UNIWERSYTET IM. ADAMA MICKIEWICZA SERIA FILOZOFIA I LOGIKA NR 71 Danuta Sobczyńska SZTUKA BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH Z zagadnień filozofii i metodologii eksperymentu naukowego POZNAŃ 1993 ABSTRACT. Sobczyńska Danuta, Sztuka badań eksperymentalnych. Z zagadnień filozofii i metodologii eksperymentu naukowego (The art of experimental research. Problems of the philosophy and methodology of scientific experiment). Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza (Adam Mickiewicz University Press). Poznań 1993 r. Text in Polish with a summary in English; pp. 159. ISBN 83-232-0513-2. ISSN 0083-4246. The book is devoted to the philosophy and methodology of experiments in natural sciences. The author presents three basie orientations in eontemporary considerations of the role of experiment: H. Dingler's con-ventionalism, A.W. Achutin's historical and dialectical point of view and a new experimentalism developed by I. Hacking, P. Galison and A. Franklin. The problems of definition and elassification of experiments as well as problems of thought and mathematicai experiments are considered. The book also deals with a future of expe-rimental studies and with experimental paradox. Considering the "art of experimental research" the author's opinion is that the experimental activity in sciences is not fully algorithmisized. Some explanations of this view have been given. Danuta Sobczyńska, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza (Adam Mickiewicz University), Zakład Filozofii Techniki (Department of the Philosophy of Technology), ul. Szamarzewskiego 89c, Poznań - Poland. ISBN 83-232-0513-2 ISSN 0083-4246 WYDAWNICTWO NAUKOWE UNIWERSYTETU IM. ADAMA MICKIEWICZA W POZNANIU Wydanie I. Nakład 520+80 egz. Ark. wyd. 15,25. Ark. druk. 10. Papier cfffset Oddano do druku w styczniu 1994 T. Druk ukończono w lutym 1994 r. WYKONANO W ZESPOLE REDAKCYJNO-WYDAWNICZYM WLOP, POZNAŃ. UL. KOŚCIUSZKI 92 6 \03) RM Spis treści Wprowadzenie 5 1. Podstawowe orientacje w filozofii eksperymentu 10 1.1. Uwagi wstępne 10 1.2. H. Dinglera empiryczny aprioryzm matrycowy 12 1.2.1. Struktura działań eksperymentalnych w filozofii Dinglera 13 1.2.2. Typy badań eksperymentalnych a ustalanie praw przyrody 15 1.3. W kręgu myśli materialistyczno-dialektycznej 17 1.3.1. Sokratyczna misja eksperymentu nowożytnego wujęciu A. W. Achutina 18 1.3.2. Myślowa i przedmiotowa strona eksperymentu 19 1.4. Nowy eksperymentalizm 20 1.4.1. Charakterystyka i znaczenie eksperymentu 21 1.4.2. Związki między eksperymentem i teorią 23 1.4.3. Nowy eksperymentalizm w sporze realizm-antyrealizm 26 1.5. Podsumowanie i porównanie. Główne kategorie poznawcze i operacyjne w filozofii ekspe rymentu 29 1.5.1. Spór między realizmemi anty realizmem 29 1.5.2. Zagadnienie praktyki badań eksperymentalnych 31 1.5.3. Idealizacja i stopniowa konkretyzacja w badaniach naukowych 33 1.5.4. Eksperyment i teoria 34 1.5.5. Zagadnienie „głębi wyjaśnień" w badaniach naukowych 35 1.5.6. Badania eksperymentalne jako dziedzina twórczości ludzkiej 37 2. O sztuce badań empirycznych 39 2.1. Uwagi wstępne 39 2.2. Różne oblicza eksperymentowania 40 2.3. O eksperymentowaniu jako grze 43 2.4. O badaniach eksperymentalnych jako sztuce wykonawczej 45 2.5. Teoretycy i eksperymentatorzy 46 2.6. Sztuka eksperymentalna w refleksji badaczy 48 3. W poszukiwaniu definicji eksperymentu 51 3.1. O zakresach znaczeniowych terminów „eksperyment'', „doświadczenie'', „obserwacja'' . . 51 *> 3.1.1. Eksperyment 52 3.1.2. Doświadczenie 53 3.1.3. Obserwacja 55 3.2. Spory o definicję eksperymentu 57 3.2.1. Eksperyment jako sprawdzian hipotezy 57 3.2.2. Aktywność badacza jako wyróżnik eksperymentowania 59 3.2.3. Definiowanie poprzez zestawienie eksperymentu z obserwacją 60 3.2.1. 4 . Między obserwacją a eksperymentem 62 4.1. Eksperyment jako procedura obserwacyjna 62 4.2.0 dwóch skrajnościach i o „pozycji środka". Eksperyment obserwacyjny i eksperyment eksplo racyjny • 64 4.3.0 statusie metod obserwacyjnej i eksperymentalnej 67 4.4. Kilka uwag podsumowujących 69 5. Wokół problemów typologii eksperymentów 71 5.1. Uwagi wstępne 71 5.1.4,.F. Bacona typologia eksperymentów 72 5.1.2. WsplSc^ńeTyptstcrgiBTKperyrhentow 75 5.2. Struktura sytuacji eksperymentalnej jako podstawa typologii eksperymentów 79 5.2.1. Struktura sytuacji eksperymentalnej 80 5.2.2. Typologia eksperymentu według cech ogólnych 82 5.2.3. Typologia eksperymentów ze względu na strukturę sytuacji eksperymentalnej .... 85 5.2.4. Przykłady 90 6. Kategoria eksperymentu myślowego 92 6.1. Znaczenie eksperymentu myślowego w nauce i metodologii 92 6.2. E. Mach o eksperymencie myślowym 96 6.3. A. Einstein ó eksperymencie myślowym 100 6.4. Próba typologii eksperymentów myślowych . 104 7. Eksperyment matematyczny oraz zasady modelowania matematycznego 108 7.1. O statusie eksperymentu matematycznego 108 7.2. Specyfika eksperymentu matematycznego 110 7.3. Eksperyment komputerowy-analiza przykładu 113 8. Matematyczne teorie eksperymentu 116 8.1. U początków strategii eksperymentalnych 116 8.2. Nowe zasady planowania eksperymentów 118 8.3. Wstęp do planowania eksperymentów -tworzenie modeli matematycznych 121 8.4. Matematyczne plany eksperymentów 124 9. Paradoksy i dylematy eksperymentowania 128 9.1. Uwagi wstępne 128 9.2. Paradoks deformacji 130 9.3. Paradoks sztuczności 131 9.4. Paradoksy eksperymentowania myślowego. Udział eksperymentów myślowych w rozwiązywa niu sprzeczności myślenia naukowego 135 9.5. Między sztuką a techniką badań czyli o równowadze miedzy treścią a formą 138 10. Perspektywy eksperymentowania 142 10.1. Z punktu widzenia teorii 142 10.2. Kierunki rozwoju eksperymentalnych dziedzin wiedzy 146 10.3. Uwagi końcowe 149 Literatura 152 The art of experimental research. Problems of the philosophy and methodology of scientific experiment (Summary) 158 Wprowadzenie Niniejsza praca poświęcona jest rozważaniom nad istotą eksperymentu i jego znaczeniem dla nauk przyrodniczych oraz filozofii i metodologii tych nauk. W klasycznej filozofii nauki problematyka badań eksperymentalnych postrzegana była w dość wąskim wymiarze. Występowała w niej tendencja do ignorowania lub wręcz lekceważenia tej tematyki. Wyniki badań empirycznych traktowano jako „dane" nie nastręczające dalszych problemów. Pozytywistyczni i postpozytywistyczni filozofowie nauki niechętnie na ogół wnikali w bardziej szczegółowe, techniczne, metodyczne i podmiotowe aspekty eksperymentowania. Obcowali chętniej z „wiedzą gotową", niż z wiedzą in statu na-scendi; raczej z kontekstem uzasadniania niż z kontekstem odkrywania. Wiedzę naukową traktowali jako „naukę czystą", a nie jako działalność poznawczą powiązaną wielostronnie z praktycznymi i technologicznymi realiami bytowania ludzkości. Tego rodzaju perspektywa filozoficzna nie jest już dzisiaj ani jedyna, ani wyraźnie dominująca. Zmiany w organizacji badań naukowych, wzrost skali przedsięwzięć eksperymentalnych, widoczna w wielu dziedzinach dominacja eksperymentu nad teorią wywierają stały i zauważalny wpływ również na filozofię nauki. Działalność eksperymentalna przyrodników staje się przedmiotem zainteresowania filozofów; zdarza się, że autorzy piszący o eksperymencie występują jednocześnie w roli uczonych, filozofów i historyków nauki. W okresie dziesięcioleci wynalazków, które nastąpiły po II wojnie światowej w filozofii nauki badano ciągle istotę myślenia naukowego oraz ewolucję kluczowych idei i koncepcji teoretycznych. Jednakże już u progu lat sześćdziesiątych odnotować można, za F.L. Holmesem1, kilka pozycji z zakresu historii nauki, które radykalnie zrywają z dotychczasową tradycją i koncentrują się na przełomowych eksperymentach nauki nowożytnej. Młodsza generacja historyków i socjologów nauki angażuje się jeszcze bardziej w empiryczne aspekty badań. Nowa orientacja badawcza sygnuje się akronimem NHS - 1 F.L. H o 1 m e s, Do We Understand Historically How Experimental Knowledge Is Acąuired? „History of Science", XXX 1992, s. 119- 136; jako szczególnie znamienne dla rodzącego się zainteresowania empirycznym aspektem nauki nowożytnej autor wymienia prace: I.B. C o h e n, Franklin and Newton: An Inquiry into SpeculatWe Newtonian Experimental Science and Franklin's Work in Electricity as an Example Thereof, Phila-delphia 1956; H. G u e r 1 a c, Lavoisier - The Crucial Year: The Background and Origin of His First Experi-ments on Combustion in 1772, Ithaka 1961; L.P. Williams, Michael Faraday, New York 1966. new history and sociology of science. Takiego samookreślenia dokonali H. Collins i S. Shapin, współautorzy wydanego niedawno zbioru artykułów Teaching the History of Science . Celem esejów publikowanych w tej pracy jest „zrozumienie natury i istoty eksperymentu". W nurcie NHS, określanym czasami krócej jako „socjologia wiedzy", opublikowano ostatnio, na starym i na nowym kontynencie, kilka wartościowych pozycji , ukazujących „kulisy" laboratoriów, realia pracy współczesnych eksperymentatorów oraz relacje personalne w obrębie grup naukowców. W literaturze metodologicznej, zwłaszcza zachodniej, ścierają się ze sobą dwie biegunowo różne orientacje - teoretycyzm i eksperymentalizm . Sytuacja ich wzajemnej opozycji i ewentualnego dialogu jest jednak wielce złożona. Eksperymentalizm, powstały w połowie lat osiemdziesiątych, znajduje się ciągle w fazie tworzenia własnych założeń. Jego przedstawiciele poświęcają wiele uwagi burzeniu stereotypów i rozszyfrowywaniu mitów myślenia teoretycystycznego. Teoretycyści z kolei z trudem rezygnują z takich dogmatów filozofii nauki, jak prymat teorii nad badaniami empirycznymi lub służebna rola eksperymentu względem teorii. Przedstawiciele obu nurtów mówią ponadto różnymi językami: eksperymentaliści stworzyli styl żywej narracji, bazującej na współczesnej praktyce nauki; teoretycyści preferują rozważania logiczne, a przykłady do nich czerpią na ogół z historii przyrodoznawstwa. Oba te kierunki uwikłane są w spór teoriopoznawczy stanowiący oś rozwojową dawnej i współczesnej filozofii nauki: spór realizmu z antyrealizmem. Nietrudno zauważyć, że koncepcje antyrealistyczne bliższe są nurtowi teoretycystycznemu, opcja realistyczna zaś - eksperymentalizmowi. W poszczególnych koncepcjach kwestia ta jest jednak bardziej złożona, a jej rozwiązania różnorodne i nieraz zaskakujące . W polskiej filozofii nauki badania nad istotą i znaczeniem eksperymentu stanowią znaczny dorobek. Składają się nań wnikliwe i erudycyjne studia J. Sucha6 nad zagadnieniami weryfikacji wiedzy, sytuacją rozstrzygającą w nauce, statusem experimentum crucis oraz koncepcją holizmu teoretyczno-eksperymentalnego. Prace L. Nowaka i jego współpracowników pozwalają rekonstruować procedury idealizacji i stopniowej konkre- H. C o 1 1 i n s, S. S h a p i n, Experiment, Science Teaching and the New History and Sociology of Science, w: Teaching the History of Science, (red. M. Shortland, A. Warwick), Oxford 1989, s. 67 - 79. 3D. Gooding, T. Pinch, S. Schaffer (red.), The Uses of Experiment: Studies in the Natural Sciences, Cambridge 1989; P.Kosso, Observability and Observation in Physical Science, Synthese Libra-ry, 1989. E. LeGrand (red.), Experimental Inąuires, Kluwer Academic Publishers 1990 USA; D. G o o d i n g, Experiment in the Making of Meaning. Humen Agency in Scientific Observation and Experiment, Kluwer Academic Publishers, 1990 USA. Jako „nowy eksperymentalizm" określa się koncepcje (scharakteryzowane poniżej) trzech autorów: I. H a c k i n g, Representing and Intervening, Cambridge 1983; A. F r a n k 1 i n, The Neglect of Experiment, Cambridge 1986; P. G a 1 i s o n, How Experiments End, Chicago London 1987; na temat teoretycyzmu i ekspe-rymentalizmu pisze np. P. Z e i d 1 e r, Theorie und Experiment im Licht gegenwartiger Philosophie der Wis-senschaften, w: Zur Fragen der heutigen Theorie und Methodologie der wissenschaftlichen Erkenntnis, (red. J. Such, J. Wiśniewski, I.Czerwonogóra, B. Husak), Poznań 1992. Por. P. G i z a, Realizm I. Hackinga a konstruktywny empiryzm B. van Fraassena, praca doktorska pod kier. E. Pietruskiej-Madej, (maszynopis), Warszawa 1991; P. Ze i dl er, Spór o realizm we współczesnej filozofii nauki, „Colloąuia Communia" (1 - 3), styczeń-czerwiec 1991; por również inne artykuły w tym numerze. J. S u c h, Czy istnieje experimentum crucis? Warszawa 1975; tenże, Problemy weryfikacji wiedzy, Warszawa 1975. L. N o w a k, Zasady marksistowskiej filozofii nauki, Warszawal974; tenże, Wstęp do idealizacyjnej teorii nauki, Warszawa 1977. W. Patryas, Eksperyment a idealizacja, Warszawa-Poznań 1976. tyzacji przeprowadzane w szerokim spektrum nauk empirycznych. Procedura konkretyzacji (faktualizacji, praktycznej idealizacji) charakteryzuje komponentę empiryczną wiedzy naukowej i pozwala dla niej znaleźć konotacje w operacjach teoretycznych. Badania J. Szymańskiego rozwijają niektóre z tych wątków, zwłaszcza w koncepcji wielopoziomowej struktury holistycznej wyjaśniania i sprawdzania wiedzy empirycznej. J. Szy-mański dzieli z nowymi eksperymentalistami ich „urzeczenie technologią", dostrzegając liczne i wielostronne powiązania badań eksperymentalnych w nauce z rozwojem technik i technologii przemysłowych. Naukę eksperymentalną, wynalazczość techniczną, związki nauki i przemysłu osadza w szerszym kontekście refleksji humanistycznej S. Amsterdamski9. Podmiotowy aspekt działalności poznawczej i praktycznej człowieka jest przedmiotem obszernej monografii Z. Cac-kowskiego . Autor ten zajmuje się również empirycznymi procedurami poznawczymi. Szczególnie cenne są jego studia porównawcze nad obserwacją i eksperymentem1'. Badania polskich filozofów nauki wnoszą zatem spory zasób nowej i często nowatorskiej myśli do rozważań nad eksperymentem. Sytuują się one raczej w nurcie teorety-cyzmu niż eksperymentalizmu; podejmując dialog z klasykami nurtu postpozytywis-tycznego, rozwijają się niewątpliwie w pewnej izolacji od „obrazoburczych" współczesnych koncepcji zachodnich. Badania nad tymi ostatnimi zresztą dopiero się w Polsce rozpoczynają . Tymczasem potrzeba nowego i odmiennego od dawnych wzorów spojrzenia na eksperyment daje znać o sobie nie tylko ze strony filozofii nauki, lecz i ze strony samych przyrodników, u których następuje znaczny przełom w rozwoju samoświadomości metodologicznej. W myśli współczesnej pojawia się niewątpliwie potrzeba zacieśnienia dialogu między filozofami nauki i naukowcami, którzy autentycznie, twórczo i świadomie uprawiają swoją dziedzinę wiedzy. W mojej książce wiele korzystam z przemyśleń tego typu uczonych. W prezentowanej pracy, w rozdziale 1, problematyka filozoficznego postrzegania i wartościowania eksperymentu zilustrowana jest rozważaniami nad trzema wyraźnie różnymi koncepcjami: dialektyczno-historyczną A.W. Achutina, konwencjonalistyczno-aprioryczną H. Dinglera, oraz eksperymentalistyczną I. Hackinga, P. Galisona, A. Fran-klina. Dwie ostatnie orientacje znane są w polskiej literaturze metodologicznej z niewielu publikacji , nie dają zatem podstaw do szerszej dyskusji. Już jednak na obecnym etapie badań widać, jak różnie postrzegane bywają funkcje poznawcze eksperymentu, jego uwikłania teoretyczne i rola wobec teorii, wreszcie element aktywności i twórczości badacza zajmującego się działalnością eksperymentalną. Rozmaite funkcje, elementy i ce- J. Szymański, Rola teorii i techniki w eksperymentalnym testowaniu wiedzy, Poznań 1982. 9 S. Amsterdamski, Między historią a metodą, Warszawa 1983; tenże, Między doświadczeniem a metafizyką, Warszawa 1973; tenże, Natura a porządek świata, Warszawa 1983. 10 Z. C a c k o w s k i, Człowiek jako podmiot działania praktycznego i poznawczego, Warszawa 1979. "z. Cackowski,O teorii poznania i poznawania, Warszawa 1968 12 Por. np.: W. K r a j e w s k i, Czy prawa nauki są prawdziwe? (recenzja książki N. Cartwright, How the Laws ofPhysics Lie? Oxford 1983) „Studia Filozoficzne" (5) 1986; A. G r o b 1 e r, Między realizmem a in- strumentalizmem: empiryzm konstruktywny, „Colloąuia Communia" (1 - 3) 1991. 13 D. Sobczyńska, Hugona Dinglera filozofia badań empirycznych, w: Rozprawy i szkice z filozofii i metodologii nauk, (red. J. Such, E. Pakszys, I. Czerwonogóra), Warszawa - Poznań 1992; D. Sobczyń ska, Wokół filozofii eksperymentu. Poglądy »nowego eksperymentalizmu«, w: Teoria i doświadczenie, (red. J. Such, J. Wiśniewski), Poznań 1992. chy eksperymentu podkreślane w wyżej wymienionych koncepcjach tworzą zawiłą mozaikę, której główne motywy staram się zarysować w podrozdziale 1.5. Zaproponowane w nim „kategorie operacyjne i poznawcze eksperymentu" mogą okazać się przydatne w dalszych dyskusjach nad miejscem eksperymentu w nauce współczesnej. Przedstawiony w powyższych rozważaniach szkic filozoficznego ujęcia eksperymentu naukowego stanowi podstawę do rozpatrywania go jako wysoce złożonej i wyspecjalizowanej umiejętności, którą określam jako sztukę badań eksperymentalnych. Analizując elementy tej sztuki, akcentuję jej aspekty podmiotowe, twórcze zaangażowanie badaczy w „grę" ze światem zjawisk i rzeczy. Sztuka eksperymentalna posiada aspekt manualno-wykonawczy, manifestujący się w badaniach realnych, oraz intelektu-alno-koncepcyjny, właściwy zarówno eksperymentowi realnemu, jak i myślowemu. Jednocześnie pragnę wykazać, iż postępująca dzisiaj ekspansja eksperymentu w nauce oraz doskonalenie jego „sztuki" jest wyrazem szerszego prądu kulturowego: rozwijającego się „eksperymentalistycznego" nastawienia ludzi - i ludzkości - do świata, przyrody i środowiska cywilizacyjnego. Zagadnieniom tym poświęcony jest rozdział 2, aczkolwiek wątek „sztuki eksperymentalnej" nie przestaje być ważny i w dalszych częściach pracy. Na obecnym etapie badań nad eksperymentem nie mniej ważne od naszkicowania indywidualnej jego koncepcji wydaje się stworzenie systematycznego i w miarę kompletnego studium poświęconego tej formie badań. Badania eksperymentalne w naukach przyrodniczych posiadają historię odrębną od historii koncepcji teoretycznych. Odznaczają się nie tylko odmiennością metod (co oczywiste), lecz i wytworzonych szkół, stylów, tradycji. W nauce współczesnej status i autonomię badań empirycznych umacniają pozostające na ich usługach potężne środki techniczne i skomplikowane technologie. Stanowi to istotny powód do zrewidowania i przewartościowania klasycznych ustaleń metodologii w dziedzinie zagadnień semantycznych, definicyjnych i typologicznych związanych z eksperymentowaniem. W rozdziałach 3, 4 i 5, poświęconych tym kwestiom, znajduje się sporo materiału przeglądowego, jak również propozycje autorki dotyczące, przykładowo, wprowadzenia kategorii „eksperyment obserwacyjny" lub „struktura sytuacji eksperymentalnej". Ta ostatnia stanowi podstawę wszechstronnej i otwartej na nowe trendy rozwojowe typologii eksperymentów naukowych. W szerzej rozumianym pojęciu eksperymentu mieszczą się dwie jego formy niezbyt często rozważane w filozofii nauki. Mowa o eksperymencie myślowym i matematycznym (rozdziały 6 i 7). Status eksperymentu zdobyły one stosunkowo niedawno; pojęcie „eksperymentu matematycznego", o ile się orientuję, nie występuje w filozofii zachodniej. Specyfika obu odmian eksperymentu, wielość form, w jakich mogą się przejawiać, zastosowanie techniki komputerowej w eksperymencie matematycznym - to elementy rozwijającej się sztuki badań eksperymentalnych w jej płaszczyźnie konceptualnej. Badania eksperymentalne w nauce stanowią formę społeczno-historycznej praktyki poznawczej. Śledząc jej wątki szczegółowe, np. rozwój poszczególnych technik badawczych lub pomiarowych, nie można tracić z pola widzenia całości tej praktyki. Badacze z pokolenia na pokolenie doskonalą swoje umiejętności i przekazując je następcom, tworzą szkoły, budują tradycję. Eksperymentując - uczą się eksperymentować. Dzisiaj jesteśmy świadomi „efektów ubocznych" tego procesu: powstania nowej wiedzy - wiedzy o samym eksperymentowaniu. Obejmuje ona zalecenia metodyczne dotyczące przed- miotowej strony badań, jak również nowe strategie za pomocą których uczeni próbują w całościowy sposób rozpatrywać duże i złożone całości problemowe, skomplikowane układy wieloczynnikowe itp. Strategie te wyrażają się w rozmaitych sposobach modelowania matematycznego i w tworzeniu tzw. matematycznych teorii planowania eksperymentu. Zagadnieniom tym poświęcony jest rozdział 8. Wieloaspektowość eksperymentu, złożoność jego struktury stwarza sporo okazji powstawania licznych „paradoksów eksperymentowania", gdy mówi się np. o organizacji badań realnych lub o zawiłościach eksperymentowania myślowego. Niektóre z tych paradoksów powstają w wyniku zderzenia w eksperymentowaniu „sztuczności" wykreowanego zjawiska i tradycyjnych pojęć o „naturalności" zjawisk przyrody. Jest jednak rzeczą zadziwiającą, iż obciążone wielością „sprzeczności" eksperymenty (zwłaszcza myślowe) bywają pomocne w usuwaniu rzeczywistych sprzeczności myślenia naukowego i naukowego obrazu zjawisk (rozdział 9). Rozdział 10, będący zarazem podsumowaniem pracy, prezentuje przeciwstawne wizje przyszłości eksperymentu, powstałe wśród samych naukowców - teoretyków i eksperymentatorów. Filozoficzne opcje teoretycystyczne i eksperymentalistyczne znajdują zatem odpowiednik w poglądach uczonych. Ci z nich, którzy wróżą eksperymentowaniu powolny zmierzch, mylą się zapewne; lecz wyrażany czasem pogląd o „inflacji eksperymentalnej" współczesnej nauki o tyle wydaje się uzasadniony, że naukę w istocie zalewa dzisiaj potężna lawina danych empirycznych. Sztuka badań eksperymentalnych podźwignąć musi więcej niż kiedykolwiek ważkich i złożonych informacji, znaleźć sposoby ich selekcji i wyboru tematów wartych szczegółowych badań. Prawdopodobnie istotnym źródłem sukcesu nauki stać się może stała troska o rozwój „sztuki'' w kierunku racjonalnego wyboru zadań, doskonalenia strategii, komputerowego opracowywania danych oraz kreowania eksperymentów zarówno dobrych technicznie, jak i ważnych dla teorii. Wydaje się jednak, że badania eksperymentalne pozostaną zawsze najbardziej istotnym i niczym niezastąpionym sposobem naukowej penetracji świata. W latach pisania Sztuki badań eksperymentalnych dane mi było pracować w zespołach badawczych Panów Profesorów Jana Sucha i Jerzego Szymańskiego. Wiele zawdzięczam dyskusjom z obu Panami Profesorami i atmosferze dobrej pracy, którą stworzyli na swoich seminariach. Dziękuję Im za zainteresowanie moją książką i wnikliwą jej krytykę. Panu Profesorowi Władysławowi Krajewskiemu dziękuję za możliwość uczestniczenia w prowadzonych przezeń w Uniwersytecie Warszawskim seminariach z dziedziny filozofii nauki i za wielką życzliwość, której nie szczędził młodszym adeptom filozofii. Wdzięczna jestem za codzienną współpracę i wymianę myśli Koleżance Elżbiecie Pakszys i Koledze Antoniemu Szczucińskiemu. Koledze Pawłowi Zeidlerowi dziękuję za inspirujące rozmowy, które wyraźniej ukazały mi filozoficzne konteksty współczesnych sporów o eksperyment. Panu Profesorowi Ryszardowi Parzyńskiemu z Wydziału Fizyki UAM oraz Panu Docentowi Waleńtynowi S. Wiazowkinowi z Katedry Filozofii Uniwersytetu w Mińsku na Białorusi składam podziękowanie za rozmowy, książki i listy. Osobne słowa wdzięczności kieruję do mojego męża, Andrzeja. Jego gotowość dyskusji oraz praktyczna wiedza o eksperymentowaniu były mi bardzo pomocne przy pisaniu tej pracy. 