Аналогова подоба й моделювання

Якщо явища у двох системах, що зіставляються, мають різну фізичну природу, але деякі найбільш цікаві для даного дослідження процеси, що відбуваються у двох системах, описуються формально однаковими диференціальними рівняннями, то можна сказати, що одна система є прямій моделлю-аналогом іншої (структурне моделювання є різновидом аналогового моделювання, при якому диференціальні рівняння, що описують фізичний процес, представляються окремими елементами

5.6. Класифікація, типи й задачі експерименту

Найважливішою складовою частиною наукових досліджень є експеримент, основою якого є науково поставлений досвід із врахованими точно умовами. Саме слово -експеримент відбувається лат. ехрег1тепгит — проба, досвід. У науковій мові і дослідницькій роботі термін «експеримент", звичайно, використовується в значенні, загальному для цілого ряду сполучених понять: досвід, цілеспрямоване спостереження, відтворення об'єкта пізнання, організація особливих умов його існування, перевірка пророкування. У це поняття вкладається наукова постановка досвідів і спостереження досліджуваного явища в умовах, що точно враховуються, що дозволяють стежити за ходом явищ і відтворювати його щораз при повторенні цих умов. Саме по собі поняття «експеримент» означає дію, спрямовану на створення умов з метою здійснення того або іншого явища і по можливості найбільш частого, тобто ускладненого іншими явищами. Основною метою експерименту є виявлення властивостей досліджуваних об'єктів, перевірка справедливості гіпотез і на цій основі широке й глибоке вивчення теми наукового дослідження.

Постановка й організація експерименту визначаються його призначенням. Експерименти, що проводяться в різних галузях науки, є хімічними, біологічними, фізичними, психологічними, соціальними і т.п. Вони розрізняються по способу формування умов (природного і штучних); по цілям дослідження (перетворюючі, що констатують, контролюючі, пошукові, вирішальні); по організації проведення (лабораторні, натурні, польові, виробничі і т.п.); по структурі досліджуваних об'єктів і явищ (прості, складні); по характеру зовнішніх впливів на об'єкт дослідження (речовинні, енергетичні, інформаційні); по характеру взаємодії засобу експериментального дослідження з об'єктом дослідження (звичайному й модельний); по типу моделей, досліджуваних в експерименті (матеріальних і уявний); по контрольованих величинах (пасивному й активний); по числу “варьируемых” факторів (одно факторний і багатофакторний); по характеру досліджуваних об'єктів або явищ (технологічні, соціометричні) і т.п. Звичайно, для класифікації можуть бути використані й інші ознаки. З числа названих ознак природний експеримент припускає проведення досвідів у природних умовах існування об'єкта досліджень (найчастіше використовується в біологічних, соціальних, педагогічних і психологічних науках). Штучний експеримент припускає формування штучних умов (широко застосовується в природних і технічних науках). Перетворюючий (творчий) експеримент включає активна зміна структури й функцій об'єкта дослідження відповідно до висунутої гіпотези, формування нових зв'язків і відносин між компонентами об'єкта або між досліджуваним об'єктом і іншими об'єктами. Дослідник у відповідності з розкритими тенденціями розвитку об'єкта дослідження навмисно створює умови, що повинні сприяти формуванню нових властивостей і якостей об'єкта. Експеримент, що констатує, використовується для перевірки визначених припущень. У процесі цього експерименту констатується наявність визначеного зв'язку між впливом на об'єкт дослідження й результатом, виявляється наявність визначених фактів. Контролюючий експеримент зводиться до контролю за результатами зовнішніх впливів на об'єкт дослідження з урахуванням його стану, характеру впливу й очікуваного ефекту. Пошуковий експеримент проводиться в тому випадку, якщо утруднено класифікацію факторів, що впливають на досліджуване явище унаслідок відсутності достатніх попередніх (апріорних) даних. За результатами пошукового експерименту встановлюється значимість факторів, здійснюється відсівання незначущих. Вирішальний експеримент ставиться для перевірки справедливості основних положень фундаментальних теорій у тому випадку, коли дві або кілька гіпотез однаково погодяться з багатьма явищами. Ця згода приводить до утруднення, яку саме з гіпотез вважати правильної.

Простий експеримент використовується для вивчення об'єктів, що не мають розгалуженої структури, із невеликою кількістю взаємозалежних і взаємодіючих елементів, що виконують найпростіші функції.

