От лотоса к пренауке 9 страница

Аналогичная ситуация имеет место и в понимании соотношения научных теорий и метатеоретического знания (в частности, между научно-теоретическим и философским знанием). Здесь также несостоятельны в своих крайних вариантах как редукционизм, так и ан­тиредукционизм. Невозможность сведения философии к научно-теоретическому знанию, за что ратуют пози­тивисты, обусловлена конструктивным характером фи­лософского разума как основного детерминанта со­держания философии. Невозможность же сведения научных теорий к «истинной» философии, на чем на­стаивают натурфилософы, обусловлена тем, что важ­нейшим детерминантом содержания научно-теорети­ческого знания является такой «самостоятельный иг­рок» как эмпирический опыт. После определенной конкретно-научной интерпретации философии имеет место лишь частичная ее сводимость к науке, ибо философское знание всегда открыто к различным его

Раздел II. Стрртдра, методы и развитие нзрнрго знания

научным и вненаучным интерпретациям. Содержание философии всегда богаче любого конечного множества его возможных научно-теоретических интерпретаций. Новое же теоретическое конкретно-научное знание может быть в принципе «спровоцировано» содержа­нием как эмпирического знания, так и метатеоретичес­кого, в частности, философского.

Таким образом, в структуре научного знания мож­но выделить три качественно различных по содержа­нию и функциям уровня знания: эмпирический, теоре­тический и метатеоретический. Ни один из них не сводим к другому и не является логическим обобщени­ем или следствием другого. Тем не менее, они состав­ляют единое связное целое. Способом осуществления такой связи является процедура интерпретации тер­минов одного уровня знания в терминах других. Един­ство и взаимосвязь трех указанных уровней обеспечи­вает для любой научной дисциплины ее относитель­ную самостоятельность, устойчивость и способность к развитию на своей собственной основе. Вместе с тем, метатеоретический уровень науки обеспечивает ее связь с когнитивными ресурсами наличной культуры.

МЕТОДЫ ЭМПИРИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Человек может получать новое знание о действи­тельности прежде всего непосредственно, т. е. без применения специальных познавательных средств, — путем восприятия и обыденного наблюдения. Однако в науке, как правило, используется опосредствованный способ постижения истины. Существуют три основных метода опосредствованного получения нового знания — операциональный, экспериментальный и логико-мате­матический. Все остальные частные методы, как пра­вило, представляют некоторую комбинацию этих трех. В данной главе мы рассмотрим первые два из этих методов.

На операциональном уровне используются такие процедуры, как систематическое наблюдение, сравне­ние, счет, измерение и некоторые другие. Принципи­альная методологическая важность операциональной методики в развитии естественных наук была осозна­на лишь в первой четверти XX века в свете новатор­ских достижений ученых при создании теории относи­тельности и квантовой механики. Прежде всего был ясно понят тот фундаментальный факт, что познаватель­ные операции являются не только средством добыва­ния знания о мире, но и важнейшим способом прида­ния точного физического смысла научным понятиям. Отсюда возникла потребность заново, в свете новых фактов развития науки, проанализировать логико-ме-^тодологический статус основных эмпирических про-Ч^еАУР в научном исследовании. Такая работа впервые была осуществлена Н. Кэмпбеллом (1920) и Р. Бридж­меном (1927), положив начало методологии операцио-нализма.

Поскольку многие ключевые понятия классичес­кой физики оказались непригодными для описания и объяснения новых экспериментальных фактов в обла­сти релятивистских скоростей и микропроцессов, по­явилось естественное желание проанализировать природу физических понятий вообще, структуру их «взаимоотношений» с экспериментом в частности. Имеются ли такие средства определения научных по­нятий, которые гарантируют их от «выбраковки» (как это было с понятием «эфира» в релятивистской меха­нике) в случае обнаружения принципиально новых данных? Ответ на этот вопрос стали искать в различ­ных способах формирования понятий и, в частности, таких, которые использовали создатели новых научных теорий. Например, в релятивистской механике значе­ния временных переменных (в соответствующих урав­нениях) для двух событий, происходящих в разных точках пространства, считываются по показаниям «син­хронизированных» часов, расположенных вблизи со­ответствующих точек. Принципиально новым здесь оказывается понятие одновременности событий, кото­рое определяется операционально, т. е. включает ука­зания на последовательность операций, — действий наблюдателей — по синхронизации часов, располо­женных в разных точках, и кроме того — для однознач­ного истолкования результатов этих операций, — ука­зание на систему отсчета, в которой находятся при­боры и наблюдатели.