1. Podstawowe orientacje w filozofii eksperymentu ..rupiecie, Szkła, kolby, dźwignie, urągacie mi! Już w progum stał i śnił, że kluczem mi będziecie, Lecz zmyślny klucza ząb daremnie w zamku tkwi! Natura, pełna tajemnic, w dnia blasku Nie da zasłony zedrzeć ze swych lic Co sama zechce, da ci tylko z łaski, Dźwignią ni śrubą nie wymusisz nic! J.W. Goethe1 1.1. Uwagi wstępne Refleksja nad badaniami eksperymentalnymi w naukach przyrodniczych nie jest we współczesnej filozofii nauki zbyt rozbudowana. Dominuje w niej orientacja teoretycy-styczna, widoczna nawet w wywodzących się z empirystycznych źródeł kierunkach pozytywistycznych i postpozytywistycznych. Nie znaczy to jednak, iżby badania eksperymentalne nie były w ogóle przedmiotem rozważań filozofii nauki; są one jednak marginalne lub występują w funkcji służebnej wobec dociekań nad językiem i teoriami naukowymi. Jeśli kreślone są w perspektywie historycznej, brak im aktualności i sięgania w przyszłość; jeśli zaś powstają współcześnie, np. jako rozważania samych badaczy, rzadko wyposażone są w odpowiednie ramy wartościowania metodologicznego i filozoficznego. Odnajdywanie śladów refleksji nad eksperymentem prowadzi przez zróżnicowane obszary myśli filozoficznej, z których za najważniejsze można uznać następujące: 1) Tradycja eksperymentalnych badań naukowych dostępna w opracowaniach z zakresu historii nauki. Podstawę dla tego nurtu stanowi dorobek badaczy ery nowożytnej, zwłaszcza zaś ubiegłego stulecia i przełomu wieków, niekiedy również historii najnowszej. Klasyczne prace z tej dziedziny2, jak również monografie historyczne poszcze- ' J.W. Goethe, Faust, tł. W. Konopka, Warszawa 1968, s. 56 - 57. A.C. C r o m b i e, Nauka średniowieczna i początki nauki nowożytnej, Warszawa 1960; H. B u 11 e r-field, Rodowód współczesnej nauki 1300-1800, Warszawa 1963; R. Hali, Rewolucja naukowa 1500 -1800, Warszawa 1966. 11 gólnych dyscyplin poprzestają zwykle na prezentacji faktów dotyczących eksperymentowania. O ile w niektórych monografiach wyjaśnianie faktów historycznych czyni użytek z pewnych odmian interpretacji humanistycznej4, to zazwyczaj odnosi się ona bardziej do czynnika teoretycznego (np. zagadnienia rewolucji naukowych), niż do przekształceń w sferze eksperymentowania. Jeśli niektórzy badacze5 charakteryzują bliżej eksperymentalny aspekt nauki, czynią to bez zgłębiania jego istoty i funkcji, jakie eksperyment spełnia w kulturze technologiczno-użytkowej. 2) Tradycja metodologiczna F. Bacona. F. Bacon jest uznanym powszechnie prekursorem metodologii eksperymentu, aczkolwiek szczegółowe jego osiągnięcia w tej mierze oceniane bywają rozmaicie . Panuje natomiast zgoda wśród autorów, gdy podkreślają wielkie zasługi lorda Verulamu w szerzeniu ducha eksperymentowania i propagowaniu rozlicznych zalet tej metody. W refleksji Bacona znaleźć można kilka motywów konsekwentnie i z naciskiem podkreślanych, które uznać można za differentiae specificae tej metody i zarazem za czynniki decydujące o mocy poznawczej eksperymentu: - świadome i celowe wytwarzanie przez badacza sytuacji eksperymentalnych, nieza leżne od badania i opisywania naturalnych zjawisk i stanów przyrody; -stosowanie „narzędzi sztuki" w badaniu i „dręczeniu" przyrody, która dopiero „łamana kołem tortur" ujawnia istotne swoje tajemnice; - eksperyment jest przedsięwzięciem twórczym, autorskim: badacz obmyśla je, przeprowadza i analizuje; - niektóre badania (z 27 rodzajów wyróżnionych w grupach experimenta lucifera i experimenta fructifera) posiadają szczególną wagę: są to eksperymenty krzyżowe lub rozstrzygające (instantiae crucis, instantiae decisoriae). 3. Nurt rozważań pozytywistycznych. E. Mach, ojciec duchowy pokolenia pozyty-wistów, a zarażam pracujący teoretycznie i doświadczalnie fizyk, jest autorem koncepcji eksperymentu, którą można byłoby określić jako behawioralno-ewolucjonistyczną . Teoria ta bazowała na założeniu o „instynktownym" podłożu działań o charakterze badawczo-eksperymentalnym. Człowieka łączy ze światem zwierzęcym instynkt badania, testowania, ulepszania. Eksperymentowanie pomaga uporządkować świat wrażeń, ustala w nim hierarchię, umożliwia orientację, a nawet przewidywanie. Od eksperymentowania ludzkiego eksperymentowanie zwierzęce różni się tylko „zakresem i skalą zainteresowań". W obu jed- 3 J.R. Partington, A History of Chemistry, New York, London 1964; M. von L a u e, Historia fizyki, tł. A. Teske, Warszawa 1960. Tylko i wyłącznie eksperymentowaniu poświęcone są mało w Polsce znane pra ce: R. H a r r e, Great Scientific Experiments: Twenty Experiments that Changed Our View of the World, Ox ford, 1981; Great Experiments in Physics, (red. M.H. S h am o s) New York, 1959; G.L. T r i g g, Landmark Experiments in Twentieth-Century Physics, New York 1975. 4 P. Z e i d 1 e r, Historyczny program badawczy metodologii „Studia Metodologiczne'' (26) 1991. 5 P. R o s s i, Filozofowie i maszyny, tł. A. Kreisberg, Warszawal973. 6 T. Kotarbiński, Program Bacona, „Przegląd Humanistyczny'', Kraków, PAU, 1932; z cytowanych tutaj autorów H. Dingler nie wartościuje zbyt wysoko metodologicznych koncepcji Bacona, zwłaszcza jego zasad indukcji. A.W. Achutin jest przeciwnego zdania, podkreślając u Bacona zwłaszcza element łączenia „na turalnego" z „wymuszonym" podejściem do zjawisk. E. M a c h, Erkenntnis und Irrtum. Skizzen zur Psychologie der Forschung, Leipzig 1905. Korzystałam z tłumaczenia angielskiego: Knowledge and Error, tł. T.J. McCormack i P. Foulkers, Dordrecht - Holland, Boston USA, 1976. Porównaj także R. Sorensen, Thought Experiments, „American Scientist" vol. 79 May -June 1991, s. 250-263. 12 nak przypadkach jednostki dziedziczą po przodkach pewną „wiedzę instynktowną", „wiedzę gatunku", która jest bardziej ogólna i prospekty wna niż doświadczenie indywidualne. Wiedza instynktowna poucza przede wszystkim o tym, co zdarzyć się nie może, chroni więc badacza przed* ryzykownymi działaniami w empirii. Bywa użyteczna również w eksperymentowaniu myślowym. Tutaj „poczucie absurdu'' płynące z wiedzy gatunku chroni badacza przed przyjmowaniem błędnych założeń i przed błędami interpretacji. 4. Konwencjonalistyczny nurt rozważań nad nauką stworzony przez uczonych zwią zanych z filozofią nauki, a zarazem czynnie uprawiających jedną z dyscyplin nauk ścis łych (P. Duhem, H. Poincare, H. Dingler). 5. Tradycja materialistyczno-dialektyczna, zapoczątkowana w przyrodoznawstwie przez F. Engelsa, rozwijana szczególnie w okresie powojennym w Europie Środkowej i Wschodniej. 6. Powstały niedawno w filozofii zachodniej nurt „nowego eksperymentalizmu" bazujący na współczesnej praktyce nauk przyrodniczych, zwłaszcza fizyki. Koncepcje te kojarzą elementy klasycznej filozofii nauki z rzetelną znajomością najnowszych osiąg nięć nauki i techniki eksperymentalnej. W tym bogatym i zróżnicowanym krajobrazie źródeł i inspiracji przewijają się wątki, które dla zrozumienia istoty i znaczenia metody eksperymentalnej mają istotną wartość. Należą do nich poglądy na naukę jako całościowy system i postrzeganie jej roli w ogólnoludzkim procesie poznawczym. Istotne znaczenie posiada akcentowanie czynników stanowiących o sukcesie nauki. Ważnym elementem składowym rozmaitych filozofii eksperymentu jest realistyczna (bądź antyrealistyczna) interpretacja skuteczności działań eksperymentalnych, pogląd na realność obiektów badanych i możliwość tak czy inaczej rozumianej prawdy naukowej. W postrzeganiu eksperymentu duże znaczenie posiada również zagadnienie „głębi wyjaśnień" oraz metoda idealizacji i stopniowej konkretyzacji. Zróżnicowane są również poglądy co do samodzielności i twórczości badacza i równie różnorodna ocena wagi decyzji podejmowanych przezeń na różnych etapach pracy. Wiele z tych wątków i refleksji rozwiniętych zostanie w dalszych rozważaniach. Będą one także - choćby pośrednio - próbą ustosunkowania się do sceptycznej deklaracji, którą wyraża Goethe ustami uczonego Fausta. Czy „szkła, kolby, dźwignie" stanowią istotnie klucz do tajemnic natury, czy też pomagają tylko w tworzeniu mistyfikacji, zwodzącej naiwnych uczonych? 1.2. H. Dinglera empiryczny aprioryzm matrycowy Hugo Dingler (1881 - 1953), niemiecki „konwencjonalista krytyczny"9, znany jest z szeregu prac dotyczących filozofii fizyki i matematyki, metodologicznych analiz „ścisłego przyrodoznawstwa". Wśród licznych jego opracowań zwraca uwagę książka podejmująca zagadnienie eksperymentu, Das Experiment. Sein Wesen und seine Por. I. W a t k i n s, Nauka i sceptycyzm, tł. E. A. Chmieleccy, Warszawa 1989. 9 Por. D. Sobczyńska, Hugona Dinglera filozofia badań empirycznych, w. Rozprawy i szkice z filozofii i metodologii nauk, (red. J. Such, E. Pakszys, 1. Czerwonogóra), Warszawa -Poznań 1992 13 Geschichte . Dinglerowska koncepcja eksperymentu, empiryczny aprioryzm matrycowy {der empirische Małrizenapriorismus) oscyluje między empiryzmem a kantyzmem, między pozytywizmem a fikcjonalizmem . Wątek kantowski jest w niej zaznaczony bodaj najwyraźniej. Pracę, o której mowa, zainspirowała toczona przez kilka lat polemika jej autora z H. Poincarem na temat sensu fizycznego i realności geometrii nieeuklidesowych. 1.2.1. Struktura działań eksperymentalnych w filozofii Dinglera „Okolicznością, która sprawia, że eksperyment jest tak wartościowy, jest to, że nie tylko dostarcza on nam poszczególnych, godnych uwagi faktów, lecz z wielkim prawdopodobieństwem pozwala przewidywać, że w innym miejscu i czasie otrzyma się ten sam wynik''12 - pisze H. Dingler. Moc prognostyczna eksperymentu opiera się na powtarzalności wyników, ta zaś na niezawodności urządzenia, w którym przeprowadza się badania. Niezawodność działania układu eksperymentalnego może być osiągnięta wówczas, gdy ten we wszystkich swoich częściach jest dokładnie określony. Do budowy takiego układu należy włączyć elementy składowe możliwie proste i jednoznacznie określone. Wśród elementów tych wyróżnia Dingler elementarne postacie form i elementarne postacie działań. Elementarne postacie form to proste elementarne figury i bryły geometryczne: punkt, prosta, okrąg i koło, proste i płaszczyzny równoległe i prostopadłe, kule, walce itp. Te części aparatury, które mają dla jej funkcjonowania zasadnicze znaczenie, powinny mieć kształt wyznaczony przez elementarne figury geometryczne. Elementarne postacie działań to różne formy ruchu i oddziaływań znane z mechaniki klasycznej. Należy do nich jednostajny lub przyspieszony ruch po prostej lub po okręgu, zderzenia ciał sprężystych o masie skupionej w punkcie centralnym, spadanie swobodne, toczenie się ciał po równi pochyłej itp. Wraz z poszczególnymi częściami aparatów i rodzajem ich pracy wprowadzamy do badań eksperymentalnych geometrię Euklidesa i mechanikę Newtona. W zakładach mechaniki precyzyjnej wytwarza się przyrządy pomiarowe i aparaty badawcze z zachowaniem ścisłego „reżimu euklidesowego" i „reżimu newtonowskiego" (określenia moje-D.S.). Jeżeli część aparatu lub aparat jako całość nie spełnia tych wymagań, już w zakładzie produkcyjnym będzie odrzucony jako wybrakowany, bądź później reklamowany przez nabywców. Elementarne postacie form i działań stanowią czynnik idealny przy konstruowaniu układów eksperymentalnych. Dingler nadaje im rolę wzorców dla praktycznych poczynań eksperymentatora. Idealny charakter posiadają również te zasady naukowe, które służą jako rodzaj wzorców czy matryc przy wytwarzaniu aparatów i przy praktycznej realizacji badań. Rolę tych matryc spełniają, oczywiście, geometria euklidesowa i mechanika newtonowska. Tworzą one ,,(...) jedyny środek, aby wytworzyć i opanować umysłowo jednoznacznie określone formy stale doskonalonego rodzaju. W nich znajdu- 10 H. D i n g 1 e r, Das Experiment. Sein Wesen und seine Geschichte, Miinchen 1928. Ł 1' Por. E. G o r n, Die Philosophie Hugo Dinglers, Diisseldorf 1960. X. M*"*« 12 H. D i n g 1 e r, Grundlinien einen Kritik und exakten Theorie der Wissenschaften/ioiSbesondere matheraatischen, Miinchen, 1907, s. 67. /? 14 jemy jedyny środek, aby zmienną przyrodę ujmować w jednoznaczne, stałe formy. Na tym polega tajemnica naszych ścisłych aparatów . Postacie elementarne ulegają wcieleniu w rzeczywistą aparaturę na drodze realizacji. Realizacja to zespół realnie wykonywanych przez badacza czynności zmierzających do nadania zarówno poszczególnym częściom, jak całości, oraz funkcjonowaniu aparatury ścisłego, jak to wyraziłam, „reżimu euklidesowo-newtonowskiego". Autor mówi o dwóch stopniach lub sposobach dokonywania realizacji: - e.m. realizacja {empirische Realisation) - realizacja empiryczna - s. realizacja (sicher Realisation) - realizacja ścisła, pewna. Realizacji empirycznej dokonuje się powszechnie w laboratoriach. Nie wymaga ona ścisłego i rygorystycznego przestrzegania reżimu euklidesowo-newtonowskiego. Wymiar odchyleń od tego ideału mieści się w możliwych do zaakceptowania granicach błędu. Jednakże trwałą tendencją postępu eksperymentalnego jest dążenie, aby każdy układ badawczy budować jako s-realizację. Tylko taka realizacja gwarantuje dokładną odtwarzalność urządzeń eksperymentalnych oraz ścisłą powtarzalność wyników. Nawet jednak i s-realizacja zbliża się do idealnych form elementarnych tylko „w obrębie odpowiedniej dokładności". W miarę wzrostu dokładności wykonania aparatury i dokładności pomiaru realizacja eksperymentu zbliża się do jego zamierzonej, idealnej postaci. „Dokładność" to dla autora koncepcji stopień spełniania przez zrealizowane w urządzeniu eksperymentalnym postacie elementarne „ścisłych i jednoznacznych definicji euklidesowych". Definicje, nawiasem mówiąc, odgrywają w omawianej koncepcji dużą rolę, podobną do tej, jaką w geometrii mają łańcuchy definicyjne łączące definicję prostej, odcinka, figury geometrycznej itd. Końcowe wyniki eksperymentów - sformułowane jako prawa - daje się więc zrekonstruować z definicji poprzedzających. H. Dingler doradza badaczom, jak w konkretnych warunkach pracy w laboratorium urzeczywistnić postulaty s-realizacji. Przykładowo, należy używać możliwie szlachetnych i odpornych materiałów, ciał nie ulegających deformacjom, czyli doskonale sztywnych itp. Próba, czy elementy aparatury spełniają definicję ciała sztywnego, odbywa się na drodze pomiarów, za pomocą przyrządów, które zbudowano na zasadzie s-realizacji. Od przyrządów testujących oczywiście wymaga się największej osiągalnej dokładności. Kolejne próby sprawdzenia rzetelności aparatury polegają na wielokrotnym stosowaniu zasad geometrii euklidesowej oraz mechaniki newtonowskiej. H. Dingler określił swoją teorię eksperymentu jako empiryczny aprioryzm matrycowy . W określeniu „empiryczny" streszczają się uznane, tradycyjne wartości empi-ryzmu, jak zaufanie do metody doświadczalnej, podkreślanie sensualnego aspektu badań oraz zakotwiczenia eksperymentu w praktyce, w działaniu. Określenie „empiryczny" nie wyczerpuje treści koncepcji; jest tylko przymiotnikiem określającym aprioryzm, który w teorii Dinglera jest najważniejszy. Badacz bowiem a priori ustala zasady swojego postępowania. Kierowany potrzebą wiedzy ścisłej i pewnej, uznaje za jedynie prawdziwe systemy geometrię Euklidesa i mechanikę Newtona. Składowe tych systemów (elementarne postacie form i działań) służą mu jako matryce (wzorce idealne) zarówno w konstruowaniu sprzętu laboratoryjnego i przeprowadzaniu pomiarów, jak również w budowaniu praw i teorii naukowych. I Tegoż, Das Geltungsproblem als Fundament aller strengen Naturwissenschaft und das Irrationale, w: Naturwissenschaft.Religion, Weltanschauung, Clausthal - Zellerfeld, 1949, s. 281. 15 1.2.2. Typy badań eksperymentalnych a ustalanie praw przyrody Wiedza przyrodnicza, zwłaszcza w dziedzinie fizyki, wywodzi się z eksperymentu. Wykracza ona, nieraz znacznie, poza obręb zwykłych, codziennych obserwacji i potocznego doświadczenia. Eksperymenty polegają na dokonywaniu celowych zmian w obiektach przyrody za pośrednictwem instrumentów badawczych. To, w jakiej mierze rezultaty działalności poznawczej są ścisłe i pewne, zależy od dziedziny wiedzy i stopnia jej zaksjomatyzowania. W zależności od powyższych okoliczności w nauce możliwe są w zasadzie dwa rodzaje eksperymentów. Pierwszy z nich stanowią czyste s-eksperymenty (sicher Ezperi-mente), inaczej eksperymenty tautologiczne14. Eksperymenty takie są „czystym powtórzeniem" lub „ilustracją" praw znanych już badaczowi - przede wszystkim praw mechaniki klasycznej. Wszelkie warunki eksperymentu oraz przebieg zjawiska są znane i pozwalają wyrazić się przez jednoznaczne pojęcia oraz formy elementarne. Eksperyment tautologiczny nie służy bynajmniej „wyprowadzaniu" prawa. Prawo równie dobrze można byłoby wyprowadzić na drodze „syntezy logicznej" elementarnych postaci form i działań. W jeszcze mniejszym stopniu w „eksperymencie pewnym" można sprawdzić, czy prawo istotnie obowiązuje. Prawo bowiem - na gruncie dinglerowskiego aprioryzmu - jest z góry pewne i całkowicie niezależne od jakiegokolwiek pomiaru. Wynik eksperymentu mówi tylko, z jakim stopniem dokładności spełniona jest realizacja prawa. Gdy realizacja ta mocno różni się od rezultatu przewidywanego na mocy prawa, nie oznacza to jeszcze, iż prawo należy odrzucić. Należy raczej zająć się poszukiwaniem niedokładności w budowie aparatury, a gdy ta nie budzi zastrzeżeń, uznać, iż prawo obowiązuje w węższym zakresie zjawisk. Czyste s-eksperymenty stanowią tylko mały wycinek działalności badawczej nauki. W większości wypadków nie udaje się wyrazić wszystkich warunków eksperymentu przez czyste formy empiryczno-matrycowe. Tę grupę badań określa Dingler jako eksperymenty empiryczne. Eksperymenty empiryczne występują szczególnie często w obszarze zjawisk chemicznych, a w dziedzinie fizyki - w optyce i w elektryczności. W dziedzinach tych nie teoria, lecz eksperyment właśnie stać się może źródłem odkryć, należy więc w tych dziedzinach eksperymentować wiele i w szerokim zakresie warunków. Prawa w idealnej postaci nie są w tych dziedzinach znane, niemożliwa jest więc droga wnioskowania dedukcyjnego; otwiera się natomiast szeroka droga dla indukcji. Dingler jest wszakże daleki od absolutyzowania znaczenia tej metody. Ogranicza ją do wnioskowania na bazie eksperymentów empirycznych. W eksperymencie empirycznym nigdy nie występuje całkowita powtarzalność wyników. Zakłócają bowiem „czynnik N", zagadkowy dla badaczy, a obecny zawsze wśród innych czynników badanego zjawiska. Czynnik ten może, zwłaszcza przy zmianie warunków, wykazywać nieprzewidywalny rodzaj i kierunek wpływu. Z tego powodu badacz musi zadowolić się „praktyczną powtarzalnością" wyników, tzn. przyjąć stosunkowo szeroki margines błędu. Słuszne jednak będą starania o wyrażenie czynnika N przez stałe i jednoznaczne formy. Oznaczałoby to sprowadzenie „realizacji praktycz- Tegoż, Grundriss der methodischen Philosophie. Die Losungen der philosophischen Hauptprobleme, Fiissen 1949, s.55. 