Методология научного творчества: Учебное пособие, страница 9

Теория и практика (эксперимент) – две стороны процесса познания.

Классический эксперимент характеризуется работой с хорошо организованными системами. Идеал – это однофакторный эксперимент, на примерах которого студент делает первые шаги при изучении курса общей физики.

Современный инженерно-технический эксперимент часто имеет дело с плохо организованными (диффузными) системами. Исследование подобных систем требует использования специальных математических методов планирования эксперимента, теория которых развита в работах [25].

Каждый эксперимент связан с использованием тех или иных технических средств, которые принято называть приборами. В идеале использование прибора не должно вести к изменениям в функционировании системы. Исследуемое свойство системы проявляется при ее взаимодействии с прибором. Необходимо поставить эксперимент таким образом, чтобы это воздействие было пренебрежимо малым. Указанное правило не является универсальным. Так, исследуя микрочастицы, мы можем получить информацию о состоянии, только полностью разрушив это состояние.

Проведение эксперимента сопряжено с измерением. Имеет смысл только такое описание явлений, которое опирается на количественные меры. Измерить – не означает – посмотрел на прибор и записал показания. Процедура измерения предполагает наличие следующих компонентов: объект измерения (измеряемая величина), система единиц измерения, методика измерения и соответствующее ей приборное обеспечение, результат измерения и конечно же, самое важное звено в этой цепочке – сам экспериментатор.

Измерения бывают прямые и косвенные. Напомним, что прямые измерения получаются непосредственным отсчетом по прибору измеряемой величины. При косвенных измерениях результат, определяющий численное значение измеряемой величины, получается на основе расчета по математической зависимости, составленной из величин, численное значение которых получаются как результат прямых или других косвенных измерений. Связь между результатом измерения и состоянием системы имеет статистическую природу. Экспериментатор должен в достаточной степени владеть принципами работы с информацией подобного типа. Важным элементом эксперимента является четкое знание не только природы измеряемой величины, но и четкое знание теории используемых приборов. Результат эксперимента должен быть оформлен документально по типу журнала наблюдений.

Неопределенность, которая складывается при измерении, имеет объективную природу, она является отражением диалектики необходимого и случайного. Этот момент должен быть осмыслен при проведении любого научного исследования.

Результаты измерений в эксперименте это часть большой работы, конечной целью которой является получение  новой информации. При неграмотном обращении с результатами эксперимента возможна неверная интерпретация результатов. Прежде всего следует отметить, что количество экспериментов должно быть достаточным, чтобы выявить основные особенности в поведении системы, что важно в первую очередь при плохо организованных опытах.

В инженерной практике часто эксперимент заканчивают обработкой результатов измерений по старой, классической схеме теории погрешностей. В практике научных исследований такой подход вообще говоря не допустим. Результаты эксперимента представляют собой микростатистику и, несмотря на всю убежденность автора в правильности полученных данных, обработку результатов следует вести, используя статистические законы, определяющие свойства микростатистик.

 Методике работы с микростатистиками посвящено достаточно много хорошей литературы. В качестве наиболее предпочтительных источников мы рекомендуем [28, 29].

Очень полезную функцию выполняет графическое представление результатов эксперимента, т.к. делает наглядной динамику изучаемой системы, облегчает интерпретацию полученных результатов. В социально-экономической сфере такое представление реализуется в виде диаграмм, в инженерно-физическом эксперименте чаще всего в виде графиков, номограмм. Обычно графики сопровождаются комментариями и в ряде случаев они используются для определения параметров функционирования системы.