Таким образом, очевидно, что эмпирическая проце­дура может выступать как средство выявления точно­го и однозначного физического смысла тех или иных ключевых понятий, для чего в их определение должен входить метод, позволяющий в каждом конкретном случае на основе (возможно мысленного) эксперимен­та решить, осмысленно (правильно ли) применение этого понятия в данной познавательной ситуации или нет. Иначе говоря, каждое такое понятие приобретает строгий смысл лишь в операциональном контексте, т. е. тогда, когда указана последовательность актуаль­но (или потенциально) осуществимых операций (дей­ствий), фактическое выполнение которых (или мыслен­ное их прослеживание) позволяет шаг за шагом выя­вить реальный смысл этого понятия и таким образом гарантировать его непустоту.

¹ Гейзенберг В. Рефер. сборник. М., 1978. С. 48.

Обратимся теперь к рассмотрению эксперимен­тального метода. При экспериментальном изучении действительности исследователь «задает» вопрос ин­тересующему его объекту и «получает» на него ответ. При этом вопрос должен быть задан на языке, «понят­ном» природе, а ответ должен быть получен на языке, понятном человеку. Поэтому речь идет об особым об­разом организованном диалоге между человеком и природой. Такую деятельность в прошлые века было принято называть «испытанием природы», а самих ученых «естествоиспытателями». Искусство испытания заключается в том, чтобы научиться задавать природе внятные для нее вопросы. Не всякий понятный нам, людям, вопрос, обращенный к объекту, может найти у него отклик, и не всякий ответ на наши вопросы может быть рационально расшифрован человеком. Часто, вслушиваясь в «голоса вещей», мы слышим лишь от­звук своего собственного вопрошания. И все-таки в результате многовековой научной практики ученые приобрели навыки беседовать с природой. Главным средством здесь послужил метод экспериментирова­ния. Суть этого последнего В. Гейзенберг раскрывает в следующих словах: «В сегодняшней научной работе мы существенным образом следуем методологии, от­крытой и развитой Коперником, Галилеем и их после­дователями в XVI —XVII вв. Для нее прежде всего ха­рактерны две особенности: установка на конструиро­вание экспериментальных ситуаций, изолирующих и идеализирующих опыт и поэтому порождающих новые явления; сопоставление этих явлений с математичес­кими конструктами, которым приписывается статус естественных законов»¹. Благодаря искусству экспери­ментирования человек — в своем отношении к приро­де — научился создавать такую опытно контролируе­мую и прозрачную для понимания ситуацию диалога, когда явления раскрывают себя в «чистом виде» вне затемняющих дело обстоятельств, а ответы природы носят однозначные «да» или «нет». Как бы ни были разнообразны формы конкретных естественно-науч­ных экспериментов и отдельных экспериментальных процедур, в любом случае они заключают в себе не­которые общие черты: 1) в основе экспериментально­го способа получения нового знания лежит матери­альное взаимодействие, используемое в познаватель­ных целях; 2) всякое специфическое воздействие при одних и тех же условиях его осуществления однознач­но связано со специфической реакцией материальной системы (предмета исследования).

В истории опытных наук эксперимент как метод познания и эффективный способ получения фактуаль-ной информации возникает в эпоху Ренессанса и пе­рехода к Новому времени. Эксперимент входит в прак­тику науки как следствие определенных социокультур­ных предпосылок. Как отмечает B.C. Степин, идея эксперимента могла утвердиться в научном сознании только при наличии следующих мировоззренческих установок: во-первых, понимания субъекта познания как противостоящего природе и активно изменяющего ее объекты, во-вторых, представления о том, что опыт­ное вмешательство в протекание природных процес­сов создает феномены, подчиненные законам приро­ды, в-третьих, рассмотрения природы как закономер­но упорядоченного поля объектов, где неповторимость каждой вещи как бы растворяется в действии законов, которые одинаково действуют во всех точках простран­ства и во все моменты времени¹.