16 nej" do „empirycznej" a nawet do „pewnej". Autor zdaje jednak sobie sprawę, że ostatni postulat nie może być nigdy w zupełności spełniony. Charakterystyczną cechą myślenia filozoficznego H. Dinglera jest brak rozróżnienia pomiędzy „prawidłowościami przyrody" a „prawami nauki", tak naturalnego u badaczy wyznających realistyczną teorię poznania. Dinglerowska koncepcja prawa przyrody, zarysowana w pracy o eksperymencie, została dokładniej przedstawiona w pracy Der Glaube an die Weltmaschine und seine Uberwindung15. Artykuł ten stanowi swego rodzaju filozoficzne credo autora. Uczony zakłada tutaj, że znane nauce „ścisłe" lub „idealne" prawa natury należą w istocie nie do przyrody samej, lecz są wytworem badaczy. Prawa te są „alfabetem formalnym", za pomocą którego człowiek działa w przyrodzie i próbuje ją wykorzystać do własnych celów. Wychodząc z tego założenia stwierdza, iż łatwo przezwyciężyć można naiwno-realistyczny pogląd, jakoby świat był maszyną lub mechanizmem działającym wedle odwiecznych, niezmiennych praw. Taka „maszyna światowa" po prostu nie istnieje, jest fikcją, pustym przedstawieniem, od którego możemy i powinniśmy się uwolnić. W swoim rozumieniu istoty eksperymentu autor kilkakrotnie odcina się od potocznego poglądu, iż „badacz stawia przyrodzie pytania", ta zaś, poprzez wyniki testów eksperymentalnych „udziela na nie odpowiedzi". Takie stanowisko uważa za wysoce nieuprawnione. Eksperymentu, jak sądzi, nie można traktować jako zespołu działań ujawniających strukturę przyrody. Argumentuje, iż do urządzeń eksperymentalnych badacz wprowadza każdorazowo określony rodzaj mechaniki i geometrii, a zatem wyniki eksperymentu są zawsze współokreślone przez zasady funkcjonowania używanej aparatury. W tej mierze był Dingler jednym z pierwszych badaczy, obok Duhema i Poincare, którzy element konwencji i teoretycznej infiltracji w doświadczeniach nauki ujawnili tak wyraźnie. „Konwencjonalizm krytyczny" Dinglera posiada wyraźne zabarwienie decernis-tyczne16. Dzięki apriorycznie powziętym zasadom - decyzjom co do wyboru rodzaju geometrii i mechaniki, prawa nauki w swojej idealnej formie ujawniają się ludziom, a w swojej doniosłości, znaczeniu i zakresie - są pełne i pewne. Są to prawa nazywane przez filozofa prawami idealnymi, absolutnymi bądź czystymi. Prawa wyprowadzane drogą indukcyjnego uogólniania wyników badań eksperymentalnych nie są „prawami przyrody" w sensie, jaki im nadał empiryzm. Są one realizacjami praw idealnych. Ich większa lub mniejsza zbieżność z prawami idealnymi zależy od typu realizacji (pewnej lub empirycznej). W obu rodzajach realizacji, jak i w obu rodzajach eksperymentu mamy do czynienia z różnymi stopniami dokładności i powtarzalności pomiarów. Nadto Dingler orzeka, że w badaniach typu empirycznego występuje zakłócający czynnik N, którego wpływy trudne są do przewidzenia. A zatem realizacja empiryczna i procedura indukcji dają prawa empiryczne17. Nie są one jednoznacznie określone przez idealne formy systemu aprioryczno-matrycowego, lecz zawierają zawsze ślady działania czynnika N, którego przez owe formy całkowicie wyrazić nie można. Prawo empiryczne powstaje w ten sposób, że „(...) nowe zjawiska są niejako wynajdywane przez nasze aparaty, w nich Tegoż, Der Glaube an die Weltmaschine und seine Uberwindung, Stuttgart 1932. Termin „decernizm" wywodzi Dingler od łac. decerno, decrevi, decretum - rozstrzygać, postanawiać, określać, zarządzać. 17H. Dingler, Grundriss ..., op. cit, s. 55. 17 izolowane i wtedy dopiero zostają zmierzone. Prawa te, naturalnie, znane są tylko tak dokładnie, jak na to pozwala każdorazowa dokładność naszych aparatów. Prawa te więc, w przeciwieństwie do poprzednich, nie są określone w sposób absolutny"18. Prawa empiryczne są rezultatem usiłowań badaczy, aby niejako „przenieść naturę" do stałych i powtarzalnych form, aby opanować ją w ten sposób i uczynić możliwą do jasnego przedstawienia. Poza powyższymi Dingler wymienia także grupę trzecią, grupę praw w pełni empirycznych lub praktycznych. Prawa te nie opierają się na pomiarach eksperymentalnych, lecz na obserwacjach i badaniach jakościowych oraz na domniemaniu „jednostajności praw natury". W ich ustalaniu nie uczestniczą empiryczne formy matrycowe. Prawa praktyczne to sformułowania w rodzaju „drewno pali się w ogniu" „metale zwiększają objętość przy ogrzewaniu" „lód jest lżejszy od wody" itp. Mają one duże znaczenie w życiu praktycznym, i znaczenie to potwierdza się w realnej działalności badaczy. 1.3. W kręgu myśli materialistyczno-dialektycznej Credo filozoficzne myślicieli określających się jako materialiści dialektyczni stanowi niewątpliwie realizm teoriopoznawczy, reprezentowany przez ten kierunek od początków jego rozwoju. Wyraźnie zarysowane stanowisko odnoszące się m.in. do obiektów badanych eksperymentalnie, wyraził F. Engels19 w znanej wypowiedzi polemicznej: „Skoro możemy dowieść słuszności naszego pojmowania pewnego procesu przyrodniczego w ten sposób, że go sami wytwarzamy, że wywołujemy go w rezultacie odtwarzania jego warunków i ponadto każemy mu służyć naszym celom, to nadchodzi kres kantowskiej nieuchwytnej »rzeczy w sobie«. Substancje roślinne i zwierzęce wytwarzane w ciałach roślinnych i zwierzęcych pozostawały takimi »rzeczami samymi w sobie«, dopóki chemia organiczna nie zaczęła wytwarzać tych substancji jednej po drugiej. »Rzecz sama w sobie« stała się dzięki temu rzeczą dla nas, jak np. barwnik marzanny, alizaryna, którą otrzymujemy teraz nie z marzanny (...), lecz daleko taniej i prościej ze smoły pogazowej". Realizm teoriopoznawczy materialistów-dialektyków stanowił istotny wyróżnik dzielący ich od pozytywistów. Można jednak odnieść wrażenie, iż np. krytyczna teoria odbicia, wyłożona przez W.I. Lenina, nawiązuje i do tych źródeł. Odrzucając powierzchowny, „behawioralny" sposób ujęcia „instynktu poznawczego" przez E. Macha, zapożyczyła odeń inspirację ewolucjonistyczno-sensualistyczną. Mówi o tym wyraźnie opis poszczególnych „szczebli" rozwoju poznania, zarówno w perspektywie ogółu gatunków, jak i gatunku ludzkiego. Materialiści zdawali sobie jednak sprawę z tego, że realizm w postrzeganiu ludzkich możliwości poznawczych i wytyczona przezeń kategoria praktyki nie mogą być sterowane tylko przez orientację biologistyczną. Realistyczne rozumienie badań naukowych sprzężone jest ściśle z ich teoretyczną perspektywą. Zastosowana w rozważaniach K. Marksa metoda abstrakcji i konkretyzacji okazuje się powszechna również w bada- 18 H. D i n g 1 e r, Der Glaube ..., op. cit, s. 34 19 F. E n g e 1 s, L. Feuerbach i zmierzch klasycznej filozofii niemieckiej, w: K. M a r k s, F. E n g e 1 s, Dzieła wybrane, t. II, Warszawa 1949, s. 353. 18 niach przyrodniczych. Odkrycie tej metody i jej zastosowanie w badaniu praktyki naukowej daje w efekcie interesujący poznawczo obraz istoty działań eksperymentalnych. Przykładem takiego ujęcia są erudycyjne, historyczne rozważania A.W. Achutina ; omówienie ich fragmentu pragnę obecnie zaprezentować. 1.3.1. Sokratyczna misja eksperymentu nowożytnego w ujęciu A. W. Achutina Dla A. W. Achutina sposób eksperymentowania uprawiany przez Galileusza jest ogniwem łączącym starożytną i nowożytną formę eksperymentu. Pisma, w których Galileusz przedstawia swoją metodę, a które Achutin szczegółowo analizuje, są przykładem sokratyzmu nowej fizyki. Eksperyment staje się miejscem szczególnego dyskursu, w którym, przekształcając rzeczy i przedmioty (realne, wyobrażone, myślowe) przetwarzamy przede wszystkim samo o nim myślenie. Eksperyment nie służy bezpośrednio weryfikacji lub falsyfikacji. Jest czymś bardziej złożonym: narzędziem myślowo-przed-miotowym, za pomocą którego odbywa się rzeczywisty ruch myśli teoretycznej. Eksperymenty Galileusza rozwinęły to, co stało się treścią nowej nauki: znajdowanie przedmiotu lub tworzenie go (podkreślenie moje - D.S.) za pomocą przetwarzania przedmiotu tradycyjnego, rozwijania pojęciowego rozumienia przedmiotu, znajdowania nowych sposobów prowadzenia badań i procedur uzasadniania. W związku z powyższym Achutin próbuje określić nowe cele eksperymentu naukowego doby nowożytnej. Polegają one na ,,(...) sprawdzaniu sądów naukowych lub pojęć przyrodniczych co do możliwości pomyślenia nowego przedmiotu; zadanie eksperymentu polegałoby na tym, aby na przykładzie zwykłych procesów i rzeczy postawionych w szczególnych warunkach zmieniać pojęcia i nawyki myślowe". Istnieje jednak drugi, odwrotny i zarazem komplementarny aspekt badań eksperymentalnych: „Eksperyment okazuje się sprawdzeniem samego przedmiotu co do możliwości bycia przedmiotem badania. Jego celem (...) jest znalezienie wśród naturalnych przedmiotów tego, który pojęcie może uczynić istotnym lub sformułować przedmiot w sztucznych warunkach" 22. Dla badaczy ówczesnych zaistniała możliwość aktywnej kreacji przedmiotu badań, którą dał im nowy światopogląd naukowy i filozoficzny - kopernikanizm. Kopernika-nizm ukazał możliwość współistnienia dwóch sposobów widzenia rzeczy - naukowego (teoretycznego) i potocznego. Lecz dla badacza, który zechciał spojrzeć na Ziemię i system planet „z góry", z punktu widzenia teorii - nie było już powrotu do potocznego oglądu świata. Badacz taki stawiał się w sytuacji „potencjalnego eksperymentowania", polegającego na świadomym wyborze jednego z wielu możliwych sposobów widzenia teoretycznego zjawisk. Niemałej zachęty uczonym nowożytnym udzieliła empirystyczna metodologia F. Bacona. Inaczej niż H. Dingler, A.W. Achutin wysoko ceni pracę myślową wykonaną przez autora Novum Organum. Najcenniejsze w niej było ukształtowanie przekonania o świadomym, twórczym kształtowaniu przez człowieka rzeczy i zjawisk w doświadczę - 20 A.W. Achutin, Istorija principow fiziczeskogo ekspierimienta. Ot anticznosti do XVII w., Moskwa 1976. 21 Tamże, s. 206. 22 Tamże, s. 206. 19 niu. Bacon dokonał radykalnej destrukcji naturalnych form rzeczy i pozwolił zaistnieć „sztukom ludzkim" zajmującym się przetwarzaniem obiektów przyrody. Ponadto dopuścił możliwość stwarzania w doświadczeniach sztucznych warunków, w których procesy naturalne przechodzą w wymuszone - i odwrotnie. W ten nowy sposób eksperymentował Galileusz. Istotę jego metody stanowiła zamiana procesu naturalnego, z mnóstwem czynników przypadkowych, na sztuczny proces eksperymentalny, traktowany jako model rzeczywistych działań przyrody. O specyfice pracy Galileusza decyduje również fakt, iż był on wyznawcą swego rodzaju „realizmu matematycznego". Z tego powodu eksperyment był dlań miejscem egzempli-fikacji pojęć teoretycznych. Dowolne pojęcie - impuls, ruch inercjalny, „matematyczna" struktura materii - wszystko to istniało dlań w warunkach eksperymentu demonstracyjnego, który nadawał tym pojęciom naoczność i przedmiotowość. Dla Galileusza było jasne, że żaden konkretny przedmiot „ciemny i niemy", jak mówi Achutin, nie może nic powiedzieć o odpowiadającym mu pojęciu teoretycznym; również sam idealny obiekt - schemat geometryczny - nie może zastąpić przedmiotu. Matematyczne widzenie zjawisk było dla Galileusza sposobem idealizacji obiektu realnego. Idealizacja stała się pośrednikiem pomiędzy zmysłowo istniejącą rzeczą a jej ideą matematyczną. W powyższym sensie Galileusz w sposób bliższy fizyce współczesnej niż na przykład Karte-zjusz postrzegał istotę metody eksperymentalnej. Dla Kartezjusza zrozumieć przedmiot znaczyło poznać jego mechanizm. Mechanizm poddawało się dalszej idealizacji, odkrywając u jego podstaw strukturę geometryczną. Przedmiotowość charakteryzowało czysto geometryczne określenie rozciągłości trójwymiarowej. Niemniej i ta kartezjańska abstrakcja geometryczna budowana była na podstawie mechaniki praktycznej. Kartezjusz znał wybitnych inżynierów i konstruktorów swojej epoki, często obserwował ich pracę. Odkrył przy tym, między innymi, mechaniczny sposób rozwiązywania konstrukcji geometrycznych - na przykład złożenie dwóch niezależnych ruchów przy kreśleniu spirali. Abstrakcyjność geometrii analitycznej stanowiła w swoim czasie zagrożenie dla przedmiotowo-zmysłowego aspektu eksperymentu. Eksperyment straciłby swoje funkcje przedmiotowo-przetwarzające, gdyby przekształcił się w utylitarny środek poszukiwań teoretycznych lub w empiryczny korektor schematów algebraicznych. Że tak się nie stało, zawdzięczamy intuicji naukowej uczonych. Przy całej swobodzie, z jaką Kepler odnosił się do pojęciowej formy toru planety, niechętnie ustosunkował się do pierwszych idei algebraicznych. Wskazywał na stosowany, „techniczny" sens metod algebry. Daje ona wyniki abstrakcyjne, niewiele mówiące o przedmiocie i fizycznym sensie symboli algebry. Podobnie sądził również Leibniz. Najlepszy kontakt nowej mechaniki i nowej geometrii zaistniał dlań w rozwinięciu pojęcia funkcji i różniczkowego obrazu ruchu. 1.3.2. Myślowa i przedmiotowa strona eksperymentu Epoka nowożytna wyłoniła problem - i zarazem zastosowanie - idealizacji i eksperymentu myślowego. Określają one specyfikę współczesnego sposobu eksperymentowania i pozwalają na porównanie go ze sposobem eksperymentowania epok poprzednich. Świadomość istnienia myślowej „nadbudowy" eksperymentu realnego pozwala na lepsze zrozumienie jego funkcji. Umożliwia również jaśniejsze wyeksponowanie szczególnego spotkania „nominalizmu" matematycznego i „realizmu" fizycznego w eksperymencie realnym. Droga, na której wyjściowy, realny przedmiot izoluje się, bada, ideali- 20 żuje i przekształca, jest dla A.W. Achutina w dużej mierze wspólna dla wyróżnionych przezeń typów badania teoretycznego w epoce starożytnej, średniowiecznej i nowożytnej. Zasadnicza odmienność podejścia nowożytnego polega na obecności odwrotnego sposobu widzenia i działania. Przedmiot poznajemy eksperymentalnie, gdy odkrywamy w nim jego cechy teoretyczne. Jednocześnie pojęcie reprezentowane w eksperymencie przez przedmiot zmienia się, modyfikuje, jak gdyby „doganiając" zawsze umykający poznaniu, zawsze tajemniczy przedmiot. Równocześnie eksperyment zmienia i nasze pojęcie przedmiotowości, ujawniając nowe cechy rzeczy, wciągając w krąg eksperymentowania nowe klasy przedmiotów. Eksperymentowanie doby nowożytnej ukazało szczególne sprzężenie przedmiotów i ludzkich pojęć, stan wzajemnego rezonansu poznawczego (określenie moje - D.S.), w którym pozostają w badaniu empirycznym. Eksperyment nowożytny odsłania nowy aspekt myślenia teoretycznego: „System teoretyczny, w którym poznaje się przedmiot, sam niesie w sobie przedmiotowe, nie-rozpoznawalne w danej teorii określenia i (...) związany jest z realnym przedmiotem w eksperymencie. W eksperymentach i w określeniach przedmiotowych do teorii wnosimy rodzinę teorii przyszłych, innymi słowy - nieskończony, niewyczerpalny w żadnych teoriach przedmiot'>23. Nauka nowożytna powstała, gdy uczeni zastąpili argumentum ex verbis - argumen-tum ex reibus. Przełom ten zbiegł się z dotarciem do świadomości uczonych zasady fundamentalnej samokrytyki - krytyki i modyfikacji tych założeń, które tworzą ideał poznania i zadają warunki jego przedmiotowej idealizacji. Przedmiot realny i jego cechy postrzegane zmysłowo są przeciwieństwem obiektu idealnego; przeciwieństwo to stanowi memento dla teoretyka... Może się to wydać paradoksem, lecz właśnie dzięki temu uczeni naszej doby lepiej dostrzegli sterującą - rzec by można - rolę teorii. Z teorii czerpią pomysł eksperymentu, schemat jego realizacji, kryteria poprawności i środki teoretycznej interpretacji wyników. Lecz i tutaj pojawia się wspomniany „rezonans poznawczy", gdyż teoria również rozwija się pod kontrolą eksperymentu. Jej pojęcia i prawa powinny ukazywać swoją rzeczywistość przedmiotową, jej przewidywania - potwierdzać się, a hipotetyczne byty teorii znajdować miejsce w rzeczywistości. Eksperymentator odnosi się do rzeczywistości teoretycznie. Celem jego pracy nie jest uchwycenie pojedynczych, izolowanych faktów, lecz uogólnianie zdarzeń w kategoriach danej dziedziny nauki. Eksperymentator, mając na uwadze aspekt teoretyczny swej pracy, „(...) wypełnia przepaść logiczną wnioskowania indukcyjnego, ujawniając za ciągiem zdarzeń jeden mechanizm łączący te zdarzenia i wyjaśniający je, lub jeden przedmiot przyrodniczy". 1.4. Nowy eksperymentalizm „Odkrycia eksperymentu" dla współczesnej filozofii nauki dokonało trzech badaczy: I. Hacking, P. Galison, A. Franklin . Mimo indywidualnych różnic w sposobie prowadzenia dyskursu, kształt ich rozważań jest w dużej mierze wspólny i wyraża się Tamże, s. 256. 24 Tamże, s. 13-14. I. H a c k i n g, Representing and Intervening, Cambridge 1983; A. F r a n k 1 i n, The Neglect of Expe-riment, Cambridge 1986; P. G a 1 i s o n, How Experiments End, Chicago, London 1987. 21 w dowartościowaniu roli eksperymentu w badaniach naukowych. Wysuwają oni postulat tworzenia nowej metodologii opartej na kreacyjnych i płodnych poznawczo wartościach eksperymentu. Badacze, o których mowa, reprezentują jednocześnie nowy styl uprawiania metodologii: śledzą bieżące osiągnięcia nauki, spisują „na gorąco" współczesne historie eksperymentalne, związane głównie z najnowszymi badaniami w dziedzinie fizyki mikrocząstek i wysokich energii. Każdy z nich asystował przy przebiegu któregoś z eksperymentów tego rodzaju, każdy także reprezentuje wysoki poziom znajomości fizyki i zasad budowy nowoczesnej aparatury badawczej. 1.4.1. Charakterystyka i znaczenie eksperymentu Znaczenie eksperymentu w naukach przyrodniczych stale wzrasta. W czasach dzisiejszych eksperymenty naukowe osiągnęły niespotykaną do tej pory skalę i rozmach, a jednocześnie precyzję i subtelność. Poprzez te cechy i poprzez wielość pełnionych przez siebie ról eksperymentalna forma badań powinna stać się przedmiotem większej uwagi ze strony filozofów nauki. Eksperymenty bowiem ,,(...) są kamieniami probierczymi fizyki, kluczami do natury oraz źródłem wielu nowoczesnych technologii -stwierdza I. Hacking. Działalność eksperymentalna w nauce staje się dzisiaj dziedziną w dużej mierze autonomiczną. Zdaniem Hackinga: „Eksperymentowanie posiada swoje własne życie, oddziaływające na wielu drogach ze spekulacją, obliczaniem, budowaniem modeli, wynalazczością i technologią . „Własne życie" eksperymentowania przejawia się na wielu płaszczyznach. Jedną z nich jest względna wprawdzie, lecz coraz wyraźniejsza w świecie nauki dychotomia „kultur teoretycznych" i „kultur eksperymentalnych". Drugą taką płaszczyzną, wyróżnioną przez wszystkich trzech autorów, jest bliska łączność badań empirycznych z techniką i technologią, bliższa niekiedy niż z „czystą" teorią. Płaszczyzną trzecią jest wreszcie znaczna czasami nieteoretyczność lub ateoretyczność praktyki eksperymentalnej. Tę interesującą kwestię ilustruje przykład podany przez Hackinga . W latach siedemdziesiątych na Uniwersytecie Stanforda w USA do badania polaryzacji wiązki elektronów użyto potężnego działa elektronowego o nazwie PEGGYII. „Serce" aparatu stanowić miał minerał o odpowiednio wysokich własnościach polaryzacyjnych. Znane z podręczników kryształy polaryzujące nie posiadały odpowiednich parametrów; uwagę badaczy zwróciła notatka w prasie codziennej donosząca o niezwykłych własnościach arsenku galu (GaAs). Jak się okazało, jego własności polaryzacyjne, nieznane teoretykom, sprostały standardom wymaganym w konstrukcji PEGGY II. Historia ta, zdaniem autora, zawiera cenny morał: aby budować aparaty godne zaufania, myśleć trzeba o praktyce, nie o teorii! Jedną z ról eksperymentu jest kreowanie nowych zjawisk, takich, które nie występują (lub wręcz nie mogą występować) w przyrodzie w stanie czystym. Fizycy ostatniej ćwierci XIX stulecia zjawiska tego rodzaju zaczęli nazywać „efektami" (efekt Compto- I. H a c k i n g, Representing..., op. cit., s. 155. Tamże, Przedmowa, s. XIV. I. H a c k i n g, Experimentation and Scientific Realism, w: Scientific Realism, (red. J. Leplin), Berkeley Los Angeles, London 1984. 