Классификация экспериментов. 
Философия и методология науки

Назовем некоторые основания классификации экспериментов:

• 1) по условиям проведения — естественные и искусственные;
• 2) по целям исследования — преобразующие, контролирующие, констатирующие, поисковые и др.;
• 3) по количеству факторов — однофакторные и многофакторные.

Рассмотрим некоторые виды экспериментов подробнее.

1. Классификация по условиям проведения. Так называемый естественный эксперимент предполагает изучение объекта в реальных условиях его существования (что бывает необходимо, например, в биологических и социально-гуманитарных науках). Искусственный же эксперимент требует для своего проведения специально создаваемой обстановки. Его называют также лабораторным экспериментом.

Искусственный эксперимент имеет такие достоинства, как возможность обеспечить надежные условия для устранения побочных факторов, т. е. для достижения высокой внутренней валидности. Однако зачастую здесь встает проблема внешней валидности, или экстраполируемое™, полученных результатов.

Естественный эксперимент, наоборот, уступая лабораторному в возможности создания удобных для исследователя условий, демонстрирует более приближенный к реальности ход изучаемых процессов. Часто он используется в технических науках для испытания изготовленных объектов, в этом случае его называют натурным. В зависимости от условий проведения естественный эксперимент может быть нолевым, полигонным, производственным и т. п.

2. Классификация по целям исследования. Преобразующий эксперимент предполагает активное изменение структуры и функций изучаемого объекта, преднамеренное создание условий, которые должны способствовать появлению его новых качеств.

Контролирующий — решает задачу установления контроля над изучаемым объектом, управления объектом посредством воздействующих факторов с одновременным изучением изменений его состояния в зависимости от воздействия.

Констатирующий — представляет собой процедуру проверки какоголибо исходного предположения. Целью данного эксперимента является подтверждение (или опровержение) наличия или отсутствия определенных свойств, отношений, эффектов, состояний и т. п.

Поисковый — не имеет систематического характера; часто он является лишь начальной стадией в серии экспериментальных исследований. Проводится в ситуациях, когда недостаточно известен комплекс факторов, влияющих на изучаемый объект. Поэтому такой эксперимент носит «разведывательный», предварительный характер. К нему в большой мере относится то, что говорилось выше об экспериментировании как поисковой активности. Поисковый эксперимент играет свою роль в научном познании, хотя она иногда недооценивается методологами из-за влиятельной роли теории в современной эмпирической науке.

Решающий эксперимент. Для его проведения характерна ситуация, когда две или несколько гипотез конкурируют друг с другом, примерно одинаково согласуясь с имеющимися фактами. В этом случае решающим экспериментом становится тот, результаты которого однозначно свидетельствуют в пользу одной гипотезы и опровергают альтернативную. Для этого, конечно, сам эксперимент должен быть спланирован так, чтобы основной вопрос, решаемый в ходе экспериментального исследования, был сформулирован дихотомически, т. е. чтобы он допускал только два возможных ответа: «да» или «нет».

В более общем виде может быть небольшое число альтернативных гипотез, но эксперимент однозначно свидетельствует в пользу одной из них и несовместим со всеми остальными.

Примеры решающих экспериментов: 1) знаменитый «маятник Фуко», благодаря которому Ж. Б. Л. Фуко продемонстрировал вращение Земли (1851), доказав справедливость теории Коперника и опровергнув теорию Птолемея; 2) опыт О. Ж. Френеля с открытием белого пятна в тени диска, благодаря которому было убедительно показано, что свет обладает волновыми свойствами.

Один из первых теоретиков нового естествознания Ф. Бэкон придавал большое значение решающим экспериментам (expenmentum crucis). Однако на самом деле вопрос о действительной роли решающих экспериментов в развитии научного знания весьма непрост. Например, эксперимент, задуманный как решающий, на самом деле может иметь на выходе совсем другие альтернативы, что может быть понято исследователями лишь позже, на новом уровне знаний.

3. Классификация по количеству факторов. — Подробнее см. ниже.

Помимо перечисленных, в методологии науки называют и другие виды экспериментов. В качестве особой разновидности выделяют математический, или вычислительный, эксперимент. В этом случае на основе компьютерной обработки введенных данных получают результат в виде математического решения той или иной задачи (системы уравнений). Он применяется в экологии, сейсмологии, аэродинамике и других науках.

Преимущества математического эксперимента, способствовавшие его широкому применению в современной науке: 1) возможность во многих ситуациях добиваться высокой точности расчетов; 2) возможность свободно изменять участвующие факторы, варьировать при отсутствии того риска катастрофических последствий, который может возникнуть в натурном эксперименте.

Математический эксперимент имеет черты, относящие его также к методу моделирования (см. параграф 2.5).

Еще один специальный вид экспериментирования, занимающий важное место в научной практике, — мысленный эксперимент. Он применяется учеными как средство выхода за пределы доступных им экспериментальных средств. Его смысл состоит в том, что ученый мысленно воспроизводит и продумывает некоторую экспериментальную ситуацию (возможно, технически недостижимую в реальности) и получает в результате этого продумывания важные теоретические результаты.

Мысленный эксперимент опирается на процедуры абстрагирования, идеализации, рассуждений по аналогии. Он сочетает в себе черты как эмпирического, так и теоретического уровней исследования.

Хрестоматийным примером такого эксперимента является мысленное рассмотрение падающего лифта, проведенное Эйнштейном в ходе разработки теории относительности.

Большую роль мысленное экспериментирование сыграло в начальной стадии развития квантовой физики, когда не хватало ни технического оборудования, ни теоретического понимания для более глубокого изучения непонятных, противоречивых опытных данных. В этих обстоятельствах физики обсуждали между собой различные мысленные ситуации, некоторые из которых были идеализированными, а другие удавалось довести до практически осуществимого вида.