¹ Степин B.C. Наука // Новая философская энциклопедия. М, 2001. Т. 3. С. 26.

Операциональный и экспериментальный методы образуют средства получения эмпирического знания, включающего получение фактуального знания (фактов) и эмпирических обобщений. Факты науки — эмпири­ческое звено в построении теории, некая реальность, отображенная информационными средствами. Нечто существующее становится научным фактом лишь тог­да, когда оно зафиксировано тем или иным принятым в данной науке способом (протокольная запись в виде высказываний, формул; фотография, магнитофонная запись и т. п.).

Любой факт науки имеет многомерную (в гносео­логическом смысле) структуру. В этой структуре мож­но выделить четыре слоя: 1) объективную составляю­щую (реальные процессы, события, структуры, которые служат исходной основой для фиксации познаватель­ного результата, называемого фактом); 2) информаци­онную составляющую (информационные посредники, обеспечивающие передачу информации от источника к приемнику— средству фиксации факта); 3) практи­ческую детерминацию факта (обусловленность факта существующими в данную эпоху качественными и количественными возможностями наблюдения, изме­рения и эксперимента); 4) когнитивную детермина­цию факта (зависимость способов фиксации и интер­претации фактов от системы исходных абстракций теории, теоретических схем, психологических устано­вок и т. п.).

Научное наблюдение, в отличие от простого созер­цания, предполагает замысел, цель и средства, с помо­щью которых субъект переходит от предмета деятель­ности (наблюдаемого явления) к ее продукту (отчету о наблюдаемом). В реальной научной практике наблюде­ние представляет собой активный познавательный процесс, опирающийся не только на работу органов чувств, но и на выработанные наукой средства и мето­ды истолкования чувственных данных. К научному наблюдению предъявляются жесткие требования: ■ четкая постановка цели наблюдения; ■ выбор методики и разработка плана; ■ систематичность; ■ контроль за корректностью и надежностью резуль­татов наблюдения;

1 Научное наблюдение

■ обработка, осмысление и истолкование полученно­го массива данных.

Наблюдение — важнейший способ получения на­учных фактов.

Из всех средств познания, как в науке, так и в практической жизни, наблюдение, по-видимому, явля­ется наиболее простым. Будучи исходным звеном в познавательной деятельности человека, оно вместе с тем оказывается необходимым моментом и во многих более высших ее формах. Конечно, существует важное различие между наблюдением как средством научного познания и наблюдением, как оно выступает в донауч­ном или обыденном познании. Однако для того, чтобы это различие выявить, мы начнем наш анализ с наибо­лее простых случаев.

Взаимодействие наблюдателя и наблюдаемого объекта, практическое преобразование человеком предметного мира является необходимым условием и исторической предпосылкой наблюдения. Прежде чем человек научился выделять в чувственном опыте от­дельные вещи, фиксировать их взаимоотношение и т. д., он должен был вначале выделить, индивидуализиро­вать вещи практически в процессе предметно-чув­ственного оперирования с ними. Наблюдение фикси­рует не только формы, цвета и звуки предметов, но и их отношения, взаимозависимость, изменение, давая тем самым объективные сведения о природе. Если мы зафиксируем результаты проведенного наблюдения средствами некоторого принятого языка (это может быть обыденный язык, либо язык физики, либо какой-нибудь еще), то мы получим так называемые эмпири­ческие высказывания, например:

1. Книга, купленная мною вчера, лежит на моем пись­менном столе.

2. Стрелка гальванометра остановилась против деле­ния «10».

3. Два данных предмета уравновешены между собой на чашечных весах.

Каждое эмпирическое высказывание характеризу­ется следующими свойствами: во-первых, оно отража­ет некоторое, независимое от наблюдателя существу­ющее событие и, следовательно, заключает в себе объективное содержание; во-вторых, оно способно выражать наблюдаемые события некоторым контроли­руемым способом. Вот почему, если принят один и тот же язык, то разные и независимые друг от друга на­блюдатели выразят одно и то же наблюдаемое событие в идентичных ситуациях или в одной и той же системе отсчета однозначным образом.