22 na, fotoełektryczny, piezo- i piroelektryczny itp.). Dodajmy, że i w dziedzinie chemii, zwłaszcza fizycznej, poznano i zbadano szereg takich „efektów", których wiele występuje tylko w laboratoryjnej aparaturze badawczej (efekt anodowy, batochromowy, ele-ktroforetyczny, synergetyczny itp.). A zatem w dzisiejszej nauce „eksperymentować -znaczy wytwarzać, produkować, doskonalić i stabilizować zjawiska"29. Z kwestią kreowania w eksperymentach nowych zjawisk (mało zresztą zauważaną przez filozofów nauki) wiąże się pewien pseudoproblem filozoficzny. W metodologii powtarza się ciągle, że eksperymenty muszą być „powtarzalne", że badacze powinni wzajemnie „powtarzać" swoje badania. Według Hackinga , takie stawianie kwestii wywołuje właśnie ów pseudoproblem. Filozofowie bądź próbują wykazać, iż powtórzenia są równie wartościowe, jak oryginalne badania, bądź uzasadniają, używając różnych rachunków prawdopodobieństwa, że powtórzenia są mniej wartościowe. Logika rachunku nie pokrywa się tutaj z „logiką" rzemiosła badawczego. Po pierwsze, rzadko powtarza się ten sam eksperyment w taki sam sposób, jak opisany w publikacji. Powtórzeń, zwłaszcza dla przekonania sceptyków, dokonuje się zazwyczaj na innej aparaturze. Po drugie, wtórne badania mają zazwyczaj inny cel, niż samo tylko powtórzenie; ich celem jest zazwyczaj „(...) czynić tę samą rzecz lepiej - wytwarzać bardziej stabilne, mniej zakłócone wersje zjawiska . Istnieje wszakże dziedzina, w której regułą jest powtarzanie, nie tylko serii pomiarów, ale całych eksperymentów przez innych badaczy. Dziedziną tą jest wyznaczanie stałych przyrody, jak współczynnika grawitacji czy prędkości światła. Zdaniem Hackinga i tutaj bardziej wartościowe poznawczo od prowadzenia długich serii pomiarów na jednym zestawie aparatury i brania średniej jest próbowanie oznaczeń za pomocą różnych metod, na różnych rodzajach sprzętu. Otrzymane wówczas wyniki wyznaczają krzyżującą się sieć potwierdzeń i są wzajemnie gwarantami swojej rzetelności. Postulatem nowego eksperymentalizmu jest także przyznanie zasadniczej roli w badaniu naukowym manipulowaniu, działaniu, ingerencji (interyening)32. „Nie przyglądaj się: ingeruj!", „Uczysz się patrzeć przez mikroskop poprzez działanie, nie przez patrzenie"33 - te i tym podobne wypowiedzi Hackinga stanowią swoiste credo nowego eksperymentalizmu. Ingerowanie występuje nie tylko w eksperymencie, ale i w zwykłej obserwacji, np. mikroskopowej. Do ingerencji zalicza się takie operacje, jak cięcie preparatu, barwienie, przesuwanie w polu widzenia. Manipulacje obiektem towarzyszące obserwacji stanowią przypadek szczególny ogólniejszej strategii: przewidujemy to, co zostanie zaobserwowane, jeśli aparat działa prawidłowo, lub sądzimy, że tak jest. Dzięki świadomemu, „przewidującemu" ingerowaniu rośnie nasze przekonanie co do właściwego wykonania operacji na danym aparacie i co do rzetelności uzyskanych wyników - podkreśla A. Franklin . Według niego na epistemologię eksperymentu składa się zestaw strategii używanych do budowania racjonalnego przekonania o poprawności wyników badań. I. H a c k i n g, Representing..., op. cit., s. 230. 30 Por. tamże, s. 231 i nast. 31 Tamże, s. 231. Termin intervening (dosł. interweniowanie, interwencja), tłumaczę jako „ingerowanie", „ingerencja". Słowa te w moim przekonaniu lepiej oddają myśl autora oraz intencję jego tekstu. 33 I. H a c k i n g, Do We See Through a Microscope?, w: Images of Science (red. P.M. Churchland, CA. Hooker) Chicago, London 1985. 34 A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit., s. 192. 23 1.4.2. Związki między eksperymentem i teorią Rozważania na ten temat to najbardziej klasyczna w sensie stylu i metody część pracy eksperymentalistów. Obowiązuje w niej w dużej mierze kanon metodologii zorientowanej teoretycznie. Najpełniej ten styl rozważań reprezentuje A. Franklin , ukazując główne z ról, jakie eksperyment może odgrywać między rywalizującymi teoriami lub hipotezami. Eksperyment dostarcza konfirmacji lub falsyfikacji panującej teorii. Wyniki eksperymentu wytwarzają sprzężenie zwrotne między wyjaśnianiem teoretycznym a obserwacją eksperymentalną. Pomagają w rozstrzygnięciu między rywalizującymi teoriami lub w zaakceptowaniu potwierdzenia teorii. Potwierdzone wyjaśnienie dostarcza z kolei oparcia dla wyników kolejnych eksperymentów. W przypadku badań nad niezachowaniem parzystości eksperymenty zespołów pani Wu, Garwina oraz Friedmana i Telegdiego pomogły rozstrzygnąć sugestię teoretyczną T.D. Lee i C.N. Yanga oraz dokonać wyboru między dwiema grupami teorii: zachowujących i niezachowujących parzystość. Wśród rozmaitych badań tego problemu A. Franklin przypomina wcześniejsze eksperymenty, z r. 1928 i 1930, które w swoim czasie nie doprowadziły ani do nowych wyjaśnień teoretycznych, ani do dalszych prac eksperymentalnych. Ich ważność, polegającą właśnie na ujawnieniu zjawiska niezachowania parzystości, uświadomiono sobie dopiero po kilkunastu łatach. Tego rodzaju retrospekcja poznawcza oznacza, zdaniem Franklina, nierzadki przypadek, gdy eksperyment wskazuje potrzebę nowej teorii. Spora grupa eksperymentów należy do klasy eksperymentów pomiarowych. Nie są one niezależne od teorii w tym sensie, że teoria określa, jaka wielkość nas interesuje. Nie są jednak przeznaczone do testowania teorii. Niektóre rodzaje badań rozwijają się zupełnie dobrze w izolacji od teorii, dając wartościową wiedzę empiryczną. Spektroskopia, przykładowo, rozwijała się w XIX wieku, gdy nie było jeszcze jej teorii, i w wieku XX, gdy teoria Bohra, a później mechanika kwantowa ugruntowała teoretyczne znaczenie widm pierwiastków. Niektórzy badacze są zdania, iż w niektórych okresach rozwoju fizyki wysokich energii wpływ teorii na badania empiryczne był wręcz szkodliwy. Sądzą, że „eksperymenty eksploracyjne" (rozpoznawcze) mogą - a czasami muszą - być prowadzone na chybił trafił, dla rozpoznania sytuacji, dla odsłonięcia wielości twarzy natury. A. Franklin polemizuje z tym poglądem. W pracy z wielkimi akceleratorami decyzje o przeprowadzeniu eksperymentu nie mogą być podejmowane indywidualnie ani zapadać pochopnie. Nie pozwala na to koszt unikalnej aparatury ani koszty jej pracy. Autor broni także znaczenia teoretycznej perspektywy badań: „(...) teoria zawsze dostarcza przewodnictwa eksperymentowi. Nie badamy przecież całej natury, lecz kierujemy uwagę na te jej aspekty, które wydają się najważniejsze. Ostatecznym zaś przewodnikiem po tym, co istotne, jest teoria. (...). Efekty nie przewidziane przez teorię mogą też nie zostać przewidziane w eksperymencie, lub nie zostaną dostrzeżone nawet, gdy będą po temu dane"36. Opcja teoretyczna nie musi jednak być absolutna. Franklin zauważa, iż opisane przezeń anomalie w eksperymentach z 1956 i 1957 roku zdołały ujawnić luki w teorii Diraca zakładającej parzystość i symetrię spinów, oddziaływań i cząstek. W tym przypadku więc nie perspektywa teoretyczna, lecz wyniki eksperymentu wpłynęły, wprawdzie po latach, na modyfikację teorii. 35 A. Franklin, tamże. 36 A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit., s. 104 -105. 24 P. Galison w swojej pracy zajmuje się interesującą kwestią zakończenia eksperymentu, tą szczególną sytuacją, gdy badacz znajduje się w pułapce między Scyllą induk-cjonizmu towarzyszącego badaniom empirycznym a Charybdą dedukcji teoretycznej37. Co przesądza o tym, że badacz decyduje się zakończyć eksperyment? W decyzji o zakończeniu badań pomaga przede wszystkim zmiana stopnia uzasadnienia wniosków wysuwanych na podstawie badań empirycznych. Nie jest to jednak jedyny aspekt tej decyzji; Galison rozważa ich więcej. Odnoszą się one do doświadczenia zawodowego naukowca, stopnia technicznej doskonałości instrumentarium badawczego, obliczeń prowadzonych po zakończeniu eksperymentu. Ważnymi czynnikami są także aspekt teoretyczny i socjologiczny. Ten ostatni, niezbyt często rozważany przez metodologów, posiada spore znaczenie. Pochopna decyzja o zakończeniu badań wystawia reputację badacza na ryzyko, z kolei zbytnie zwlekanie z publikacją wyników może sprawić, iż odkrywcą zostanie ktoś inny... Eksperymentator nie może nigdy w sposób pełny i jednoznaczny wykazać, że zbadał zjawisko w czystej, wolnej od wszelkich zakłóceń postaci. „Świat jest zbyt skomplikowany na to, aby go rozczłonkować na skończoną listę wszystkich możliwych zakłóceń. Nie ma zatem ściśle logicznego punktu odniesienia dla procesów eksperymentalnych"38 - pisze P. Galison. Niemniej jednak wszyscy eksperymentujący przyrodnicy kończą kiedyś swoje badania. Wszyscy też uznają wagę wyników eksperymentalnych, nawet jeśli te nie zgadzają się z ogólnie przyjętymi przekonaniami teoretycznymi. „Pomiędzy pierwszym przypuszczeniem a końcowym argumentem mieści się wielowarstwowy proces, który tę wiarę systematycznie zasila. Te stadia pośrednie zadają kłam radykalnej dychotomii pomiędzy »psychologiczną logiką odkrycia«, której argumenty nie mogą być uznane za arbitralne (...) a formalną, w pełni przekonującą logiką weryfikacji, która znajduje wyraz w druku' - stwierdza autor. Eksperymentatorzy muszą przyznać, explicite lub implicite, że pewną grupę czynników obejmują klauzulą ceteris paribus. W tych samych okolicznościach czynniki nie uwzględnione przez badacza, a prawdopodobnie wpływające na proces, są sobie równe. Każdy badacz musi wreszcie zakończyć ich poszukiwanie i podjąć decyzję o przerwaniu badań nie zważając na fakt, że nie ma końca (w sensie logiki indukcji) uzasadnieniom eksperymentalnym, i być nie może, gdyż nauka zawsze bazuje na skończonym zbiorze przeprowadzonych badań. Jaka jest rola teorii w decyzjach, o których mowa? Założenia teoretyczne służą temu, aby wyłonić pewien fragment świata jako interesujący poznawczo. Wytyczają również procedury pomiaru i sposoby interpretacji. Założenia teoretyczne pozostają jednak w ścisłym sprzężeniu z założeniami eksperymentalnymi określającymi praktyczne i empiryczne znaczenie i stosowalność pewnych aparatów oraz zasady ich łączenia i przekształcania. Wzajemne relacje założeń teoretycznych i eksperymentalnych są ogromnie złożone; zmieniają się historycznie i mają odmienną postać w przypadku poszczególnych nauk przyrodniczych. Są również trudne do rekonstrukcji, gdyż należą do dziedziny „milczących założeń", których na ogół nie uwzględnia się w publikacjach. P. G a 1 i s o n, How Experiments End, op. cit., s. 3 - 4. oraz 72 - 75. P. Galison, How Experiments End, op. cit., s. 69 39 P. Galison, How Experiments End..., op. cit., s. 13 25 Stanowią wszakże za każdym razem conditio sine qua non tak rozpoczęcia eksperymentu, jak i jego zakończenia. W niektórych gałęziach fizyki XX wieku podział na teoretyków i eksperymentatorów stał się znaczącą częścią kultury intelektualnej, socjalnej i edukacyjnej tej nauki. Autor mówi wręcz o powstaniu wśród fizyków dwóch rodzajów „kultur": kultury eksperymentalnej i kultury teoretycznej. Nie oznacza to, że między reprezentującymi je badaczami niemożliwa jest współpraca, wymiana myśli i wyników badań. Oznacza to jednak konieczność napisania odrębnej historii eksperymentu, ze szczególnym uwzględnieniem współczesności. Należy przy tym starać się uniknąć pułapek poglądu, który wymaga, aby bądź obserwacja, bądź teoria była pierwsza. Galison broni tezy, iż warunkiem efektywnego eksperymentowania jest pewien zestaw czynników teoretycznych i eksperymentalnych, bez których eksperyment ani nie mógłby się rozpocząć, ani zakończyć. W tradycji metodologicznej aspekt teoretyczny nauki opracowano bardzo obszernie. Czynnik eksperymentalny, uwzględniający dane o racjonalności badań i racjonalności ich strategii, wymaga dopiero wszechstronnego zbadania. Galison podejmuje to zadanie rekonstruując przebieg wielkich eksperymentów fizyki XX wieku. Szczególnie interesujące jest przeprowadzone przez autora porównanie pracy dwóch zespołów badaczy, którzy w latach 1920 - 1930 pracowali nad zagadnieniami składu promieniowania kosmicz-nego40: Zespół I: R.A. Millikan, S. Neddermeyer, V. Neher, J.S. Bowen, G.H. Cameron; Zespół II: H. Bethe, B. Rossi, J.C. Street, E.C. Stevenson, T. Johnson. R.A. Millikan i jego współpracownicy przez wiele lat odnosili się z rezerwą do mechaniki kwantowej. Uczeni pracujący w drugiej grupie często czynili użytek z nowych idei, zarówno w planowaniu, jak i interpretacji swoich badań. Galison, podsumowując wyniki ich prac, pisze: „Chociaż wychodzili oni z dwóch bardzo różnych tradycji teoretycznych i eksperymentalnych, doszli jednocześnie do bliźniaczych konkluzji, że fizyka n i e wymaga radykalnej reformy mechaniki kwantowej dla wyjaśnienia wyników, ale mogłaby wymagać nowych cząstek' . Interesująco przedstawia się również historia pracy innych grup uczonych w dziedzinie analizy promieniowania kosmicznego. Jedni z nich preferowali zastosowanie liczników Geigera, drudzy - komór pęcherzykowych i mgłowych. Między wynikami uzyskiwanymi w obu grupach narastały sprzeczności, między uczonymi - ostra rywalizacja. W rozcięciu powstającego „węzła gordyjskiego" pomocna okazała się teoria J.R. Op-penheima proponująca, aby skomplikowane efekty (tzw. kaskady cząstek) towarzyszące przejściu promieniowania przez komory detekcyjne potraktować jako produkty wielu prostych, lecz wielokrotnie powtarzających się oddziaływań. Od tej pory prace badawcze w obu grupach zorientowano na subtelną analizę elementarnych procesów i cząstek występujących w promieniowaniu kosmicznym. Ten kierunek badań okazał się wielce owocny. Na przykładzie tym P. Galison ukazuje istotne sprzężenie pomiędzy teoretycznym i eksperymentalnym aspektem pracy badawczej: pozornie teoretycy wyprzedzili eksperymentatorów, lecz jednocześnie eksperymentatorzy oddali wielką przysługę teoretykom. Teoria bowiem powstała dla wyjaśnienia kontrowersyjych wyników badań empirycznych. 40 Tamże, s. 15- 17,75-80. 41 Tamże, s. 16; por. również D. B 1 o o r, How Experiments End, by P. Galison, „Social Studies of Science", vol. 21, 1991, s. 186 -189. 26 1.4.3. Nowy eksperymentalizm w sporze realizm-antyrealizm I. Hacking proponuje zupełnie nowe podejście do kwestii rozpatrywania współczesnych sporów między realistami i antyrealistami. Wyróżnia mianowicie koncepcje realistyczne (lub antyrealistyczne) odnoszące się bądź do teorii, bądź do przedmiotów teoretycznych. Realizm odnoszący się do teorii (realism about theories) orzeka, iż celem teorii jest prawda, a teorie funkcjonujące w nauce zbliżają się do prawdy. Realizm co do przedmiotów {realism about entities) twierdzi, iż obiekty postulowane w teoriach istnieją realnie. Antyrealizm odnoszący się do teorii wyraża przekonanie, iż teorie nie są literalnym odbiciem czy obrazem rzeczywistości. W najlepszym przypadku są użyteczne jako instrumenty planowania badań, a ich wartość wzrasta, gdy pozwalają na trafne prognozowanie zjawisk. Antyrealizm w odniesieniu do przedmiotów głosi, iż obiekty postulowane w teoriach są co najwyżej użytecznymi fikcjami umysłowymi. Hacking wymienia J.J.C. Smarta i innych materialistów jako tych, którzy sądzą, iż przedmioty teoretyczne istnieją, jeśli występują jako realne elementy budujące strukturę Wszechświata. N. Cartwright zapewnia o istnieniu takich obiektów, których własności przyczynowe (jako sposób oddziaływania z innymi przedmiotami) są dobrze znane. Żaden z realizmów tego rodzaju nie musi być realizmem co do teorii. Pozytywiści, jak E. Mach, W. Ostwald i wielu innych z tego pokolenia, konwencjo-naliści, jak prezentowany poprzednio H. Dingler, badacze współcześni, jak B. van Fra-assen42 - są antyrealistami w obu przedstawionych znaczeniach. Tylko te wypowiedzi, których prawdziwość ustala się poprzez obserwację, są dla nich wiarygodne. Pozytywiści mają szereg wątpliwości co do takich kategorii, jak przyczynowośc lub wyjaśnianie. Teorie są dla nich instrumentem przewidywania zjawisk lub „ekonomicznej" organizacji myślenia. Pragmatyści, jak Ch. S. Peirce, sądzą, iż pewien obiekt jest realny, jeżeli społeczność inżynierów orzeka zgodnie o jego istnieniu. Prawda jest tym, co w końcowym efekcie przynoszą badania naukowe, jeżeli tylko prowadzone są wystarczająco długo. W. James i J. Dewey kładą mniejszy nacisk na długotrwałość badań, większy zaś na wygodę, dogodność, operatywność (eksperymentu, pomiaru, wypowiedzi). W dziejach sporu między realizmem i antyrealizmem dużą rolę odgrywają koncepcje niewspółmierności. Jak wiadomo, w rozważaniach T.S. Kuhna i P. Feyerabenda orzeka się, że nie można w sposób adekwatny porównać ze sobą dwóch teorii, aby zobaczyć, która z nich lepiej potwierdza fakty. Hacking, Galison i Franklin są realistami i z tego stanowiska podejmują polemikę ze zwolennikami współczesnego antyrealizmu. Ich opcja epistemologiczna dotyczy przede wszystkim realności przedmiotów. Argumentów na rzecz realności obiektów badanych przez naukę dostarcza autorom przede wszystkim praktyka eksperymentalna. W stanowisku Galisona i Franklina pośrednio, u Hackinga zaś wprost widać zbieżności za sposobem myślenia, kategoriami i tradycją materializmu dialektycznego. „Praca eksperymentalna dostarcza najmocniejszych dowodów na rzecz realizmu naukowego. Nie dzieje się tak dlatego, że testujemy hipotezy co do bytów. Dzieje się tak dlatego, że obiektami, których w zasadzie nie można »obserwować«, mo- 42 B. van Fraassen, The Scientific Image, Clarendon Press, 1980; por. również: B. v a n Fraassen, Zachować zjawiska, tł. A. Chmielecki, „Literatura na Świecie" (5) 1991. 27 żerny w zwykły sposób manipulować w celu wytworzenia nowych zjawisk i badania innych obiektów natury. Są one narzędziami, instrumentami, nie dla myślenia, lecz dla działania" . Autor wykazuje nieufnos'ć wobec tego rodzaju obiektów, zwłaszcza fizycznych, które przez dłuższy czas funkcjonują w nauce na zasadzie „przedmiotów teoretycznych", nie znajdując weryfikacji eksperymentalnej. Nazywając siebie sceptykiem, Hacking pisze: „Długowieczne przedmioty teoretyczne, które nie poddają się manipulacji, okazują się zazwyczaj cudownymi pomyłkami"44. Tego rodzaju długowiecznym przedmiotem wyłącznie teoretycznym był eter. Nie zmienia to faktu, że wiele obiektów fizyki normalną koleją rzeczy zmieniło swój status z hipotetyczno-teoretycznego na realno-empirycz-ny. Przykładem takich obiektów są atomy i elektrony, których zmiennemu statusowi poświęca Hacking sporo uwagi. Dyskusje na temat realizmu i antyrealizmu koncentrują się zazwyczaj na teoriach, wyjaśnianiu, prognozowaniu. Rozważania teoretyczne i odnoszące się do teorii są jednak mało przekonujące, gdy mówi się o eksperymencie - stwierdza autor Representing and Intervening. „Tylko na poziomie praktyki eksperymentalnej realizm naukowy jest nieunikniony - ale ten realizm nie dotyczy teorii i prawdy. Eksperymentator powinien tylko być realistą co do obiektów, użytych jako narzędzia". Realizm nowego eksperymenta-lizmu wymaga nowego rodzaju argumentacji, nawiązującej wprost do arsenału środków i metod praktyki doświadczalnej. Oto argumenty, którymi posługuje się Hacking: 1. Argument z ingerencji, omawiany już poprzednio. „Ingerowanie i oddziały wanie jest tworzywem rzeczywistości", mówi Hacking. Jako pierwszy zrozumiał tę prawdę F. Bacon, ojciec nowożytnego eksperymentu. 2. Argument z niepewności teorii. Teorie naukowe bywają hipotetyczne, wybiórcze, uwzględniają zazwyczaj wybrany aspekt złożonych rzeczy i zjawisk. Jedno zjawisko wyjaśniać może kilka teorii. Modele użyteczne do opisu jednego aspektu za chowania się obiektów mogą być niedogodne dla innych. Podobnie bywa w praktyce na uki - członkowie podzespołów jednego większego przedsięwzięcia eksperymentalnego mogą wyznawać różne orientacje teoretyczne, jak również czynić różny użytek z tego samego obiektu fizycznego (np. wiązki elektronów). Istnieje wiele modeli, aproksymacji i formalizmów angażujących elektrony. Nie jest pewne, czy nawet w sumie tworzą one coś, co jest warte nazwania teorią. Realizm dotyczący teorii to raczej optymizm co do jej przyszłych osiągnięć lub ideał, do którego zmierzamy. Trzeba doń stosować zasadę Peirce'a: zaufania, nadziei, życzliwości (faith, hope, charity). Realizm odnoszący się do przedmiotów teoretycznych, stwierdza Hacking, obywa się bez „życzliwości". Swoją prawomocność opiera bowiem na źródłach płynących z praktyki eksperymentalnej. 3.Argument z rozszerzenia w dzisiejszej nauce pojęcia obserwował ności. W przeciwieństwie do tradycji filozoficznej uznającej za „obserwowalne" przedmioty widoczne gołym okiem, fizyk uważa za obserwowalne obiekty widoczne dzięki całemu szeregowi technik pośrednich. W tym sensie rozumiane jest zdanie, iż „neutrina są jedyną drogą obserwacji gorącego wnętrza gwiazd" . Filozofia pozytywi- I. H a c k i n g, Representing..., op. cit., s. 262. 'Tamże, s. 275. Tamże, s. 154. 5 Tamże, s. 160. Tamże, s. 161. 