У складному експерименті вивчаються явища або об'єкти з розгалуженою структурою (можна виділити ієрархічні рівні) і великою кількістю взаємозалежних і взаємодіючих елементів, що виконують складні функції. Високий ступінь зв'язності елементів приводить до того, що зміна стану якого-небудь елемента або зв'язку спричиняє зміну стану багатьох інших елементів системи. У складних об'єктах дослідження можлива наявність декількох різних структур, декількох різних цілей. Але усе-таки конкретний стан складного об'єкта може бути описано. У дуже складному експерименті вивчається об'єкт, стан якого по тим або інших причинах дотепер не вдається докладно й точно описати. Наприклад, для опису потрібно більше часу, чим те, яким розташовує дослідник між змінами станів об'єкта або коли сучасний рівень знань недостатній для проникнення в суть зв'язків об'єкта (або вони незрозумілі).

Інформаційний експеримент використовується для вивчення впливу визначеної інформації на об'єкт. За допомогою цього експерименту вивчається зміна стану об'єкта дослідження під впливом інформації, що повідомляється йому.

Речовинний експеримент припускає вивчення впливу різних речовинних факторів на стан об'єкта дослідження. Наприклад, вплив різних добавок на якість стали і т.п.

Енергетичний експеримент використовується для вивчення впливу різних видів енергії (електромагнітної, механічної, тепловий і т.д.) на об'єкт дослідження. Цей тип експерименту широко розповсюджений у природничих науках.

Звичайний (або класичний) експеримент включає експериментатора як пізнає суб'єкта; об'єкт або предмет експериментального дослідження й засобу (інструменти, прилади, експериментальні установки), за допомогою яких здійснюється експеримент.

Модельний експеримент при розширенні можливостей експериментального дослідження одночасно має і ряд недоліків, зв'язаних із тим, що розходження між моделлю і реальним об'єктом може стати джерелом помилок і, крім того, екстраполяція результатів вивчення поводження моделі на моделюємий об'єкт вимагає додаткових витрат часу і теоретичного обґрунтування правомочності такої екстраполяції.

Матеріальний експеримент має аналогічну структуру. Однак у матеріальному експерименті використовуються матеріальні, а не ідеальні об'єкти дослідження. Основна відмінність матеріального експерименту від уявного в тім, що реальний експеримент являє собою форму об'єктивного матеріального зв'язку свідомості із зовнішнім світом, тим часом як уявний експеримент є специфічною формою теоретичної діяльності суб'єкта.

Пасивний експеримент передбачає вимір тільки обраних показників (параметрів, перемінних) у результаті спостереження за об'єктом без штучного втручання в його функціонування. Прикладами пасивного експерименту є спостереження: за інтенсивністю, складом, швидкостями руху транспортних потоків; за числом захворювань взагалі або якою-небудь визначеною хворобою; за працездатністю визначеної групи осіб; за показниками, що змінюються з віком; за числом дорожньо - транспортних подій і т.п.

Пасивний експеримент, власне, кажучи, є спостереженням, що супроводжується інструментальним виміром обраних показників стану об'єкта дослідження.

Активний експеримент, зв'язаний з вибором спеціальних вхідних сигналів (факторів) і контролює вхід і вихід досліджуваної системи.

Однофакторний експеримент припускає; виділення потрібних факторів; стабілізацію факторів, що заважають; почергове варіювання цікавлячого дослідника факторів.

Стратегія багатофакторного експерименту полягає в тому, що варіюються всі перемінні відразу і кожен ефект оцінюється за результатами всіх досвідів, проведених у даній серії експериментів.

Технологічний експеримент, спрямований на вивчення елементів технологічного процесу (продукції, устаткування, діяльності працівників і т.п.) або процесу в цілому.

Соціометричний експеримент використовується для виміру існуючих міжособистісних соціально-психологічних відносин у малих групах Із метою їхньої наступної зміни.

Методи вимірів повинні базуватися на законах спеціальної науки — метрології, що вивчає засоби й методи вимірів.

Результати експериментів повинні відповідати трьом статистичним вимогам: вимога ефективності оцінок, тобто мінімальність дисперсії відхилення щодо невідомого параметра; вимога заможності оцінок, тобто при збільшенні числа спостережень оцінка параметра повинна прагнути до його, щирому значенню

Дата добавления: 2014-01-07