Как же достигается объективность и однозначность эмпирических предложений? Прежде всего путем уточ­нения той наблюдаемой ситуации, относительно кото­рой мы формулируем эти предложения. Такое уточне­ние заключается в указании места, времени, конкрет­ных условий протекания наблюдаемого события. Но для этого мы должны, как правило, осуществлять некоторые материальные операции, применять инструменты и т. д.

Наиболее важные из них — это сравнение, изме­рение и эксперимент. Именно систематическим при­менением специально разработанных процедур и раз­личаются наблюдения в научном познании и обыден­ной жизни. Физик М. Борн пишет: «Сейчас мы знаем бесчисленное множество случаев, когда одно из наших чувств заменяет или по крайней мере служит провер­кой другого. По сути дела вся наука — это сложный лабиринт такого рода взаимосвязей, составляющих чисто геометрические структуры, понятные зрению или прикосновению и, таким образом, предпочитаемые нами как заслуживающие наибольшего доверия. Этот про­цесс представляет собой самую суть объективизации, которая преследует цель сделать наблюдения настоль­ко не зависимыми от индивидуальности наблюдателя, насколько это возможно»¹.

¹ Борн М. Эйнштейновская теория относительности. М: Мир, 1964. С. 12-13.

Однако прежде чем рассмотреть процесс совер­шенствования наблюдения как средства познания, необходимо отметить его самую фундаментальную гносеологическую функцию, заключающуюся в том, что с его помощью мы переводим наблюдаемую объектив­ную ситуацию в область сознания, превращаем ее в нечто идеальное. Этот перенос внешнего во внутрен­ний план является предпосылкой для различных ког­нитивных операций, для превращения исследуемого объекта в эмпирический предмет нашего знания.

| Сравнение ____________________ _____________

Хотя наблюдение и является исходным средством в процессе познания человеком действительности, однако часто необходимо знать, как организовать на­блюдение, чтобы сделать его эффективным.

Представим себе следующую элементарную зада­чу. Даны две подобные фигуры, слегка различные по величине. Требуется определить большую из них. Во избежание ошибки мы накладываем фигуры одна на другую и с помощью наблюдения сравниваем их меж­ду собой. Указанная процедура обеспечивает получе­ние ответа с требуемой точностью. Сравнение в этом случае выступает как особый способ организации на­блюдения.

Когда мы сравниваем два каких-либо предмета А и В, то мы имеем две логические возможности: 1) А и В тождественны, 2) А и В различны.

Отношение тождества может выступать в виде ра­венства, подобия, изоморфизма и т. д. Отношение раз­личия можно, в частности, детализировать, имея в виду такие две возможности: 1) А больше В, 2) А меньше В.

В реальном мире отношения и связи между пред­метами исключительно разнообразны. В самом деле, два предмета могут быть равными по весу, но разли­чаться по объему, или иметь одинаковую длину, но быть несходными по физическим свойствам. Вот почему, когда мы говорим «А тождественно В» или «А и В раз­личны», но не уточняем, в каком именно смысле это верно, то наши высказывания неопределенны и, сле­довательно, лишены познавательной ценности.

Отсюда ясно, что сравнивать предметы можно только по какому-либо точному выделенному в них признаку, свойству или отношению, т. е. в рамках за­данного интервала абстракции. Лишь то, что однород­но, можно сравнивать, отождествлять или различать. Сведение к определенному единству является необхо­димым условием процедуры сравнения. Сравнение имеет смысл лишь в границах некоторого качества, а последнее всегда актуализировано лишь в том или ином контексте.