28 styczna ulegała fascynacji widzeniu gołym okiem; stworzyła teorię wiedzy według naocznego świadka. Hacking nie sądzi, aby jakąkolwiek inną epokę filozofii cechowała podobna fascynacja nieprzezroczystością obiektów, co dzisiejszą. Współczesna „obsesja technologiczna'' (do której autor się przyznaje), rozszerza na różne sposoby drogi poznania poprzez obserwację, rozszerza granice ludzkiej świadomości i wiedzy. 4. Argumenty „technologiczne". Technika i technologia dostarczają środków i sposobów przekonujących o realności mikroobiektów. Używane w tym celu koncepcje inżynieryjne nie zawsze odwołują się do fundamentów teorii fizycznych; często wystar cza znajomość operacyjnego sensu tych teorii. „Istnieje ogromna ilość sposobów, dzięki którym wykonujemy instrumenty, realizujące przyczynowe własności elektronów w celu wytworzenia wymaganych efektów o niezrównanej precyzji' - stwierdza J. Hacking i dodaje z mocą:, Jesteśmy zupełnie przekonani o realności elektronów, gdy po prostu przy stępujemy do budowania - i często osiągamy wystarczające w tym sukcesy - nowych urządzeń, które wykorzystują rozmaite, dobrze zrozumiałe przyczynowe własności ele ktronów w celu oddziaływania na inne cząstki, bardziej hipotetycznej natury . 5. Argumenty z demaskowania artefaktów. Hacking i Franklin dyskutu ją kwestię „oszustw'' produkowanych przez aparaty badawcze. Najpowszechniej znane są artefakty mikroskopowe (aberracja sferyczna i chromatyczna). Każdy właściwie apa rat wytwarza właściwe sobie efekty, zwane też czasem „szumami". Efekty te powstają jako wynik pracy aparatu „na biegu jałowym", bądź towarzyszą pracy ze zjawiskiem badanym. Oczywistą jest rzeczą, że niepożądane efekty pracy aparatury budzą niepokój przyrodników i teoretyków poznania naukowego. Zdaniem eksperymentalistów, wyol brzymianie negatywnego znaczenia artefaktów jest niepotrzebne i szkodliwe. W funk- cjonalno-inżynieryjnym podejściu do aparatu, którego budowa jest badaczowi znana, znaleźć można sposoby demaskowania wspomnianych efektów pozornych. W odniesie niu do mikroskopów Hacking przedstawia następujące sposoby odróżniania artefa któw od obrazów rzeczywistych: a) na podstawie sieci: Do celów obserwacji mikroskopowej różnych obiektów sporządza się skalowane siateczki. Rysunek sieci wykonany przez badacza, poddany pomniejszeniu mikrofotograficznemu, powiększa się następnie nastawiając odpowiednią skalę powiększenia. Badacz otrzymuje obraz sieci o takiej wielkości oczek, jak wyjściowa. Kontrola badacza nad pracą aparatu - od wykonania siatki do obserwacji obrazu powiększonego - upewnia go, iż obserwuje obraz rzeczywisty, nie artefakt. W różnych typach mikroskopów nasza siatka „(...) wciąż wygląda jak sieć. Będąc antyrealistą, musiałbyś założyć, że kar-tezjański demon maligny zamieszkał w mikroskopach"- pisze I. Hacking . b) na podstawie koincydencji: Oprócz mikroskopów optycznych stosowane są dzisiaj mikroskopy elektronowe, fluoryzacyjne, polaryzacyjne, akustyczne ... Jeżeli obraz pewnego preparatu wygląda Tamże, s. 150, 161. *I. Hackin g, DoWeSee ..., op. cit., s. 147; Experimentation ..., op. cit., s. 149. 1 A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit., s. 226 - 242. 1 1. H a c k i n g, Do We See..., op. cit., s. 150. 1 Tamże, s. 147. 29 w każdym z tych przyrządów tak samo, stanowi to dowód rzetelności obrazów z poszczególnych aparatów, a zatem i asumpt do zajęcia stanowiska realistycznego. Za J.J.C. Smartem Hacking stwierdza, że musiałaby zaistnieć „kosmiczna koincydencja", prawdziwa „zmowa natury", gdyby wszystkie nasze teorie, dotyczące funkcjonowania różnych typów mikroskopów były w ten sposób fałszywe, aby produkować w każdym aparacie taki sam artefakt. c) metoda „ślepej próby" (tak w polskiej terminologii można byłoby oddać sens metody określanej przez A. Franklina jako calibratiori). W spektroskopii IR badane jest widmo pewnej substancji organicznej. Preparat sporządzany jest jako zawiesina w oleju nośnym. Badacz sprawdza, czy olej nie daje sygnału absorpcji w przewidywanym dla próbki zakresie długości fali. Widmo substancji zdejmuje się tylko przy negatywnym wyniku ślepej próby. Analogiczne zabiegi wykonuje się rutynowo w rozmaitych operacjach badawczych. 1.5. Podsumowanie i porównanie. Główne kategorie poznawcze i operacyjne w filozofii eksperymentu W zakończeniu tego rozdziału wyodrębnijmy istotne elementy różnych, choćby fragmentarycznych, „filozofii eksperymentu", wyznaczających jego założenia filozoficzne, strukturę i znaczenie w ludzkiej działalności poznawczej. Wydaje się, że na sposób rozumienia istoty badań eksperymentalnych składa się wiele czynników, z których najważniejsze pokrótce omówimy. 1.5.1. Spór między realizmem i antyrealizmem Znakomita większość eksperymentujących badaczy jest zdania, iż niewzruszoną zasadą eksperymentalnego przyrodoznawstwa jest przekonanie o realności obiektów badanych empirycznie. W wersji rozszerzonej jest to teza o zasadniczej poznawalności świata. Pogląd ten reprezentuje znaczne grono filozofów. Podobne przekonanie wyrażał wielokrotnie F. Bacon, dzieląc je z większością uczonych sobie współczesnych lub nieco późniejszych (Galileusz, Kartezjusz, Lavoisier, Łomonosow i inni). Można by sądzić, iż optymizm poznawczy dotyczący badań eksperymentalnych w nauce powinna była ugruntować rozwijająca się argumentacja licznych stanowisk empirycystycznych. Jednakże filozofowie tej orientacji, zwłaszcza po wystąpieniach Berkeleya i Hume'a, zrezygnowali z realistycznej interpretacji danych doświadczenia zmysłowego. Realizm ów zarezerwowano dla samych tylko danych tego doświadczenia. Postawę tę przejął pozytywizm - zwłaszcza w swojej wersji empiriokrytycznej - i pokrewne z nim kierunki (pragmatyzm, operacjonizm, instrumentalizm). W tej sytuacji cokolwiek paradoksalną jest rzeczą, że godna uwagi, chociaż kontrowersyjna koncepcja eksperymentu wyszła właśnie od twórcy założeń II pozytywizmu, E. Macha. Istotne w tym miejscu wydaje się podkreślenie różnicy, jaka dzieli ujęcie Ma- 53 J.J.C. S m a r t, Between Science and Philosophy, New York 1968, s. 150. 54 A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit., s. 175 - 177. 30 cha od koncepcji H. Dinglera. Dla pierwszego z nich eksperymentowanie wyrastało z ewolucjonistycznej koncepcji człowieka i włączało badacza w tak czy inaczej rozumiany porządek natury. Dla Dinglera pozostawało ono „sztuczne", jako realizowane przez „sztuczny" układ eksperymentalny i sterowane przez das neue Art von Apriori (Herstellungsapriori) - nowy rodzaj a priori, a priori z wytwarzania. W eksperymentowaniu bowiem nie tyle spotykają się, co mijają dwa porządki: naturalny, wytworzony przez przyrodę, i naukowo-techniczny, wytworzony przez człowieka. Filozoficzna perspektywa postrzegania eksperymentu ukształtowana w ramach pozytywizmu, konwencjonalizmu, operacjonizmu czy pragmatyzmu, niezależnie od różnic dzielących te koncepcje, w jednym aspekcie pozostaje dla nich wspólna: dotyczy ona antyrealistycznego traktowania obiektów badanych w eksperymencie. Ich realność jest bądź negowana, bądź zakładana warunkowo na zasadzie „ekonomicznej" hipotezy lub poddawana różnym ograniczeniom, tyleż formalnym, co mało istotnym . Najbardziej znaną i najlepiej uzasadnioną formę krytyki, z jaką spotkały się powyższe stanowiska, dał materializm dialektyczny. F. Engels, polemizując z różnymi reprezentantami „idealizmu subiektywnego", zwłaszcza zaś z jego odmianą kantowską, odwoływał się do „praktyki, doświadczenia i przemysłu"; pozwalają one na samodzielne odtwarzanie przez człowieka przedmiotów i zjawisk przyrody, utwierdzają badacza w przekonaniu o realnym istnieniu świata, w tym i obiektów badanych w nauce. Rozszerzoną odpowiedź w sporze o realność obiektów nauki zaproponował W.I. Lenin. Często cytuje się, również w literaturze zachodniej , tę wypowiedź Lenina, w której jego stanowisko materialistyczne i realistyczne nie jest związane z jakąś szczególną formą materii: „Materia znika - to znaczy, że znika ta granica, do której znaliśmy materię dotychczas; nasza wiedza sięga głębiej, znikają te własności materii, które dawniej wydawały się nam absolutnymi, niezmiennymi i pierwotnymi (nieprzenikliwość, bezwładność, masa itp.), a które teraz odsłaniają się przed nami jako względne, właściwe tylko niektórym stanom materii". Niezależnie od kontrowersji, jakie budzi dzisiaj filozofia marksistowska i niezależnie od dokonanych przez nią uproszczeń w ocenie pozytywizmu, niektóre z jej rozstrzygnięć zachowały istotną, jak sądzę, wartość. Należy do nich w szczególności realistyczne rozstrzyganie zagadnień teorii poznania naukowego oraz teza o tzw. „nie-wyczerpalności materii". Spór realistów z antyrealistami powraca dzisiaj znowu do filozofii nauki. Czy w podobnym, jak przed laty, kształcie? Trudno tutaj o podanie wyczerpującej analizy tej kwestii. Realiści współcześni znajdują oponentów wśród przedstawicieli pewnych stanowisk antyrealistycznych, takich jak empiryzm konstruktywny B. van Fraassena. Wytycza on cele swojego empiryzmu w perspektywie teoretycznych celów nauki: „Nauka ma na celu dostarczenie nam teorii adekwatnych empirycznie, a akceptacja teorii zakłada przeświadczenie jedynie o jej adekwatności empirycznej. (...) Teoria jest adekwatna empirycznie, jeśli mówi prawdę o obserwowalnych przedmiotach i zdarzeniach"57. 55 Kwestię tę dyskutują szerzej nowi eksperymentaliści, zwłaszcza P. Galison; pisałam o tym obszerniej w pracy: D. Sobczyńska, Wokół filozofii eksperymentu. Poglądy »nowego eksperymentalizmu« w: Teo ria i eksperyment, (red. J. Such, J. Wiśniewski), Poznań 1992. 56 Por. np. J. W a t k i n s, Nauka i sceptycyzm, op. cit. s.49. Cytowana wypowiedź pochodzi z pracy W.I. Lenina, Materializm a empiriokrytycyzm, Warszawa 1984, s. 251. B.vanFraassen, The Scientific Image, op. cit., s. 12. 31 Istota sporu jest podobna, trudno jednak mówić o pełnej analogii. Zmieniły się argumenty polemizujących stron, zmieniła się i sama nauka. Dawnych oponentów dzieli od dzisiejszych różny rodowód filozoficzny a także odmienna wizja eksperymentalnych nauk przyrodniczych. Porównanie z kuhnowską „niewspółmiernością tradycji" narzuca się w sposób nieodparty. A zatem spór powtarza się, lecz w innej postaci i w innym wymiarze. Nowy eksperymentalizm wniósł doń ważkie rozróżnienie między realizmem co do teorii i realizmem co do przedmiotów. Jedynie ten ostatni uważany jest przez ekspe-rymentalistów za niewzruszony fundament przyrodoznawstwa. Jednocześnie podają oni, jak również np. A. Grobler, w wątpliwość klasyczne pojęcie „obserwowalności", powstałe w „filozofii naocznego świadka". A. Grobler zwraca uwagę na antropocentry-czny wobec teorii charakter nastawienia poznawczego badaczy reprezentujących anty-realizm. Podmiotowość badacza, kryterium wiarygodności sensorycznej to dla konstruktywnego empiryzmu jedyne argumenty przemawiające za realnością obiektów. A. Mus-grave niektóre z konsekwencji współczesnego empiryzmu konstruktywnego nazywa wprost „kuglarstwem i aprobatą dla filozoficznej schizofrenii". Teoriopoznawcze rozdwojenie jaźni badacza związane jest z założeniem B. van Fraassena, iż uczony, obserwując np. mikroobiekty, pozostaje „instynktownym realistą"; wychodząc z laboratorium ma natomiast prawo (jeśli nie powinność) „wziąć w nawias" uprzednie swoje przekonania i reprezentować postawę agnostyczną ... Zdaniem P. Zeidlera60, współczesne spory między realizmem a antyrealizmem dotyczą formułowania celów poznania naukowego, interpretacji języka nauki, zagadnień prawdy i wyjaśniania, wreszcie - określania związków łączących prawdę, referencję i wyjaśnianie z sukcesem wiedzy naukowej. Optymistyczny, wręcz entuzjastyczny realizm materialistów dialektycznych mniej dzisiaj przystaje do sytuacji w nauce i w filozofii nauki. Rozwój nauki współczesnej i rozwój jej środków poznawczych wymaga rozważenia na nowo argumentów realizmu. Realizm metafizyczny oparty na klasycznej definicji prawdy nie radzi sobie z faktem istnienia w nauce teorii empirycznie równoważnych, lecz alternatywnych pod względem ontologicznym. Samo zresztą pojęcie prawdy uległo w filozofii nauki przewartościowaniu; coraz częściej mówi się nie o prawdzie odkrywanej, lecz wytwarzanej . Od współczesnych teorii nie zawsze wymagać można zachowania arystotelesowskiej zgodności myśli i rzeczy. 1.5.2. Zagadnienie praktyki badań eksperymentalnych Pojęcie praxis stanowi, jak wiadomo, centralną kategorię filozofii marksistowskiej. Kategoria ta posiada zakres ogromnie szeroki, obejmujący wszelkie formy aktywnego kontaktu energetyczno-przedmiotowego z otoczeniem. F. Engels zaliczał do praktyki A. G r o b 1 e r, Między realizmem a instrumentalizmem: empiryzm konstruktywny, „Colloąuia Com-munia" (1-3) 1991, s.9. 59 A. M u s g r a v e, Realizm a konstruktywny empiryzm, „Colloąuia Communia" (1-3) 1991, s. 29. 60 P. Z e i d 1 e r, Theorie und Experiment im Licht gegenwartiger Philosophie der Wissenschaften, w: Zur Fragen der heutigen Theorie und Methodologie der wissenschaftlichen Erkenntnis, (red. J. Such, J. Wiśnie wski, I. Czerwonogóra, B. Husak) Poznań 1992. 61 Por. np. R. K u b i c k i, J. S ó j k a, P. Z e i d 1 e r, Problem destrukcji pojęcia prawdy, Poznań 1992. 62 F. E n g e 1 s, L. Feuerbach i zmierzch klasycznej filozofii niemieckiej, w: K. M a r k s, F. E n g e 1 s, Dzieła wybrane, t. ll.Warszawa 1949, s. 353; por. również F. E n g e 1 s, Dialektyka przyrody, tl. T. Zabtu- dowski, Warszawa 1979. 32 „eksperyment i przemysł", niemniej klasyczna filozofia marksistowska nie zajmowała się bliżej eksperymentem przyrodniczym ani jego metodologią. Dopiero prace filozofów współczesnych pozostających w kręgu oddziaływania tej filozofii przybliżają obraz praktyki eksperymentalnej jako sposobu sprawdzania wiedzy. W naukowym sprawdzaniu wiedzy uczestniczą, według J. Sucha , następujące rodzaje praktyki: -praktyka eksperymentalno-badawcza w sprawdzaniu wewnątrzdyscyplinarnym; - praktyka eksperymentalno-zastosowawcza w sprawdzaniu wewnątrznaukówym; - praktyka wytwórcza w sprawdzaniu pozanaukowym. Z tezami marksistowskiego praktycyzmu wyraźnie współbrzmi credo eksperymenta-listów, wypowiedziane przez lidera tej grupy: „(...) inżynieria, nie teoretyzowanie, jest najlepszym uzasadnieniem realizmu naukowego co do przedmiotów. Mój atak na anty-realizm naukowy jest analogiczny do gwałtownego szturmu, jaki Marks przypuścił na idealizm swojej doby. Obaj mówimy o tym, że nie chodzi o zrozumienie świata, lecz o zmienianie go"64. Niewątpliwie oba kierunki pojmują charakter działań eksperymentalnych akty wistycznie. Czy jednak można tutaj mówić o pełnej analogii między kategorią praktyki a eksperymentalistyczną kategorią intervening? Istotne różnice zdają się dotyczyć dwóch punktów: 1) Praktyka, jak już wspomniano, posiada sens i zakres o wiele szerszy i bardziej filozoficzny niż operacyjno-techniczna kategoria intemening. Ta ostatnia bowiem ogra nicza się do ingerencji (interwencji) badacza w procesy badane eksperymentalnie. 2) Ocena znaczenia i roli eksperymentu u Engelsa i eksperymentalistów wydaje się również odmienna. Porównując cytowaną wyżej wypowiedź Engelsa z tezami nowego eksperymentalizmu, można odnieść wrażenie, iż jak niegdyś alizaryna, tak dzisiaj czą stki elementarne stają się „cząstkami dla nas''. Eksperymentaliści wysuwają jednak da lej idące argumenty: -„obiekt dla nas" nie tylko potwierdza w eksperymencie swoją realność, lecz w rękach badaczy ujawnia cechy czyniące zeń narzędzie badań. Służyć bowiem może do badania i odkrywania nowych obiektów. - klasyczny materializm dialektyczny podkreślał raczej odtwórczą moc ekspery mentu przyrodniczego. Eksperymentaliści wyraźnie i mocno podkreślają, iż w ekspery mentach nauki współczesnej wytwarza się nowe efekty, często nie występujące w przyrodzie, a związane z odpowiednim typem aparatury. Dwie ostatnie tezy to bez wątpienia nowatorski element koncepcji nowego eksperymentalizmu, wynikający z wnikliwych studiów nad współczesnym eksperymentem. Jest rzeczą zastanawiającą, że twórca konwencjonalizmu krytycznego, H. Dingler, w swoich rozważaniach także używał pojęcia praktyki w sensie wytwarzania lub produkcji. W jego filozofii jednak kategoria ta posiada sens realizacji eksperymentalnej idealnych matryc umysłowych. „Praktyka" eksperymentalna jest zatem skoncentrowana w obrębie samych czynności badawczych; polega głównie na wytwarzaniu i zestawianiu przyrządów pomiarowych (według elementarnych postaci form i działań) oraz na pomiarach. Czynności te natomiast nie ingerują, jak już wspomniano, w porządek „maszy- J. S u c h, Marksowska metoda abstrakcji i stopniowej konkretyzacji w naukach przyrodniczych, „Studia Filozoficzne" (2) 1972, s. 3 - 34. I. H a c k i n g, Experimentation ..., op. cit., s. 170. 33 ny światowej". A zatem, jedynie materializm dialektyczny oraz nowy eksperymenta-Hzm wypracowały zbliżoną płaszczyznę postrzegania eksperymentu, opartą na realizmie teoriopoznawczym i na realistycznej koncepcji czynności badawczych. 1.5.3. Idealizacja i stopniowa konkretyzacja w badaniach naukowych Metoda idealizacji i stopniowej konkretyzacji jest, jak sądzę, tym odkryciem ludzkiej myśli, do którego wyartykułowania doprowadziło wiele rozbieżnych dróg filozofowania. Przyjmuje się iż metoda ta została po raz pierwszy zastosowana w rozważaniach ekonomicznych K. Marksa. Logiczną artykulację tej metody, uzupełnioną przykładami zastosowań w wielu dziedzinach nauki, wyłożył w cytowanych poprzednio pracach L. Nowak. Jednocześnie J. Such odkrył, na podstawie analizy tekstów, iż metodę abstrakcji i stopniowej konkretyzacji stosował w swoich pracach naukowych już Galileusz. W. Kra-jewski poszukuje praźródeł idealizacji myślowej w założeniach mechaniki Archime-desa. A.W. Achutin, wnikliwie ujmujący istotę metody eksperymentalnej, podkreśla: „Węzłowym momentem wszystkich zasadniczych problemów związanych z formą i treścią działalności eksperymentalnej danej epoki jest przeciwieństwo między pojęciową formą przedmiotu i formą przedmiotową pojęcia. Nie da się poznać nieidealizowanego przedmiotu, a pojęcie w żaden sposób nie odnoszące się do przedmiotowości jest puste"67. Idealizacja i konkretyzacja to metoda tak głęboko zrośnięta z pracą eksperymentalną, że pojawia się również w antyrealistycznych koncepcjach eksperymentu - na przykład u H. Dinglera. Element idealizacji wyraża się u niego w podkreślaniu pierwotności i aprioryczności elementarnych postaci form i działań. Są one bez wątpienia idealną i w pewnym sensie dowolną konstrukcją umysłu, w którą wyposażony, uczony przystępuje do badania przyrody. Empiryczny i niejako ,,konkretyzacyjny" czynnik tej koncepcji reprezentuje „nowy rodzaj a priori", wspomniane wcześniej „a priori z wytwarzania" {Herstellungs-apriori). Metoda koincydencji (die Koinzidenzmethode), którą autor proponuje, polega na budowaniu wyżej wymienionych idealnych wzorców umysłowych (Exhaustion, Idealisatioń) i nadawaniu im materialnej postaci (Realisation) drogą wytwarzania sprzętu badawczego w laboratorium, zakładach mechaniki precyzyjnej lub w fabryce. Warto tutaj zaznaczyć kwestię dość istotną: w koncepcji empiryczno-matrycowej metoda idealizacji-realizacji odnosi się w zasadzie tylko do sprzętu badawczego. Din-gler, jak można wnosić z jego rozważań nad eksperymentami mechanicznymi lub chemicznym oczyszczaniem substancji, idealizował również obiekty badań, niemniej tego aspektu idealizacji szerzej nie wyłożył. Nowy eksperymentalizm, skupiony na ontologicznych i teoriopoznawczych uwikłaniach eksperymentu, mniej skupia się na jego aspektach metodologicznych. Mimo powoływania się Hackinga na materializm dialektyczny, jego znajomość tego kierunku nie J. S u c h, Marksowska metoda abstrakcji..., op. cit. 66 W. K r a j e w s k i, Prawa nauki, Warszawa 1982. A.W. Achutin, Istorija princypow..., op. cit., s. 21. 34 wychodzi poza dokonania klasyków. Może z tego powodu zagadnienie idealizacji i stopniowej konkretyzacji nie zostało dostrzeżone i wyraźnie odnotowane. Pewne jedynie aspekty tej kwestii dostrzega P. Galison. Na zakończenie nasuwa się refleksja ogólniejsza. Konwencjonaliści i filozofowie „szkoły poznańskiej" doszli niezależnie do paralelnych ustaleń dotyczących sedna metody eksperymentalnej."istnieją, oczywiście, pomiędzy nimi różnice. Pierwsi element idealizującej konwencji traktują subiektywnie i uzależniają go np. od decyzji badacza; drudzy traktują go jako obiektywny element praktyki badawczej. Jeśli można tutaj mówić, mimo wszysko, o podobieństwie postaw, dotyczy ono prawdopodobnie wspólnej dla nich opozycji przeciwko „płaskiemu empiryzmowi" reprezentowanemu przez neo-pozytywizm. Neopozytywizm, zwłaszcza w swojej wersji empiriokrytycznej, absolutyzował rolę doświadczenia zmysłowego w poznaniu. Konwencjonalizm przeciwstawiał mu element niezależnej, często apriorycznej myśli oraz czynnik teoretyczny. Współczesna koncepcja idealizacji i stopniowej konkretyzacji harmonijnie, jak sądzę, łączy czynnik empiryczny i teoretyczny i znajduje między nimi stan dynamicznej równowagi. 