные типы ошибок и ложных аргументов, некоторые из которых уже обсуждались в этой главе, достаточно распространены, чтобы их стоит выделить.Некоторые ложные аргументы нелегко обнаружить, и зачастую они не являются результатом мошенничества.

Круговая логика или рассуждение возникает, когда предполагаемое доказательство гипотезы содержит одно из исходных предположений. Аналогичная ситуация возникает, когда исследователь пытается использовать тот же набор данных для проверки модели, что и для ее калибровки.

Необходимые условия причинно-следственной связи подробно обсуждались. То, что два фактора связаны между собой, не означает, что один является причиной другого.Кроме того, тот факт, что два события связаны, не означает, что верно обратное. Например, если растение, лишенное воды, будет увядать, это не означает, что всем растениям, которые увядают, не хватает воды.

Подобно тому, как удача и интуитивная интуиция могут иметь очень положительный результат в науке, делается много неправильных выводов, потому что возможность случайных событий не рассматривается в достаточной степени. Обычно это происходит из-за отсутствия надлежащего контроля и недостаточного количества повторений.

Bias является причиной неправильной работы. Это может быть вопиющим образом, например, когда репутация исследователя основана на определенном открытии или есть корыстные интересы, или может быть скрытой и непреднамеренной, например, желанием положительного результата эксперимента. Меры защиты от предвзятости уже обсуждались, но, возможно, наиболее важным является потребность в пытливом уме, который постоянно бросает вызов нашему текущему мышлению и идеям.