Но достижение единства как условия сравнения вовсе не есть некоторый чисто субъективный прием. Перед нами ситуация, в принципе аналогичная той, которую, в частности, рассматривал К. Маркс на при­мере определения веса одного предмета с помощью веса другого предмета. Маркс рассуждал следующим образом: голова сахара как физическое тело имеет оп­ределенную тяжесть, вес, но ни одна голова сахара не дает возможности непосредственно наблюдать ее вес. Если мы возьмем кусок железа, то его телесная форма сама по себе столь же мало является формой проявле­ния тяжести, как и телесная форма головы сахара. «Тем не менее, чтобы выразить голову сахара как тяжесть, мы приводим ее в весовое отношение к железу. В этом соотношении железо фигурирует как тело, которое не представляет ничего, кроме тяжести... Эту роль желе­зо играет только в пределах того отношения, в которое к нему вступает сахар или какое-либо другое тело, когда отыскивается вес последнего. Если бы оба тела не обладали тяжестью, они не могли бы вступить в это отношение, и одно из них не могло бы стать выраже­нием тяжести другого. Бросив их на чаши весов, мы убедимся, что как тяжесть оба они действительно тож­дественны и потому, взятые в определенной пропор­ции, имеют один и тот же вес»¹

¹ Маркс К., Энгельс Ф. Соч. Т. 23, изд. 2-е. С. 66.

Итак, процедура сравнения предполагает существо­вание такого отношения, в котором сравниваемые пред­меты объективно выступают как качественно однород­ные, и никакие другие свойства данных предметов не играют для указанного отношения никакой роли. В при­веденном примере такие свойства взвешиваемых пред­метов, как объем, цвет, твердость и т. д., никаким обра­зом не влияли на возможность и точность взвешивания.

Все предметы выступают здесь как воплощенные тяже­сти. Это и есть пример конкретного тождества.

Следует подчеркнуть, что отношения, в которых предметы фигурируют как тождественные, однород­ные, сравнимые и т. д., существуют объективно, неза­висимо от процедуры сравнения. Сравнивая, человек лишь использует подобные отношения, подбирая или воспроизводя их. Использование сравнения в качестве познавательной процедуры предполагает, что мы как-то уточнили ту объективную ситуацию, в рамках кото­рой производится сравнение.

Это значит, что: 1) мы выделили то отношение, которое позволяет нам сравнивать интересующие нас свойства предметов; 2) мы знаем те условия, в которых производим операцию сравнения, в том смысле, что нам понятно значение этих условий для осуществления ука­занной операции. Назовем ситуацию, удовлетворяющую этим требованиям, операциональной ситуацией.

Процедура сравнения включает в себя, таким об­разом, с одной стороны, способ, которым может быть осуществлена операция сравнения, с другой — соот­ветствующую операциональную ситуацию. Вот почему любое наше утверждение о тождестве или различии каких-либо предметов имеет определенный и точный смысл лишь тогда, когда мы можем указать соответству­ющую процедуру сравнения в рамках той или иной познавательной позиции. Сравнение, следовательно, не только повышает познавательную ценность наблю­дения, позволяя решать более тонкие задачи, но и выполняет семантическую функцию, то есть помогает выявить смысл наших утверждений. Последнее обсто­ятельство особенно важно в тех случаях, когда нам приходится сравнивать свойства, которые невозмож­но наблюдать непосредственно.

1 Измерение ____________________________________

Измерение — процедура, фиксирующая не только качественные характеристики объектов и явлений, но и количественные аспекты. Оно предполагает наличие в средствах деятельности некоторого масштаба (единицы измерения), алгоритма (правил) процесса измерения и измерительного устройства. Измерение есть процеду­ра установления одной величины с помощью другой, принятой за эталон. Первая из указанных величин на­зывается измеряемой величиной, вторая — единицей из­мерения. Отсюда под измерением можно понимать про­цедуру сравнения двух величин, в результате которой экспериментально устанавливается отношение между величиной измеряемой и принятой за единицу.

Следует подчеркнуть, что современное опытное естествознание, начало которому было положено тру­дами Леонардо да Винчи, Галилея и Ньютона, своим расцветом обязано применению именно измерений. Провозглашенный Галилеем принцип количественно­го подхода, согласно которому описание физических явлений должно опираться только на величины, имею­щие количественную меру, станет методологическим фундаментом естествознания, его будущего прогресса.

Измерение исторически развилось из операции сравнения, но в отличие от последней является более мощным и универсальным познавательным средством.

Сравнение может быть как качественным, так и количественным.