1.5.4. Eksperyment i teoria W ocenie przedstawionych wyżej różnych teorii badań naukowych stanowiska głównych adwersarzy sporu wydają się jasno zarysowane: o ile empiriokrytycyzm (w wersji E. Macha, W. Ostwalda i in.) skłonny był nie doceniać teorii, bazując jedynie na danych empirii, konwencjonalizm w przecenianiu roli teorii zaszedł równie daleko. Ów brak „złotego środka" widoczny jest szczególnie w koncepcji Dinglera. Statyczny ideał wiedzy „zamkniętej w sobie", raz na zawsze zakończonej, musi jednak prowadzić do paradoksów w rodzaju dinglerowskiego „eksperymentu tautologicznego". Eksperyment taki, z racji aprioryczności wiedzy, wiedzę tę jedynie potwierdza - lecz nie może jej sprawdzać. Z tego powodu, biorąc mechanikę Newtona za raz na zawsze ustaloną, Dingler przez długi czas polemizował z teorią względności Einsteina. Wszelkie bowiem, nawet empiryczne jej potwierdzenia, zakłócały jego wizję nauki jako systemu doskonałego, zamkniętego. Ten właśnie czynnik, zdaniem KR. Poppera68, sprawia, że koncepcja Dinglera nie mówi przekonująco o roli eksperymentu w naukach przyrodniczych. Eksperyment w ujęciu Dinglera nie spełnia bowiem roli „surowego testu", który twórca hipotetyzmu uważał za ostateczny probierz prawdziwości hipotez czy teorii naukowych. Przykład ten wskazuje na ogromną rolę, jaką nawet w szczegółowych rozstrzygnięciach przyrodoznawstwa spełnia ogólna wizja struktury nauki reprezentowana przez badaczy. Nauka widziana jako system zamknięty, w której eksperyment został pozbawiony swojej „sokratycznej misji", traci możliwości rozwojowe. Postrzegana zaś jako system dynamiczny, otwarty na zmiany, samokorygujący się, zakłada wprawdzie a priori własną niezupełność, lecz i zyskuje nowe możliwości rozwojowe. Eksperyment w takim systemie staje się pierwszorzędnym czynnikiem heurezy, tworzenia, sprawdzania. Sytuację tę wyrażają trafnie te orientacje filozoficzne, które dostrzegają dynamikę rozwoju myśli ludzkiej. Ujmują one relację teorii i eksperymentu w trafnie dobranych R.K. P o p p e r, Logika odkrycia naukowego, tł. U. Niklas, Warszawa 1977, s. 48 - 49. 35 proporcjach. Przykładem tak wyważonej równowagi jest propozycja holizmu teoretyczno-eksperymentalnego J. Sucha , według której „(...) żaden wynik żadnego pojedynczego eksperymentu nie może mieć mocy rozstrzygającej, tzn. sam przez się nie może przesądzać o losach danego systemu teoretycznego, zaś z drugiej strony, sytuacja rozstrzygająca musi mieć eksperymentalno-teoretyczny (nie zaś czysto doświadczalny) charakter. Można powiedzieć, że sytuacja rozstrzygająca to szereg eksperymentów (w pewnym stopniu) rozstrzygających, łącznie interpretowanych (mniej lub bardziej spójnie) przez ten czy inny z konkurujących ze sobą systemów teoretycznych". Nowy eksperymentalizm idzie w swoich ustaleniach jeszcze dalej: w niektórych przypadkach (np. dawnych badaniach optycznych lub współczesnych eksperymentach w fizyce wysokich energii) widzi wręcz prymat eksperymentu nad teorią. Inaczej także postrzega znaczenie rewolucji naukowych dla teoretycznego i eksperymentalnego czynnika rozwoju nauki. Kwestie, o których mowa, są wyrazem toczącego się dzisiaj w metodologii sporu między teoretycyzmem a eksperymentalizmem. Nowi eksperymentaliści dokonują krytycznej analizy ustaleń teoretycyzmu, poczynając od wczesnego pozytywizmu, poprzez Koło Wiedeńskie, na Popperze i Kuhnie kończąc. Czy o nich samych można jednak powiedzieć, iż przełamali kanon metodologii teoretycznie uprawianej? Zapewne nie; wyróżniona pozycja teorii nie została przez ekspe-rymentalistów wyraźnie zachwiana, ani nie został stworzony wyłom w kategoriach, pojęciach i języku metodologii teoretycyzmu. Podobnego zdania są również recenzenci ich prac, np. R. Ackermann , przynajmniej w odniesieniu do jednego z eksperymen-talistów. O pracy Franklina powie wprawdzie: „Książka ta stanowi prowokację wobec wziętych filozofów nauki, którzy rozważają naukę nie biorąc pod uwagę szczegółów aktualnej praktyki eksperymentalnej"71, niemniej nie dostrzega w niej zaczątków konstruktywnych treści: „Franklin nie rozwija dojrzałej filozofii nauki, która by wcielała jego nowy eksperymentalizm. W istocie, eksperymentaliści znajdują się ciągle raczej w fazie krytyki niż budowania nowego widzenia nauki. Pozytywną, konstruktywną treścią ich programu mogłoby być zbudowanie nowej filozofii nauki, opartej na opcji praktyczno-eksperymentalnej. Byłaby to filozofia „symetryczna" względem istniejącej, teoretycy stycznej. Zadanie takie, gdyby je podjąć, musiałoby polegać na gruntownej reformie języka i pojęć i na radykalnej zmianie wartościowania działań, treści i celów nauki. Byłoby to zadanie nie dla jednego, lecz dla wielu pokoleń badaczy. 1.5.5. Zagadnienie „głębi wyjaśnień" w badaniach naukowych Poszukiwanie „głębi wyjaśnień" w ujęciu J. Watkinsa wyraża potrzebę wyjaśniania coraz głębszych, lub w pewnym sensie „ostatecznych" pokładów rzeczywistości. J. Watkins zainteresowanie swoje skupia na teoretycznym aspekcie zagadnienia. Dla orientacji naszych rozważań korzystniejsze będzie przeformułowanie tego ujęcia na J. S u c h, Czy istnieje experimentum crucis? Warszawa 1975. s. 365; por. również nową koncepcję J. S u c h a, O tak zwanych eksperymentach komplementarnych, w: Teoria i eksperyment(red. J. Such, J. Wiśniewski), Poznań 1992. 70 R. A c k e r m a n n, The New Experimentalism, Brit. J. Phil.Sci., 40 (1989), s. 185 -190. 71 Tamże, s. 185. 72 Tamże, s. 187. I. W a t k i n s, Nauka a sceptycyzm, op. cit. 36 „odkrywanie i wyjaśnianie" tych pokładów rzeczywistości, których „dotknąć" i które zbadać można w eksperymencie. Nietrudno zauważyć, że ujęcie takie nawiązuje do poruszanych uprzednio problemów sporu realizmu z antyrealizmem. J. Watkins jest zdania, iż początki nauki nowożytnej cechuje wypracowanie „ideału Bacona-Kartezjusza", ideału nauki realizującej zarazem dogłębne (w sensie strukturalnym), jak i uniwersalistyczne (w sensie unifikującej teorii) cele. Ideał ten cechuje nastawienie realistyczne (obiekty badane istnieją realnie) oraz optymistyczne poznawczo: zależności między obiektami, dawne „tajemnice przyrody" są poznaniu dostępne. Optymizm poznawczy F. Bacona wyrażał się w przekonaniu, iż możliwe są „wyjaśnienia głębokie". „Baconowska metoda była tak pomyślana, aby dotrzeć do dalszych, głębszych tajników przyrody oraz odkryć ostateczne Formy, prawdziwy alfabet natury' - pisze autor Nauki i sceptycyzmu. Filozofia neopozytywistyczna w dużej mierze zrezygnowała z tych ideałów. W nauce zaś, w wielce interesującym dla filozofii okresie rewolucji w fizyce pierwszej połowy XX wieku wystąpił, jak zauważa Watkins, godny uwagi kontrast. Niektórych uczonych (Plancka, Einsteina, Rutherforda, Bohra, Heisenberga, Schródingera) pociągał biegun głębi ideału Bacona-Kartezjusza. Jednocześnie inna grupa znakomitych fizyków i myślicieli: Mach, Duhem, Russell, Bridgman oraz przedstawiciele Koła Wiedeńskiego żywili głęboką odrazę do wyjaśnień głębokich. „Głównym celem ataku w tej krucjacie przeciwko metafizyce był w tym okresie naukowy realizm' - stwierdza J. Watkins. W rozważanym tutaj poszukiwaniu głębi wyjaśnień widać istotną różnicę między postawą np. empiryzmu logicznego a orientacją realistyczno-materialistyczną. O ile ta pierwsza strumieniem rozumiejącego wyjaśniania oświetla jedynie powierzchnię zjawisk (faktów), o tyle druga optuje stanowczo i z przekonaniem za wyjaśnianiem penetrującym coraz głębsze poziomy strukturalne materii. Ilustracją tych dwóch obrazów wyjaśniania: minimalistycznego i stawiającego sobie cele maksymalistyczne, jest, z jednej strony, antyatomizm W. Ostwalda, z drugiej - głoszona przez nowe pokolenie materialistów teza o niewyczerpalności materii. Powstająca w kręgu oddziaływania materializmu dialektycznego filozofia nauki zaproponowała interesujące koncepcje wyjaśniania przybliżającego się do klasycznie rozumianej prawdy: są, to przykładowo, korespondencyjna teoria prawdy I. Nowak76, teoria dialektycznej korespondencji W. Krajewskiego , lub L. Nowaka teoria idealiza-cji i stopniowej konkretyzacji odniesiona do teorii naukowych. Propozycje te mają niewątpliwie teoretycystyczny charakter: punktem ich odniesienia są teorie naukowe. „Nowy eksperymentalizm'' ze swojego stanowiska próbuje również zarysować strukturę głębi wyjaśnień, jakich dostarczają badania eksperymentalne. Odwołuje się przy tym do właściwych sobie kategorii operacyjno-poznawczych. Najważniejsza z nich jest zasada manipulowania mikroobiektami i ich udział w badaniu kolejnych, „niżej" lub „głębiej" położonych ogniw w łańcuchu bytów. Eksperymentaliści odsłaniają nie tylko operacyjny sens działań badacza (interyening), lecz i poznawczo-wyjaśniający sens zdo- Tamże, s.35. 5 Tamże, s.45. 51. N o w a k, Dialektyczna korespondencja w rozwoju nauki.Warszawa - Poznań 1975. 7W. Krajewski, Correspondence Principle and Growth of Science, Dordrecht 1977. 37 bywanej w badaniach „władzy" nad kolejnymi poziomami strukturalnymi materii. Odsłaniają zatem nie tylko jeden z mechanizmów wyjaśniania, lecz i perspektywę ontologi-czną możliwego w nauce poznania. 1.5.6. Badania eksperymentalne jako dziedzina twórczości ludzkiej Od czasów Bacona trudno chyba o przykład innego filozofa, który podkreślałby tak mocno twórczy, autorski charakter „sztuki" w eksperymentalnym badaniu przyrody. Filozofia empirystyczna ze względu na absolutyzację biernego doświadczenia zmysłowego pozostawała dość obojętna na element twórczości tkwiący w obmyślaniu i urządzaniu badań eksperymentalnych. Można zatem oczekiwać, iż kierunki o proweniencji kantowskiej, zakładające czynną rolę umysłu w poznaniu, będą bardziej wyczulone na tę kwestię. W poglądach konwencjonalistów, zwłaszcza u twórcy empirycznego aprioryzmu matrycowego, podkreśla się aktywistyczną, twórczą rolę umysłu eksperymentatora; każdy, kto posługuje się narzędziem bez znajomości sztuki i sposobu, w jaki będzie ono działać, musi pojmować eksperymentowanie jako pasywne przyjmowanie faktów doświadczenia. H.C. Sanborn , który tę myśl Dinglera analizował bliżej, pisze: „Empiry-sta rozpoczyna badania od rzeczy doświadczenia potocznego. Ujmuje je jako dane, nie myśląc o tym, że nasza znajomość tych rzeczy zależy od specjalnego zainteresowania nimi w życiu praktycznym. Rzeczy te (...) stanowią projekcję naszego zainteresowania, a nie jakiejś ogólnej refleksji. Rzeczy nie zostają w zwykły sposób odkryte, lecz w szczególnym sensie wynalezione na podłożu naszego zainteresowania nimi". W tym sensie przyrządy i aparaty naukowe nie są „dane", lecz stanowią produkt naszego myślenia i działania. Otrzymywane dzięki nim wyniki są współokreślone przez same aparaty i przez wybiórczą decyzyjność eksperymentatora . W metodzie koincydencji Dingler rozpoznał stosunki między „czystą" geometrią a naukami eksperymentalnymi i uznał, że zapośredniczeń między nimi dokonuje się przez realizację „matryc" umysłowych. Artyści wychodzą z założenia, że linie ich rysunków nie są naśladownictwem natury, lecz swobodną twórczością; w naturze bowiem w zasadzie nie ma linii. Linia rysunku jest metaforą, interpretacją, jaką artysta wprowadza do natury. W podobny sposób, sądzi Dingler, badacz realizuje w aparaturze odpowiednie linie i płaszczyzny. Dzięki połączeniu empiryzmu z nauką Kanta, H. Dingler dochodzi do wniosku, że poznanie przyrody jest działaniem, produkcją, konstrukcją. Logika Arystotelesa, geometria Euklidesa, mechanika Newtona nie są niczym innym, jak 1 og i c z n y m ujęciem woli badacza zrealizowania w rzeczywistości jednoznacznych, reprodu-kowalnych form elementarnych. Podążając śladami myśli W. Wundta, był Dingler zda- 78 H.C. Sanborn, Das Experiment als schópferische Tat, w: Hugo Dingler Gedankbuch zum 75 Geburstag (red. W. Krampf) Miinchen 1956, s. 181 - 182. Podobną do wyłożonej przez Sanborna koncepcję instrumentu naukowego jako „teorii zmaterializowanej" proponuje G. Bachelard; dzięki instrumentalnej materializacji aparaty badawcze przekształcają abstrakcje umysłowe w prawdy bardziej konkretne niż pochodzące ze zwykłego doświadczenia. Por. G. G u 11 i n g, Gaston Bachelards Philosophy of Science," International Studies in the Philosophy of Science", vol. 2, No. 1, Autumn 1987, s. 55 - 71. Wagę decyzji, podkreślaną przez Dinglera w perspektywie nieco metafizycznej, ujmuje w kategoriach teorii informacji np. R.L. A c k o f f, Decyzje optymalne w badaniach stosowanych, tł, B. Walentynowicz, Warszawa 1969. 38 nia, iż poznanie naukowe jest twórczą syntezą, opanowywaniem rzeczywistości opartym na ludzkich zdolnościach intelektualnych i manualnych. W filozofii nauki ostatniego okresu nie akcentowano wyraźniej twórczego charakteru eksperymentowania. Zagadnienie to podejmowano wprawdzie, jak u Z. Cackowskie-go , w kontekście praktycznej i poznawczej działalności człowieka, lecz bez uwzględnienia pracy eksperymentalnej. W filozofii anglosaskiej od czasów Kuhna przyjęły się określenia „rozwiązywanie łamigłówek" lub problem solving activity, lecz nie znalazły one szerszego rozwinięcia w aspekcie eksperymentalnym. Problematyka „sztuki badań eksperymentalnych" wymaga zatem szczegółowszej analizy, opartej na źródłach najbardziej autentycznych - relacjach samych naukowców. 80 Z. C a c k o w s k i, Człowiek jako podmiot działania praktycznego i poznawczego, Warszawa 1979. 2. O sztuce badań empirycznych (...) metoda doświadczalna jest prawdziwą sztuką, to znaczy opiera się na szczególnych umiejętnościach, a nie na ogólnych prawach. Jako taka, nie gwarantuje nigdy sukcesu; badaczowi zawsze grozi banalność lub mylność sądów. Żadna metodologiczna zasada nie usunie ryzyka błądzenia w ślepym zaułku dociekali. Metoda doświadczalna to sztuka wyboru ciekawego pytania, to sztuka prześledzenia wszystkich konsekwencji schematu rozumowania wiążącego się z takim wyborem (...) Spośród wielości zjawisk przyrody trzeba następnie wybrać to jedno, które wydaje nam się najodpowiedniejsze jako podstawa jednoznacznego sprawdzenia przewidywań teorii. /. Prigogine, I. Stengers* 2.1. Uwagi wstępne Słowa „sztuka" używam tutaj w jednym z dwóch jego znaczeń podstawowych, oznaczającym kunszt, umiejętność wykonawczą, mistrzowskie opanowanie pewnych czynności. Tak zarysowaną treść słowa „sztuka" odnoszę do czynności związanych z badaniami empirycznymi w przyrodoznawstwie. Zagadnienie badań eksperymentalnych w nauce pojawia się w rozważaniach metodologicznych zazwyczaj w kontekście sprawdzania wiedzy. Kwestia, czy i na ile umiejętności eksperymentalne stanowią pewnego rodzaju sztukę, nie była, o ile mi wiadomo, rozpatrywana. W literaturze dotyczącej eksperymentowania zamiast o „sztuce", mówi się zazwyczaj o „technice badawczej" w sensie strategii czy technologii2. Ten sposób podejścia 2 I- Prigogine, I. Stengers, Z chaosu ku porządkowi, tł. K. Lipszyc, Warszawa 1990, s. 55 - 56. Por. J. Habermas, Teoria i praktyka, tł. M. Łukasiewicz, Z. Krasnodębski, Warszawa 1983. Autor odróżnia pojęcia środków technicznych, technologii i strategii. Pojęcia „technologii" badań naukowych używają natomiast często uczeni niemieccy, np.: i. B o s, Durch modernę Forschungstechnologie zu hóheres Effektivitat, „Spektrum" (15) 1969; K. L a n i u s, C. G r o t e, J. K 1 u g o v, G. P e t e r, Zur Verbesserung der Technologie der Forschung, „Spektrum" (15) 1969; G.Lotz, Wissenschaftsanalyse und Forschungstecb-nologie, w: Strategiebildung in Wissenschaft und Technik, Berlin 1978. 40 do metody empirycznej posiada zalety, którym nie można odmówić znaczenia: sytuuje naukę w pobliżu dziedziny, z którą jej związki stają się coraz ściślejsze oraz wskazuje na wysoki stopień udoskonalenia poznawczego metody naukowej. Jednakże spojrzenie na czynności eksperymentalne wyłącznie pod kątem techniki badawczej nie jest wolne od wad. Zakłada, w sposób ukryty lub jawny, możliwość algorytmizacji czynności badaczy i usuwa z pola widzenia podmiotowy aspekt badań, jego czynniki trudno uchwytne, bazujące na skojarzeniach pozalogicznych, intuicji, wyobraźni naukowej. Podmiotowy aspekt eksperymentowania każe widzieć w nim nie tylko realizację strategii, lecz i dziedzinę wymagającą specjalnych uzdolnień i talentów, które pozwalają włączyć eksperymentowanie do obszaru sztuki w jej znaczeniu wykonawczym. Działanie twórcze, w miarę swobodne i nie zalgorytmizowane nie jest nigdy wolne od błędów. Dotyczą one również badań eksperymentalnych. „Odkrycia naukowe robi się (...) we łzach i pocie, a formułuje w nie najlepszym języku; robią je ludzie, którzy stale uzyskują błędne odpowiedzi. I nie ma sposobu uniknięcia tego, albowiem taka jest natura wyobrażania sobie podobieństw. Szukamy zawsze podobieństwa, a dziewięć razy na dziesięć poszukiwane podobieństwo nie zachodzi. Tłumaczy to, dlaczego powstaje więcej złych prac naukowych i miernych dzieł artystycznych, niż wybitnych" - pisze J. Bronowski . Podkreślenie podmiotowego aspektu eksperymentowania wydaje się tym istotniejsze, że w czasach współczesnych skutecznie przesłania go ogólna technicyzacja życia, także życia nauki. Trudno nieraz w ocenie ogromnych osiągnięć nauk doświadczalnych zachować niezbędną równowagę pomiędzy fascynacją nowoczesnymi środkami technicznymi a dowartościowaniem indywidualnego, twórczego wkładu eksperymentatora stosującego tę technikę. 2.2. Różne oblicza eksperymentowania Skłonność do eksperymentowania wydaje się nieodłączna od ludzkich zachowań, sposobu reagowania na otoczenie i obcowania ze światem. Rozwój gatunku ludzkiego związany jest z nieustannie ponawianymi próbami zmieniania form życia, aktywności indywidualnej i zbiorowej. Kolejne etapy historii ludzkości można scharakteryzować jako wprowadzanie wciąż nowych sposobów współdziałania ze środowiskiem, aktywnego badania i celowego wykorzystania jego możliwości. Próby te miały zakres ogromnie szeroki. Objęły budowę osad, fortec, mostów, świątyń, organizację polowań, hodowlę zwierząt i uprawę roli, pozyskiwanie surowców i ich przetwarzanie, wyrób odzieży i żywności, przedmiotów codziennego użytku i przedmiotów sztuki... E. MachTlzwraca uwagę, iż mistrzyniami eksperymentu w życiu codziennym były kobietji. To one wynalazły przędzenie i tkactwo, szycie i dzierganie oraz sposoby przyrządzania i konserwacji żywności. Postęp dokonywał się drogą kontynuowania tradycji modyfikowanej innowacjami, raczej drogą cierpliwych prób niż przypadkowych a szczęśliwych odkryć. Lecz i te szczę- J. Bronowski, Źródła wiedzy i wyobraźni, tł. S. Amsterdamski, Warszawa 1984, s. 109 - 110. ' E. M a c h, Knowledge and Error, tł. T.J. McCormack, Dordrecht Holland, Boston USA, 1976. 4^;t t^;:skr;:rd kszia"°™ie s* •"*» życia zwierz,! wyższych, z przedłużonym obS™ H g'°m'^m "» "Sól sposobem rodzicielsk, w ,ym „kresie - a w ™ Lvnnt,f, f "'.T™ ora2 '"^yw^ opiek, sz, inteligencja, tym wyraźnie Zlwi^ ™,kam, s.ymuluj^ymi nczenie si fep « ich ak,y„„eg„ „adan.af od JSZ^S^^^S^ ?"**-"• innowacji. J uu s>amoazielnie wprowadzanych S-red„ic,„em danych ;myslc,,cn n,™Jsc,e m^y eksperymentowanie. , z.owno sk„„a.„ści zastosowanych C^tt "T""""" SPr°Wato si« d» <"> rz^ym m™, do czynLia z prtNdbkonla ekSperyme"">w»» Wdcim i zwie-.roi, zmysłów, doskonaleniem „bserwac" rfrT '" P°mOCą "m*&" mCh" <**> •ora, probe zmiany waruntów^S^^T^^""61'11 lub różn, si, rf zwierz^o ,y,k„ J^^^^^*111-10™ dziedziny nieporównywalne ze zwi ^ P Podmiotami najbliisze- W>'!<«pilJe'*sW™"»-™i« „bezin- go otoczenia; ponadto jedynie .S teresowne", „ykracijj : ? Dla S. Amsterdamskiego kwestia ta zahacza o spór między naturalistyczną a anty-naturalistyczną koncepcją człowieka i kultury symbolicznej. Dla E. Macha symbol był tożsamy z sygnałem, bowiem symbole i sygnały są znakami, bodźcami kontrolującymi zachowanie ze względu na towarzyszące mu okoliczności. Symbol był dlań znakiem produkowanym przez sam organizm, a różnice między sygnałem a symbolem nie miały zasadniczego charakteru ze względu na ich wspólną naturę. Późniejsi badacze, jak E. Casirer , postrzegali człowieka jakb animal symbolicum, a dla J. Kmity działalność poznawcza w nauce jest już dziedziną kultury symbolicznej. Eksperymentowanie, pojmowane maksymalnie szeroko, jest w świecie ludzkim zawsze „próbą nowego". Poszukuje się w nim sposobu wytwarzania nowych obiektów lub doskonali znane już czynności. Eksperymentując w sferze umysłowej poszukuje się nowych pojęć i sposobów ich kojarzenia. W dziedzinach takich, jak filozofia, matematyka, poezja, muzyka eksperyment przyjmuje najbardziej „bezinteresowną", ze względu na możliwości zastosowań, postać. Abstrakcja myśli nie musi być tutaj krępowana realiami codzienności lub prawidłowościami przyrody. Eksperymentowanie w formie akceptującej szereg dowolności i pewną chaotyczność, będące działaniem metodą prób i błędów, towarzyszy każdej dziedzinie, w której człowiek chce i może pracować bez instrukcji'J. W ten sposób eksperymentujemy w czynnościach życia codziennego i w pracy, nawet najmniej, na pozór, twórczej. Możliwość kształtowania fragmentu rzeczywistości przez bardziej lub mniej świadome wprowadzanie zmian to z pewnością czynnik dający satysfakcję. Pozbawienie człowieka takiej możliwości (np. w systemie produkcji taśmowej) czyni pracę mało atrakcyjną, monotonną, uciążliwą. Istnieją zawody i dziedziny, na których po prostu ciąży stały obowiązek innowacji. To wszelkie zawody twórcze, naukowe i przede wszystkim artystyczne. Eksperymentuje aktor, szukający nowych środków ekspresji artystycznej, i pisarz, próbujący przełamać tradycyjny sposób narracji. Eksperymentują muzycy-wykonawcy nadając nowe brzmienie dawnym utworom. Eksperymentują kompozytorzy, pisząc muzykę według odmiennych zasad harmonii. Eksperymentuje się w malarstwie i rzeźbie; w tych dziedzinach łamanie konwencji prowadzi nader często do zupełnego zadziwienia i zakłopotania odbiorcy12. Do wszelkich dziedzin eksperymentowania coraz częściej włączają się środki i strategie techniki. Ogromnie spektakularna jest obecność techniki w sporcie. Naukowo opracowane warianty diety, treningu, opieki medycznej pozwalają na optymalne sterowanie formą zawodników. Środki materialne: bieżnie tartanowe, tyczki i wiosła z włókien sztucznych, nowoczesny sprzęt narciarski itp. sprzyjają biciu rekordów i przesuwaniu granic ludzkich możliwości. Stwarza to trudny do rozstrzygnięcia dylemat: na ile osiągnięcia sportowe stanowią autentyczną zdobycz zawodnika, na ile zaś wspomagających go środków technicznych? S. Amsterdamski, Nauka a porządek świata, Warszawa 1983, s. 30. 9 E. Cassirer, Esej o człowieku, (f. A. Staniewska, Warszawa 1971. 10 J. K m i t a, O kulturze symbolicznej, Warszawa 1982. 1' Por. P. L. K a p i c a, Eksperyment, teoria, praktyka, tł. J. Kempa, Warszawa 1987; podobnie o czynniku twórczości w pracy codziennej pisze K.Ajdukiewicz, Pochwała życia pracowitego, w: Język i poznanie, t. II, Warszawa 1985. 12 Por. Das Experiment in Literatur und Kunst (red. S J, Schmid), Miinchen 1978. Równie aktywnie technika włącza 43 mmstS w te?j pracy. w ! s^*•* -^ r 2 JCJ publiczności d CJi c7; gh°rdarczej' cJi lb b wZOrce rckiej Z 4waii;!r^^waja ni rekordów t ekonomiczn»ej. nauk (red. 44 przewidywania. Ekperymentowanie, szczególnie w nauce i sztuce, bywa jednocześni zabawą i pracą - sposobem aktywności tak typowym dla ludzkiego bycia w świecie14 Eksperymentowanie jest grą między człowiekiem a światem rzeczy, niezależnie od tego, czym owe rzeczy są. W tej grze spotykają się partnerzy coraz to inni: badacz i nieznane zjawisko przyrodnicze, malarz i płótno na sztalugach, reżyser i scenariusz, który należy przenieść na scenę... Motyw gry w twórczości naukowej i artystycznej podkreślali mocno W. Heisenberg1 i cytowany już J. Bronowski . W odniesieniu do pracy badawczej K.R. Popper17 pisał: „Gra naukowa w zasadzie nie kończy się. Ten, kto postanowiłby pewnego dnia, że twierdzenia naukowe nie wymagają dalszego sprawdzania i że można uważać je za dostatecznie zweryfikowane, wycofuje się z gry''. A zatem gry naukowców, tak samo jak gry artystów, mają i ten walor, że nie widać ich końca; każdy kogo ta gra angażuje naprawdę, może uprawiać ją do końca życia. Motyw gry - zabawy odegrał niebagatelną rolę w rozwoju sprzętu laboratoryjnego. Najbardziej może widoczne jest to w dziejach mikroskopu. „Mikroskop był traktowany jako zabawka, zanim stał się poważnym instrumentem, służącym do badań" - stwierdza R.A. Hali18. Na podobny, „zabawowy" epizod w historii tego przyrządu zwraca uwagę I. Hacking19 w cytowanym już studium poświęconym istocie mikroskopii. A.W. Achutin podkreśla ogólniejszą i głębszą rolę jaką w powstawaniu nowoczesnego przyrodoznaw-stwa odegrało rozpowszechnienie w czasach Odrodzenia zabawek mechanicznych i gier matematycznych, „kuriozów", zagadek, łamigłówek. „Dlarzemieślnika, który wykonywał przybory, plansze, pionki do tych gier jak i przyrządy do badań naukowych, praca eksperymentatora trudna była do odróżnienia od zabawy. Lecz dla badacza było to badanie zjawisk w warunkach dalekich od praktycznej celowości. Fundamentalnym krokiem poznania teoretycznego jest gra eksperymentalna wyobraźni Kopernika, Keplera, Galileusza stawiających swój przedmiot badań w innych warunkach niż realne, we wszystkich możliwych warunkach, lub z pominięciem warunków - jako »przedmiot sam w sobie«"20. Koncepcji badań naukowych jako „gry" badacza przeciwko Naturze poświęca sporo miejsca w swojej książce R.L. Ackoff21. Prawa przyrody występują tutaj jako przeciwnik w rozgrywce naukowej, a badacz w swoich działaniach poznawczych podejmuje decyzje w warunkach pewności, niepewności, lub całkowitej niewiedzy. Zazwyczaj grę rozpoczyna człowiek, włączając się tym samym w układ stale powtarzających się czynności: ruch badacza - ruch obiektu, ruch narzędzia - opór tworzywa. Eksperymentowaniu zawsze towarzyszy pokonywanie trudności, niosące z sobą czynnik ryzyka, element hazardu. 14 Por. np. J. H u i z i n g a, Homo ludens. Zabawa jako źródło kultury, tł. M. Kurecka, W. Wirpsza, War szawa 1985. Por. także J. Mechling, Homo ludens, Subsp. Scientiftcus, „Play & Culture" vol. 4, No. 3, Aug. 1991, s. 258-271. 15 W. H e i s e n b e r g, Ponad granicami, tł. K. Wolicki, Warszawa 1979. 16 J. B r o n o w s k i, Źródła..., op. cit. 17 K.R. Popper, Logika odkrycia naukowego, tł. U. Niklas, Warszawa 1977, s. 49. 18 R.A. Hali, Rewolucja naukowa 1500 - 1800, tł. T. Zembrzuski, Warszawa 1966, s. 277 19 I. H a c k i n g, Do We See Through a Microscope? w: Images of Science (red. P.M. Churchland, C.A. Hooker), Chicago, London 1985. 20 A.W. Achutin, Istorija princypow fiziczeskogo ekspierimienta. Ot anticznosti do XVII w., Moskwa 1976, s.218. 21 R.L. Ackoff, Decyzje optymalne w badaniach stosowanych, tł. B. Walentynowicz, Warszawa 1969. 45 Czy w grze zwanej eksperymentowaniem możliwe jest osiągnięcie mistrzostwa, jak erze w szachy, jak w grze na instrumencie? Czy i w pracy badawczej przez lata prób zwinąć się może prawdziwa maestria? I czy piękne, inteligentne i uwieńczone sukce- i eksperymentowanie zasługuje na miano sztuki eksperymentalnej? 2.4. O badaniach eksperymentalnych jako sztuce wykonawczej Twierdzącą odpowiedź na postawione w zakończeniu poprzedniego paragrafu pytania zawiera motto niniejszego rozdziału. Lecz nie tylko uczeni ostatniej generacji tak sądzą W.H. George22 stwierdza krótko: „Badania naukowe nie są same w sobie nauką, pozostają stale odmianą rzemiosła lub sztuki". Podobne, chociaż szerzej rozumiane pojęcie sztuki badań naukowych (zarówno teoretycznych, jak empirycznych) prezentuje W.I.B. Beveridge23 w tytule i treściach swojej książki. Piszącej te słowa pozostawałoby zatem bliższe wyjaśnienie, na czym sztuka owa miałaby polegać, i z jakimi źródłami filozoficznymi badacze zwykle wiążą to pojęcie w odniesieniu do pracy naukowej. S. Sambursky charakteryzując to, co w istotny sposób odróżnia sytuację eksperymentalną od dowolnej obserwacji, posługuje się słowem „sztuczność" (artificiality). Angielskie słowo artificiality posiada ten sam rdzeń, co artificer - rzemieślnik, twórca, sprawca, wynalazca. A zatem i eksperymentator byłby kimś, kto w sposób sztuczny (za pomocą swej sztuki) sprawia, powołuje do istnienia określone stany rzeczy, zjawiska, sytuacje badawcze. Słowo „sztuka" zresztą w większości języków zbieżne jest z greckim techne, którym starożytni oznaczali dowolne ludzkie mistrzostwo: w dziedzinie rzemiosła, poezji, retoryki... Tradycja określania całych dziedzin nauki mianem sztuki przetrwała do dzisiaj np. w medycynie. Rozmaite konteksty, w których medycyna występuje raz jako „nauka", raz jako „sztuka" analizuje interesująco J. Sadlen . Podobne rozumienie medycyny jako sztuki lekarskiej prezentuje A. Siemianowski26. Ujęcie badań naukowych jako sztuki sięga starożytności. Platon uważał astronomię i muzykę za „rodzone siostry". A.W. Achutin27 rozwijając tę myśl zauważa, iż muzyka i plastyka były dla myśli starożytnych nie tylko sztukami-rzemiosłami, ale i sferą, w której kształtował się nawyk teoretycznego ujęcia przedmiotu, tj. przejścia od bezpośredniej obserwacji zmysłowej ku myślowemu odzwierciedleniu idealnej formy leżącej u podstaw danego indywiduum (rzeczy). Tylko oswoiwszy się z intelektualizmem estetyki greckiej możemy zrozumieć specyfikę myślenia Greków (estetyzm właśnie) i należący do niej sposób eksperymentowania (obserwacja teoretyczna). W.H. George, Scientist in Action, cyt. wg. H. Seleye, Od marzenia do odkrycia naukowego, tł. L. Zembrzuski, W. Serzysko, Warszawa 1967, s. 284. W.I.B. Beveridge, Sztuka badań naukowych, tł. L. Żebrowski, Warszawa 1960. 24 S. S a m b u rs k y, The Physical World of the Greeks, London 1960. J. S a d 1 e r, Ideologies of "Art" and "Science" in Medicine: The Transition from Medical Care to the Application of the Techniąue in the British Medical Profession. "Sociology of Science. The Dynamics of Sciences and Technology", A Yearbook, vol. II, 1978, Dordrecht, Boston. A. Siemianowski, Poznawcze i praktyczne funkcje nauk empirycznych, Warszawa 1976, s. 218-219. A.W. Achutin, Istorija..., op. cit., s. 29. 46 Odnotowując powiązania estetyczno-intelektualne w myśli greckiej A.F. Łosiew28 pisze: „Antyczny kosmos reprezentuje sobą klasyczną całość, jakby wielką figurę lub posąg lub świetnie nastrojony i wydający dźwięki instrument". Dodaje dalej, iż pierwszymi „teoretykami" w klasycznej epoce starożytności były estetycznie ukształtowane zmysły - wzrok i słuch. Sfera sztuki (artystycznej) była ogniwem pośredniczącym między praktyką rzemieślniczą a myśleniem teoretycznym. Tak powstawała nauka, w której obserwacja, pozostając odzwierciedleniem, stawała się jednocześnie rozumieniem, myślą, sztuką „oglądania umysłem''. A. Szabó , rozważając pochodzenie i rozwój nauki pitagorejczyków stwierdza, że ich badania w dziedzinie muzyki zaowocowały teorią proporcji, a w geometrii i stereo-metrii ześrodkowały się na zagadnieniach związanych z idealną formą i próbami plastyki. Określenie przedmiotu przez liczbę, tożsamość zasady rozumienia z zasadą piękna, przy uniwersalnym (kosmicznym) rozumieniu idealnej formy - wszystko to przekształciło praktykę artystyczną starożytności w bazę myślową eksperymentowania lub podstawę spekulacji teoretycznych. O ile greckie pojęcie sztuki i estetyzmu odnosiło się do przyrody w jej „wolnej" postaci, o tyle w epoce renesansu odnoszono je już bezpośrednio do przyrody „dręczonej" sztuką eksperymentujących uczonych. Nie inaczej, niż o sztuce, wyraża się o eksperymentowaniu pionier jego metodologii, F. Bacon , pisząc: „(...) tworzymy nie tylko historię przyrody swobodnej i wolnej (...), jaką jest historia ciał niebieskich, meteorów, ziemi i morza, minerałów, roślin, zwierząt, lecz także, i to w o wiele większym stopniu, historię przyrody skrępowanej i dręczonej, to jest kiedy sztuka i ręce ludzkie wytrącają ją z jej naturalnego stanu, kiedy się na nią wywiera nacisk i ją kształtuje. Toteż opisujemy wszystkie eksperymenty sztuk mechanicznych, operatywnej części sztuk wyzwolonych, wielu praktycznych działań, które nie wytworzyły jednej odrębnej sztuki (...). A nawet (...) o wiele więcej oczekujemy wyników i pomocy od tej części niż od tamtej, gdyż natura rzeczy w większym stopniu się zdradza pod wpływem udręczeń doznawanych ze strony sztuki niż w stanie swej naturalnej wolności". 2.5. Teoretycy i eksperymentatorzy Sztuka badań doświadczalnych posiadałaby zatem sens bliski greckiej techne: kunsztu, umiejętności wykonawczej, bazującej na zręczności rąk i specjalnym typie uzdolnień manualnych i umysłowych. Wśród badaczy wyraźnie wyróżnia się część uczonych, których bawi praca eksperymentalna, którzy ją lubią i odnoszą w niej sukcesy. Bywają też postacie „eksperymentatorów nieszczęśliwych", którym nie darzy się ta praca i którym przytrafiają się zabawne (lub groźne) wypadki. Ci ostatni stają się przedmiotem żar- A.F. Łosiew, Istorija anticznoj estietiki rannogo kłassika, Moskwa 1963, s. 50. 29 A. S z a b ó, Anfange der griechischen Mathematik, Budapest 1969; podobnie K. M a u r i n, Matematyka jako język i sztuka, w: Wizje człowieka i społeczeństwa w teoriach i badaniach naukowych,(red. S. Nowak), Warszawa 1984. F. B a c o n, Novum Organum, tł. J. Wikarjak, Warszawa 1955, s. 35 - 36. 47 tów anegdot, karykatur31. Każde laboratorium wytwarza własny „folklor", tradycję, rzekazywaną ustnie kronikę żartów, dowcipów, komicznych wydarzeń towarzyszących pracy badawczej . Ze wzrostem teoretyzacji i stopnia zmatematyzowania przyrodoznawstwa zarysował się w początkach naszego wieku, zwłaszcza w fizyce, podział na dwa typy badaczy: teoretyków i eksperymentatorów. Uczonym, który otworzył przed fizyką rozległe obszary badań teoretycznych i który sam przeszedł drogę od eksperymentów w laboratorium do eksperymentowania w myśli, był A. Einstein. Zawsze jednak pozostał wierny zasadzie, iż nauka powinna „wychodzić od faktów i kończyć się na faktach". Stanowisko Einsteina w tej kwestii wyraża A. Moszkowski33, autor cyklu wywiadów z twórcą teorii względności: „W naszych czasach usiłują niektórzy rozdrabniacze pojęć zbudować zasadniczą różnicę między fizykami-eksperymentatorami a »fizykami od kredy«. Tak nazywają szyderczo teoretyków, gdyż ci zdaniem ich, chcą naturę zbadać wyłącznie przez formuły, kredą na tablicy. Historia nauki nie zna takiej różnicy, chociaż mogłoby się zdarzyć, że fizyk z dala od eksperymentu odkryje rzecz ważną. Można raczej twierdzić, że wielki teoretyk musi być wielkim eksperymentatorem, i odwrotnie. Ale nie znam żadnego przykładu, żeby teoretyk jednostronnie upierał się przy kredzie i zasadniczo zaprzeczał wartości eksperymentu. Dodam, że Einstein sam chętnie eksperymentuje i jako doświadczony eksperymentator pracował czynnie i skutecznie. (...) Nie ma jednak pretensji do właściwej rutyny i sam wskazuje na to, że w praktycznym wykonaniu realnych zagadnień ucieka się do obcej pomocy. Istnieją osobni geniusze eksperymentu, których praca osiąga najpiękniejsze i najkorzystniejsze owoce wtedy, gdy uzupełnia i zapładnia pracę teoretyka''. Zdanie o zasadniczej nierozdzielności pracy teoretycznej i doświadczalnej podzielał znakomity fizyk rosyjski, P.L. Kapica. Przyznawał wszakże, że wśród wielkich uczonych talenty te nierówno były rozdzielone: „(...) byli znakomici fizycy teoretycy, jak Gauss, na przykład, który zupełnie nie interesował się eksperymentami. Newton z kolei był i eksperymentatorem, i dobrym matematykiem. A znowu Maxwell był eksperymentatorem bardzo złym; u niego nie tylko eksperymenty nie udawały się na wykładach, ale i w laboratorium przyrządy skonstruowane były dziwnie nieskładnie i chwiejnie". Podział na „fizyków od kredy" i „doświadczalników" zarysował się wyraźnie w czasach bliższych współczesności. L. Infeld, polski fizyk, wieloletni współpracownik Einsteina, z całkowitą szczerością przyznaje się do braku talentów eksperymentator-skich: „Nigdy nie przyciągała mnie do fizyki jej strona inżynieryjna. Nie miałem żadnych zdolności mechanicznych. Moje ręce nigdy nie pracowały - wstydzę się przyznać. W fizyce ukochałem ścisły charakter jej rozumowań; wydawało mi się cudowne, że tyle skomplikowanych faktów można było wydedukować z kilku prostych zasad"35. 31 B. Lingmann, H. Schmiedel, Anekdoten, Episoden, Lebensweisheiten von Naturwissenschaft- lern und Technikern, Leipzig 1987. 32 J. Mechling, Homo Ludens Subsp. Scientificus, „Play & Culture" vol. 4, No. 3, Aug. 1991, s. 258-271. 33 A. M o s z k o w s k i, A. Einstein. Rzut oka na świat jego myśli, Łódź 1922, s. 98, przypis. 34 P.L. Kapica, Eksperyment..., op. cit., s. 231. 35 L. I n f e 1 d, Szkice z przeszłości, Warszawa 1964, s. 25. 48 P.L. Kapica36 dostrzegał w swoim kraju, w latach 1950 -1970, wyraźny przerost udziału fizyków w pracy teoretycznej. Przyczynę tego stanu rzeczy widział w trudnościach (także obiektywnych*) pracy doświadczalnej, jej czasochłonności i ubóstwie zaplecza technicznego. Wzorem laboratoriów angielskich, w których pracował, za optimum organizacyjne pracy naukowej widział stosunek teoretyków do eksperymentatorów taki, jak 1:20. 2.6. Sztuka eksperymentalna w refleksji badaczy W innych dziedzinach przyrodoznawstwa rozdźwięk między czystą teorią a badaniami doświadczalnymi nie jest jeszcze dzisiaj tak wyraźny. W chemii, przykładowo, eksperyment jest podstawą pracy badawczej. Niekonwencjonalne, pomysłowe sposoby eksperymentowania z pewnością wyróżniają tę dziedzinę spośród innych nauk przyrodniczych. Chemicy wykorzystują rozmaite techniki, środki i sposoby eksperymentowania - od całkowicie tradycyjnych do najbardziej nowoczesnych. Co więcej, w zaskakujący sposób kojarzą kuchenne zgoła zabiegi (gotowanie, wytrząsanie, mieszanie, odparowywanie) z subtelnymi dociekaniami teoretycznymi i wykorzystaniem wyrafinowanych technik doświadczalnych. Realia pracy laboratoryjnej chemików barwnie i trafnie przedstawiają M. Zenzen i S. Restivo : „Przetrwanie - a także sukces (...) zależy od wyrobienia w sobie skłonności do tworzenia narzędzi z tego, co jest pod ręką. (...) Ludzie muszą być tutaj dobrzy w elektronice, umieć obchodzić się z narzędziami i różnymi materiałami, tak, żeby nieuniknione problemy z budowaniem, utrzymaniem i przystosowaniem aparatury dały się w ogóle rozwiązać. Niedostatek bardziej niż środowisko obfitości stwarza szansę powstania świadomości znaczenia szerokiej gamy rzeczy, które można wykorzystać dla zapewnienia postępu badawczego, a do tych rzeczy trzeba zaliczyć także pięć niewspoma-ganych zmysłów". W badaniach przyrodniczych sprawność zmysłów badacza odgrywa pierwszorzędną rolę. Nie tylko zresztą sprawność w sensie kryteriów zdrowotnych i fizjologicznych. Tak, jak w dziedzinie sztuk pięknych mówi się o słuchu absolutnym, „oku" czy „ręce artysty", podobnie w eksperymencie przyrodniczym wzrok, słuch czy dotyk badacza odznaczać się muszą specyficzną wrażliwością. Ważne jest wyczulenie oka na subtelne zmiany barw roztworów lub kultur mikroorganizmów, ważne wyczulenie ucha na głosy zwierząt lub podejrzane dźwięki sygnalizujące usterki w pracy aparatury. Równie istotna jest zręczność i sprawność manualna, a nawet ogólna koordynacja ruchowa całego ciała, zwłaszcza przy pracy z aparaturą większych rozmiarów. Niekiedy, zapatrzeni w ultranowoczesną, skomplikowaną aparaturę badawczą skłonni jesteśmy nie doceniać czułości zmysłów ludzkich lub zwierzęcych. Oko ludzkie rejestruje pojedyncze kwanty światła, a powonienie kota lub psa znacznie przewyższa 6 P.L. Kapica, Eksperyment..., op. cit., s. 176 - 181. 37 M. Z e n z e n, S. R e s t i v o, The Mysterious Morphology of Immisible Liquids: A Study of Scientific Practice, „Social Science Information" (3) 1982, s. 447 - 473. 