При количественном сравнении вопрос о принад­лежности некоторого качества сравниваемым предме­там А и В уже решен. Речь может идти лишь о срав­нении в пределах данного качества. В таком случае имеются три логические возможности получить опре­деленный результат 1) А = В; 2) А < В; 3) А > В. Воз­никает следующий вопрос: можно ли как-то детализи­ровать ответ во втором и третьем случаях? Предста­вим себе следующую задачу. Имеется деревянный брусок и деревянный стержень стандартной длины. Требуется узнать, сколько надо сделать разрезов брус­ка для того, чтобы из полученных кусков можно было изготовлять стандартные стержни.

Простое сравнение позволяет найти лишь самый общий ответ: брусок больше стержня.

Этот тривиальный ответ не обеспечивает, однако, решение поставленной задачи. Нам требуются более детальные сведения о соотношении сравниваемых предметов, а именно: во сколько раз один предмет боль­ше другого. Для получения ответа на вопрос необходи­мо операционально установить посредством сравнения, сколько раз стержень укладывается вдоль бруска. Пусть проведенное сравнение даст следующий резуль­тат: брусок равен 5 стержням, или в общем случае, брусок равен л стержням.

Каков смысл этого записанного в виде уравнения эмпирического высказывания? В этом уравнении мы свойство одного предмета (длину бруска) выразили через аналегичное свойство другого. Уравнение, как мы видим, отражает экспериментально установленный факт, объективно существующее отношение вещей.

Что представляет собой это отношение и какова та операциональная ситуация, в рамках которой ука­занное отношение рассматривается? Прежде всего мы замечаем, что стороны этого отношения играют различные роли: брусок выступает как определяемое, стержень — как определяющее. Стержень в рамках данного отношения фигурирует не как предмет во всем многообразии своих свойств, а как веществен­ное воплощение лишь одного вполне определенного свойства — быть длиной, протяженностью. Все ос­тальные свойства этого предмета не играют здесь никакой роли (вес, толщина и т. д.). Вот почему длину бруска можно было бы с равным успехом выразить через длину других предметов — кусок рельса, отре­зок веревки и т. д.

Абстракции, лежащие в основе операции изме­рения, можно свести к трем видам: 1) отвлечение от бесконечного количества свойств сравниваемых ка­честв и выделение только одного; 2) отвлечение от того факта, что сравниваемое свойство имеет разные степени у разных представителей сопоставляемых классов и сосредоточение внимания только на интен­сивности измеряемого свойства; 3) в отвлечении от возможных изменений измеряемого свойства в про­цессе измерения.

Далее мы видим, что стержень выступает в этом отношении не просто как воплощенная длина, но как длина вполне определенная, как некоторая «порция» длины, как величина. Значение этого обстоятельства заключается в том, что от него непосредственно зави­сит результат сравнения. Если бы длина стержня ока­залась в два раза меньше стандартной, то в уравне­нии вместо л пришлось бы поставить 2л. Уравнение изменится также и в том случае, если стержень за­менить каким-либо другим предметом, неравным ему по длине..

Итак, стержень фигурирует в данной познаватель­ной ситуации как величина, которая, во-первых, харак­теризует некоторое вполне определенное качество (протяженность), во вторых, содержит в себе количе­ственную меру, выражает определенное количество. Далее. Указанная величина выступает как средство, с помощью которого мы можем выражать соответству­ющие величины других предметов (длину бруска, в частности), в то время как сама она не может быть выражена через другие величины. В этом смысле дан­ная величина является абсолютной, а все другие вели­чины, которые могут быть с помощью ее выражены, являются относительными. Это обстоятельство и зафик­сировано в нашем уравнении:

брусок = л стержням

Выясняя объективный смысл рассматриваемой нами ситуации, мы можем заметить, что наше уравне­ние выражает этот смысл грубо и неоднозначно. Не­однозначность его можно видеть, например, из следу­ющего. С помощью нашего стандартного стержня мы можем, вообще говоря, выражать не только длину дан­ного бруска, но и его вес. Если каждая часть бруска раскалывается на четыре стержня, то вес нашего брус­ка будет примерно равняться весу 4л стандартных стержней. Другими словами, из нашего уравнения не видно, какая именно качественно определенная вели­чина выражается данным уравнением — длина, вес или что-либо еще. Воспользуемся тем, что в нашей ситуа­ции мы можем, не изменяя результат, подставлять вместо стержня любой другой равный ему по длине предмет. Получаем следующее уравнение: брусок = пх,

где х есть пустое место, на которое можно подставлять любой предмет, равный по длине стержню. Наше новое уравнение отражает объективно существующий факт взаимозаменяемости всех предметов, подставляемых вместо х, свидетельствующий о том, что во всех этих предметах, рассматриваемых в данной эксперименталь­ной ситуации, существует нечто общее, инвариантное. Это инвариантное и выражается понятием величины, имеющей качественную и количественную определен­ность. Поскольку наша величина является в некотором смысле абсолютной, то по отношению к другим выра­жаемым через нее величинам она выступает в функции эталона.

Для того, чтобы подчеркнуть, что эта величина является эталоном вполне определенного качества, эталоном длины и чтобы не спутать его с другими эта­лонами, мы должны придать этой величине однознач­но соответствующее ей имя. Общепринятое название эталона длины — метр (м).

Если наша величина х составляет одну десятимил­лионную долю четверти парижского меридиана, то наше уравнение примет вид:

брусок = л метрам.

Обозначая через х измеряемую величину, через а единицу измерения и через л — их отношение, полу­чим следующее уравнение:

п = х/а или х = п а.

Полученное уравнение и есть основное уравне­ние измерения. Численное значение измеряемой ве­личины выражено отвлеченным числом, напротив, ре­зультат измерения всегда является наименованным числом.

Результат измерения — численное значение вели­чины. Если измерения величины дают одно и то же значение, то такая величина называется постоянной. Величина, которая принимает различные численные значения (в некоторой ситуации), называется перемен­ной. Из определения измерения следует, что измере­ние есть процедура экспериментальная. Последняя предполагает определенную экспериментальную ситу­ацию и соответствующий способ, с помощью которого осуществляется операция измерения.

Рассмотрим оба этих момента в отдельности.

Представим себе, что мы решаем определенную задачу и что на каком-то шаге ее решения нам потре­бовалось знать вес некоторого тела. Очевидно, что в данном случае измерение является надежным спосо­бом для получения необходимой нам информации.

Прежде всего выберем единицу измерения веса. Пусть это будет вес кубического дециметра дистилли­рованной воды в вакууме при температуре 4 °С в месте, находящемся на уровне моря на широте 45°. Поскольку измерение есть процедура экспериментальная, то, по­мимо выбора единицы измерения, нам необходимо иметь воспроизведение этой единицы в некотором веществен­ном образце — мере (например, в некоторой гире).

Используя измерение в качестве познавательного средства, мы должны исследовать, насколько это сред­ство является надежным в каждом конкретном слу­чае, то есть выяснить, не нарушаем ли мы принцип объективности в познании, подготовляя данную экс­периментальную ситуацию. Вот почему, хотя единица измерения в принципе может выбираться произволь­но, тем не менее, ее вещественному представителю — мере мы должны предъявить весьма жесткие требо­вания. Мера — средство получения информации, она должна обеспечить такое протекание познавательного процесса, который бы привел к объективным резуль­татам. Если мы сделаем гирю, например, из необрабо­танного особым образом дерева, то с течением време­ни вес гири будет меняться: дерево будет либо испа­рять влагу, либо адсорбировать ее из воздуха. В этом случае такое требование объективности, как однознач­ность результатов измерения, не будет обеспечено. Ес­тественно поэтому делать гири из такого материала, физические свойства которого носят устойчивый в определенном отношении характер. Пусть, например, наши гири будут из латуни. Воспроизводя единицу измерения в виде латунных гирь, мы, конечно, не мо­жем достигнуть абсолютной точности, и наши гири будут слегка отличаться друг от друга по весу. Однако для того, чтобы гири могли играть роль меры, погрешность не должна быть выше допустимой. Величина допустимой погрешности целиком зависит от характера той позна­вательной задачи, которую мы решаем и для решения которой нам потребовались данные измерения.

Дата добавления: 2014-11-09