49 możliwości detekcji najczulszej aparatury fizykochemicznej. „Doścignąć węch psa - to jedno z zadań fizyki przyszłości'' mawiał P.L. Kapica . Wśród uczonych-eksperymentatorów zdarzają się i tacy, których uwrażliwienie sen-soryczne stało się podstawą prywatnego hobby. Francuski fizyk, P. Langevin był wytrawnym znawcą i degustatorem win, często zapraszanym przez poważnych producentów jako rzeczoznawca. Podobno w swoich diagnozach nie mylił się nigdy! Rozwinięcie odpowiedniej spostrzegawczości i wrażliwości zmysłów wydaje się tyleż funkcją indywidualnych dyspozycji, co praktykowania, „terminowania", świadomego ćwiczenia. Cytowani już Zenzen i Restivo opisują jeden z etapów swojej pracy, którym było badanie „kapryśnych", jak je określają, mieszanin woda-benzen. Mieszaniny te sporządzano w warunkach ściśle izotermicznych. Następnie probówki wytrząsano ręcznie i poddawano obserwacji dla określenia stabilności emulsji i ustalenia typu mieszaniny. Badania te ujawniły interesujące aspekty percepcji wizualnej. Badacz mianowicie musiał „nauczyć się widzieć", jak wygląda emulsja stabilna i niestabilna. Musiał umieć pogodzić obserwację naukową z pewnego rodzaju widzeniem estetycznym. Największe znaczenie miało rozgraniczenie percepcji prospektywnej i retrospektywnej: ocena czy kropelki emulsji poruszają się względem nieruchomej cieczy (tła), czy też płynne tło przesuwa się względem nieruchomych kropli. Nie było łatwym zadaniem szybko i niezawodnie zaobserwować równowagę metastabilną, która ustalała się natychmiast po ustaniu wstrząsów. W opisanej fazie badań autorzy stworzyli swego rodzaju „laboratorium fenomenologiczne", szkołę spostrzegania, a zwłaszcza dostrzegania czegoś nowego w serii wielokrotnie powtarzanych obserwacji mieszanin, na pozór bliźniaczo do siebie podobnych. Wybitny kanadyjski lekarz i fizjolog, twórca teorii stresu, H. Selye, jest zdania, że dobry eksperymentator powinien dysponować wiedzą i umiejętnościami techniczno-rzemieślniczymi. Zwiększają one wszechstronność badacza i uniezależniają go od pracowników obsługi i warsztatów. „Naukowiec praktyk, który zwykł używać laboratorium jako amatorskiego warsztatu, może być dobrym konstruktorem przyrządów. (...) Pewna zręczność manualna jest niewątpliwie wielką zaletą. Chirurg powinien umieć odpowiednie narzędzie dostosować do swoich potrzeb; chemik powinien nauczyć się pracować ze szkłem' - pisze H. Sełye. Wytrawny badacz, który nieraz borykał się z opornością materiału doświadczalnego zna sporo „sztuczek", „chwytów", które w pomysłowy sposób rozwiązują niektóre trudności badań. H. Selye41 radzi fizjologom golić sierść zwierząt doświadczalnych dla łatwiejszej obserwacji zmian skórnych; podpowiada, że umiejętne naciśnięcie żuchwy gryzonia pozwala na obejrzenie wnętrza jego pyszczka lub gardła; nakarmienie mlekiem uwidacznia narządy wewnętrzne leżące na tle żołądka itp. Mówi o podobnych zabiegach, że raczej omijają pewne nieprzezwyciężalne trudności niż pokonują je wprost. Twórca teorii stresu, podobnie jak wielu innych autorów, zwraca uwagę na intuicyjny, w dużej mierze, charakter badań doświadczalnych. Mówi mianowicie o „logice pół-intuicyjnej" w nich zaangażowanej. W praktyce badawczej istotne jest nieraz szcze- P.L. Kapica, Eksperyment..., op. dt., s. 398. * Tamże, s. 398. 3 H. Selye, Od marzenia..., op. cit., s. 233. 1 Tamże, s. 234 i nast. 50 gólne wyczucie sytuacji, które ma charakter podświadomy. Jego szczegóły nie przedost ją się do świadomości badacza i nie zawsze nawet ex post mogą zostać zrekonstruowan Dobrą ilustracją takiego wyczucia naukowego jest powtarzana w wielu wersjach anegdota, której bohaterem F. Kiedrow42 uczynił P.L. Kapicę. Otóż w pewnej angielskie' firmie budowlanej z trudnych do ustalenia powodów przestał pracować nowy dźwig ele ktromagnetyczny. Poproszono o konsultację znakomitego fizyka, oferując 1 000 funtów za usunięcie uszkodzenia. Uczony sprawdził ciągłość połączeń elektrycznych, pomy ślał... po czym poprosił o młotek. Uderzył silnie w płytę indukcyjną i dźwig zaczął fun kcjonować bez zarzutu. Wówczs przedstawicielom firmy kwota 1 000 ? „za jedno uderzenie młotkiem'' wydała się zbyt wygórowana, lecz uczony obstawał przy swoim honorarium. „Za uderzenie młotkiem należy mi się 1 ? - miał powiedzieć - ale 999 ? za to, że wiedziałem, gdzie uderzyć". Zwrot „wiedzieć, gdzie uderzyć" charakteryzuje prosto, lecz nad wyraz trafnie, istotę maestrii eksperymentalnej. W słowach bardziej wyszukanych, posługując się analogią do sztuki malarskiej, charakteryzował tę intuicję W. Ostwald43, sam zresztą utalentowany malarz-amator: „Gdy wprawny malarz ma rozstrzygnąć, jak przez pomieszanie swych barw naśladować jakiś kolor widziany właśnie w przyrodzie, wówczas nie rozumuje on, że ma właśnie pomieszać czerwoną ochrę z ultramaryną i bielą krymską, ale pędzel swój bez wahania zanurza w odpowiednich farbach i miesza je, podczas gdy jednocześnie może świadomie myśleć o zupełnie czym innym. Podobnie w umyśle badacza dzięki dobrze działającej pamięci (...) zbierają się poszczególne wnioski płynące z doświadczenia, a w szczegółach swych nieraz nieświadome: wynikiem takiego skojarzenia nie jest myśl, ale wprost wykonane doświadczenie". Podobną analogią posłużył się w swoich rozważaniach nad pracą naukową P. Duhem44. „Fizyk, który przez poprawki komplikuje teoretyczne przedstawienie obserwowanych faktów, aby to przedstawienie uczynić bliższym rzeczywistości, podobny jest do artysty, który mając już szkic obrazu, wykonuje jeszcze cieniowanie, aby lepiej podkreślić główne powierzchnie ukształtowania modelu". 42 F. Kiedrow, Kapica, żyzń i otkrytija, Moskwa 1979. 43 W. Ostwald, Jak powstała chemia, op.cit., s. 235 - 236. 44 P. D u h e m, La theorie physique, son object et sa structure. Korzystałam z tłumaczenia: P.Duheą Ziel und Struktur der physikalischen Theorien, tł. F. Adler, Hamburg Meiner 1978, s. 207. 3. W poszukiwaniu definicji eksperymentu Istotą rzeczy (...), którą każda definicja próbuje ustalić, jest po prostu to, co w danej chwili jest ważne do wyjaśnienia. Wynika z tego, że istoty rzeczy i definicje rzeczy są z konieczności mnogie, zmienne i „względne", a nigdy „absolutne" (...) Jedna, jedyna i absolutna definicja pewnej rzeczy, słuszna bez względu na kontekst byłaby taką, która by służyła do wszystkich celów, dla których jest dogodne lub możliwe użycie danego terminu. Taką definicję można sobie tylko wyobrazić, ale jest ona czymś' zupełnie niewiarygodnym i na pewno nie istniejącym. F.C.S. Schiller 3.1. O zakresach znaczeniowych terminów „eksperyment", „doświadczenie", „obserwacja" Jest rzeczą powszechną, iż mimo obecności w rozmaitych słownikach, także filozoficznych2, ścisłych i w miarę jednoznacznych sposobów rozumienia powyższych terminów, w potocznej, naukowej, a nawet filozoficznej praktyce językowej ich sens bywa rozumiany rozmaicie. Niesie też z sobą różne treści, a nawet różny ładunek emocjonalny. W językach europejskich słowa te posiadają odpowiedniki następujące: experimentum experiment das Experiment der Versuch experience epreuve experimentation ekspierimient experientia experience die Erfahrung experience observatio observation die Beobachtung observation j. łaciński j. angielski j. niemiecki opyt nabludienije j. francuski j. rosyjski Introduction t0 the Voluntarist Theory of Knowledge, London Słownik filozofii marksistowskiej (red. T. M. Jaroszewski), Warszawa 1982. 52 W każdym z tych języków, nie tylko w mowie potocznej, sens powyższych terminów nie jest do końca jednoznaczny. Bywają one, w zależności od kontekstu, w dość dowolny sposób używane .zamiennie. W języku polskim nagminnie używa się, jako synonimów, słów eksperyment i doświadczenie. Jedynie w fachowym języku angielskim słowa experiment nie zamienia się ze słowem experience\ słowo experiment posiada natomiast kilka synonimów, np. test, proof , examination, itp. Odwrotnie natomiast jest w języku francuskim: tutaj zbieżność znaczeniowa między słowami eksperyment i doświadczenie jest o wiele bliższa, są one wręcz synonimiczne. Eksperymentator znaczy wprawdzie experimentateur, lecz doświadczony - experimente. Wyraz „eksperyment" w tym języku posiada, podobnie jak w angielskim i niemieckim, więcej synonimów niż wyraz doświadczenie. W języku niemieckim wyraz Experiment stosowany jest często zamiennie z wyrazem Versuch (badanie). W języku polskim sytuacja wydaje się równie złożona, zbadajmy zatem treść językową wymienionych terminów. 3.1.1. Eksperyment Według słownika wyrazów obcych4 eksperyment oznacza próbę, badanie. W wielu słownikach, a także w użyciu językowym wyraz „próba'' bywa utożsamiany z „eksperymentem". Jest to usprawiedliwione w mowie potocznej lub w rozważaniach ogólniejszych, jak np. zawarte w rozdz. 2 tej pracy. Wydaje się jednak, że wyraz „próba" posiada zakres szerszy, a sens mniej jednoznaczny niż „eksperyment". Utożsamianie zakresów znaczeniowych obu wyrazów prowadzi do częstych „nadużyć" w odniesieniu do sensu słowa „eksperyment". Przez owo utożsamienie „eksperymentem" stałaby się każda próba nowych działań, praktyk, procedur, rozwiązań w szerokim zakresie działalności ludzkiej, w życiu codziennym i w życiu społeczeństw, w gospodarce, polityce, pedagogice , sztuce itp. Próby takie można zaliczyć - z pewną dozą dowolności - do eksperymentów pozanaukowych, nienaukowych, potocznych itp. Zatem i eksperyment okazuje się pojęciem ogromnie „pojemnym". Pamiętając o tym, skierujmy uwagę ku eksperymentom, które są przedmiotem tej pracy - ku eksperymentom naukowym. Zagadnienia ich definiowania i przykłady definicji zostaną podane w dziale następnym. Tutaj zwróćmy uwagę na fakt, że hasła i definicje słownikowe nie oddają subtelności żywego języka. A w żywym języku często akcentuje się sens eksperymentu jako działania zasadniczo nowego i pod pewnymi względami odkrywczego. Nierzadko podkreśla się także ryzykowność eksperymentu i to w dwojakim sensie -jako realnego zagrożenia zdrowia lub życia eksperymentatora lub nieprzewidywalnego, niepewnego wyniku. Odcień znaczeniowy słowa eksperyment podkreślający jego ryzykowny (bądź niepewny) charakter ujawnia się tym wyraźniej, że praktyka językowa znajduje wiele określeń dla innych działań poznawczych, formalnie tożsamych z eksperymentowaniem. 3 Por. The Oxford English Dictionary, vol. VIII, University Press, Oxford 1961. 4 S. Kopaliński, Słownik wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych, Warszawa 1988, s. 142. 5 Odnotować tutaj warto działalność założonej na przełomie XIX i XX w. przez J. Deweya szkoły ekspe rymentalnej, Laboratory School przy Uniwersytecie Chicago. Szkoła ta, z internatem, licznymi warsztatami, własnym gospodarstwem wiejskim itp., realizowała założenia „empirycznego naturalizmu" jej twórcy. Por. J. Dewey, Wybór pism pedagogicznych, opr. J. Pięter, Wrocław-Warszawa-Kraków 1967. 53 Badania empiryczne w których brak elementu ryzyka, swoistego „hazardu", „gry naukowej", stanów wysokiego napięcia emocjonalnego określa się jako „pracę laboratoryjną", „badania rutynowe", „badania doświadczalne" bądź nawet jako „doświadczalnictwo' '. Na podobnej zasadzie i w nader konsekwentny sposób praktykowane jest używanie słowa „doświadczenie" dla określenia tzw. eksperymentów demonstracyjnych przeprowadzanych w czasie lekcji lub wykładu dla zilustrowania przedstawianych treści6. Są to z reguły „pewne" eksperymenty, które zazwyczaj się udają, a technika ich wykonania opanowana jest do perfekcji. Dla wykładowcy brak w nich elementów heurystycznych. Dla uczniów i studentów natomiast, zwłaszcza gdy przeprowadzają je samodzielnie, stają się niewątpliwym źródłem emocji poznawczych, dostarczają przeżycia odkrywania czegoś nowego. Dla studentów są to więc bardziej eksperymenty niż doświadczenia. W takich przypadkach stosunek podmiotu do treści badań różnicuje konwencję językową. Podobne znaczenie różnicujące może posiadać także kontekst historyczny. Znane z historii chemii badania Lavoisiera ze spalaniem ciał pod kloszem były w swoim czasie wspaniałymi, pomysłowymi eksperymentami o znaczeniu rozstrzygającym między flo-gistonową i tlenową teorią spalania. Obecnie stały się jedynie eksperymentami demonstracyjnymi, od których zazwyczaj zaczyna się naukę chemii. Jasne staje się więc, że nader często subiektywna sytuacja podmiotu (zasób wiedzy własnej i wiedzy jego epoki oraz nastawienie emocjonalne) może rzutować na sposób użycia słów „eksperyment" i „doświadczenie". W zakończeniu warto wspomnieć o godnym uwagi rozróżnieniu terminologicznym autorstwa H. Hórza , dotyczącym praktyki eksperymentalnej. Autor proponuje, aby odróżniać: - eksperyment -jako jednorazową lub podzieloną na etapy całość badawczą, będącą „obiektywnym analizatorem rzeczywistości"; - metodę eksperymentalną - obejmującą teoretyczne i praktyczne przygotowanie eksperymentu, włączającą element teoretyczny (hipotezy, teorie) i materialny (oprzy rządowanie); - działalność eksperymentalną - stosowanie wyżej wymienionej metody do przygo towania, przeprowadzenia i analizy konkretnych eksperymentów. 3.1.2. Doświadczenie W języku potocznym funkcjonuje pokrewne z angielskim experience użycie słowa „doświadczenie", oznaczające ogół doświadczenia życiowego lub zawodowego (często także mówimy „praktyki zawodowej"). Doświadczenie to jest rozumiane jako zasób mądrości życiowej, przeżyć, refleksji, zdobytych w trudach codziennej egzystencji i wykonywanej pracy. Jest to sposób stosowania słowa „doświadczenie" odmienny od jego sensu filozoficznego. „W filozofii mianem doświadczenia określa się na ogół pewne T. Kotarbiński, Elementy teorii poznania, logiki formalnej i metodologii nauk, Wrocław - Warszawa - Kraków - Gdańsk 1990, s. 326. Por. także Ch. H. S t o n e, An Experiment in Teaching, „Journal of Chemical Education", vol. 2, No. 1, 1925, s. 119 -122. H. H 6 r z, Sootnoszenije mieżdu ekspierimientom, modelju i tieorijej w processie jestiestwiennogo na-ucznogo poznanija, w: Ekspierimient, modiel, tieorija, Moskwa - Berlin 1982. 54 (niekiedy wszelkie) formy poznania bezpośredniego, źródłowego, tzn. poznania odbywającego się bez istotnego udziału rozumowań, wniosków, rekonstrukcji myślowych i innych operacji umysłowych . Głównymi rodzajami tak pojmowanego doświadczenia są: (1) doświadczenie zmysłowe, zwane też zewnętrznym, polegające na bezpośrednim kontakcie człowieka z otaczającym go światem; (2) doświadczenie introspekcyjne, zwane wewnętrznym, polegające na bezpośred nim docieraniu do własnej psychiki przez uświadamianie sobie swoich przeżyć; (3) specyficznie rozumiane doświadczenie filozoficzne, znajdujące wyraz np. w przekonaniu, że filozofia może samodzielnie, niezależnie od nauk szczegółowych do chodzić do prawdy. Dla prowadzonych tutaj rozważań najistotniejsze znaczenie posiada doświadczenie w znaczeniu (1). Doświadczenie zmysłowe jest warunkiem koniecznym prowadzenia badań empirycznych (w tym eksperymentów lub „doświadczeń"). W okresie przed-naukowym i w początkach nauki nowożytnej dominowało zapewne określenie „doświadczenia" jako procedury badawczej opartej na zmysłowym doświadczaniu świata. W tym zapewne sensie Paracelsus mówił: scientia est experientia. F. Bacon odróżniał pojęcia experimentum i experientia, lecz stosował je zamiennie, nader często używając słowa „doświadczenie". Równie często, np. w klasyfikacji badań, stosował, na wzór jurydyczny, termin „instancja" (np. instantia crucis), który ma już dzisiaj znaczenie tylko historyczne. Aby pojęcie eksperymentu w jego dzisiejszym znaczeniu mogło się ukształtować, potrzebna była zmiana nastawienia badawczego, od „doświadczania przyrody" przez bardziej lub mniej ukierunkowane próby, aż do świadomego, metodycznego eksperymentowania. Nie zmienia to faktu, że niektórzy autorzy, w trosce o zachowanie ściśle polskiej terminologii używają konsekwentnie słowa „doświadczenie". Należy do nich np. Z. Po-lański . Wydaje się jednak, że mimo pozornego uproszczenia, wpada się tutaj wprost w pułapkę wielości sensów słowa „doświadczenie". Jeżeli znaczna większość autorów (w tym również pisząca te słowa) obstaje przy stosowaniu słowa „eksperyment", czyni to dlatego, aby móc precyzyjnie wyrazić myśli w rodzaju: „w eksperymentach badacze korzystają z doświadczenia zmysłowego", lub „sztuka eksperymentowania wymaga sporego zasobu doświadczenia". Podobne rozróżnienie znaczeniowe czyni W. Heisen-berg , pisząc: „(...) postęp nauki ukazuje się jako wciąż postępujący proces dostosowywania się naszego myślenia do stale rozszerzającego się doświadczenia płynącego z eksperymentów''. Wspomnianą dwuznaczność zauważa również T. Kotarbiński, wskazując, iż rzutuje ona także na typologię nauk. Mieszanie znaczeń terminów „eksperyment" i „doświadczenie" prowadzi do tego, że określenie nauka doświadczalna niekiedy ,,(...) znaczy tyle, co »nauka eksperymentalna*, czyli posługująca się m.in. eksperymentem, kiedy indziej znowu - tyle, co nauka postrzeżeniowa, czyli odwołująca się przy uzasadnianiu Filozofia a nauka (zbiór.), Ossolineum 1987, J. S u c h, hasło Doświadczenie, s. 103 - 106. 9 Z. Polański, Współczesne metody badań doświadczalnych, Warszawa 1978; tegoż, Planowanie doświadczeń w technice, Warszawa 1984. Inny polski inżynier, S. M a ń c z a k, zatytułował swoją pracę Technika planowania eksperymentu, Warszawa 1976. 10 W. H e i s e n b e r g, Cześć i całość, tł. K. Napiórkowski, Warszawa 1987, s. 134. 55 swych twierdzeń m.in. do sądów spostrzegawczych. Dla uniknięcia tej dwuznaczności Twardowski proponuje zarzucić termin nauka doświadczalna i mówić, odpowiednio do intencji, bądź »nauka eksperymentalna*, bądź »nauka empiryczna* . Przy takim rozróżnieniu możliwe staje się bardziej precyzyjne określanie nauk przyrodniczych: fizyka i chemia są zdecydowanie naukami eksperymentalnymi, a biologia lub geografia -empirycznymi. 3.1.3. Obserwacja Na tle krzyżujących się i obarczonych wielością znaczeń sposobów rozumienia terminów „eksperyment" i „doświadczenie", „obserwacja" wydaje się dość stabilna znaczeniowo i nie budząca kontrowersji. Czy jest tak w istocie? Sens tego słowa, zarówno w nauce, jak i w życiu codziennym, wywodzi się wprost z jego etymologii (łac. observatio - obserwacja, oglądanie). Można mówić o obserwacji potocznej i naukowej, reporterskiej, artystycznej itp. Obserwacja należy do doświadczenia zmysłowego w jego podstawowym znaczeniu filozoficznym (1). Jeżeli dodać, że niekiedy mówi się również o „samoobserwacji" lub „obserwacji własnego wnętrza", to pojęcie obserwacji zbiega się w zasadzie z pojęciem introspekcji. W naszej notacji byłoby to „doświadczenie (2)". Mówiąc o obserwacji, mamy najczęściej na uwadze obserwację wzrokową, która spełnia najważniejszą rolę zarówno w codziennej orientacji w świecie, jak i w poznaniu naukowym. Podkreślają to zresztą wyrażenia synonimiczne: ogląd, oglądanie, śledzenie. Niemniej jednak do kręgu obserwacji (potocznej i naukowej) należą również informacje płynące od zmysłów słuchu, dotyku, smaku i powonienia. Tak rozszerzone pojęcie obserwacji tożsame jest z pojęciem percepcji. W języku naukowców-praktyków, jak i w języku metodologii dochodzi czasem do znamiennego przesunięcia znaczeniowego w użyciu słowa „obserwacja". Jak zauważa T. Kotarbiński , słowa tego używa się wymiennie z określeniem „sąd spostrzegawczy". Często też używa się słowa „obserwacja" zamiennie ze zwrotem „fakt zaobserwowany". Licznych przykładów owej zamienności znaczeniowej dostarczają cytaty z książki M. von Laue . Przy opisie wyładowań w butelkach lejdejskich mowa jest nie o eksperymentach, lecz obserwacjach. Słowo to oznacza tutaj właśnie fakt zaobserwowany, zaobserwowany wynik eksperymentu. Książka, o której mowa, dostarcza zresztą wielu przykładów sygnalizowanej już na wstępie niefrasobliwości w stosowaniu (przez autora lub tłumacza) omawianej terminologii. Na jednych bowiem stronach czytamy o „eksperymentach, na których się opiera twierdzenie o stałości masy", o „eksperymentach Coulomba z wagą skręceń", lub o „eksperymentach Guerickego". W innym znów miejscu przeczytać można, iż ten sam Otto von Guericke „dzięki licznym i bardzo efektownym doświadczeniom wyjaśnił na- 11 T. Kotarbiński, Elementy..., op. cit, s. 327. 12 Tamże. s. 324. 13 M. von Laue, Historia fizyki, tt. A. Teske, Warszawa 1960. 14 Tamże, s. 88 i 89. Tamże, odpowiednio, s. 33, 74 i 33, 56 turę ciśnienia atmosferycznego''16; gdzie indziej autor pisze o „podstawowych doświadczeniach Volty"17. Okazuje się więc, że nie tylko „doświadczenie", ale i „obserwacja" spełnia czasem funkcję synonimiczną wobec „eksperymentu". Praktyka językowa przyrodników nie daje jasnych kryteriów, kiedy i w jaki sposób różnicować stosowanie wymienionych terminów. Czy metodologia wypracowała w tej kwestii jasne zasady dyferencjacji? S. Pabis18 w swojej obszernej pracy proponuje, aby wśród badań empirycznych wyróżniać: - obserwacje, - doświadczenia, ,/^ - eksperymenty. Kryteria odróżnienia pomiędzy nimi wprowadza łącząc metodologię nauk empirycznych z ogólnymi zasadami teorii informacji. Z tego punktu widzenia „obserwacje mają miejsce wtedy, gdy badacz B, lub inaczej system badający B, może tylko odbierać sygnały pochodzące z systemu badanego S i nie wywiera na ten system żadnego wpływu. Zrozumienie odbieranych sygnałów przez badający system B dostarcza temu systemowi informacji o źródle owych sygnałów, w obserwowanym systemie S" . Przykładem obserwacji są badania astronomiczne. „Do doświadczeń zaliczamy badania takich systemów, których działanie zostało przed rozpoczęciem badania uzależnione od decyzji systemu badającego. Przykładem doświadczeń są niektóre badania polowe procesów wzrostu i plonowania roślin w zależności od warunków zaprogramowanych jednorazowo - na początku doświadczenia - przez badający system, np. rodzaju nawożenia przed siewem" . Doświadczenia, o których mówi J. Pabis, są nazywane przez niektórych badaczy21 badaniami kontrolowanymi. „Eksperymentami nazywać będziemy takie procesy badawcze, podczas których badający system B steruje działaniem systemu S w czasie wykonywania pomiarów. Przykładem takich eksperymentów są eksperymenty przeprowadzane na pokładach pojazdów kosmicznych, w tym także załogowych, realizujących programy badawcze w powiązaniu z odpowiednimi ośrodkami lotów kosmicznych zlokalizowanymi na Ziemi" . Autor ilustruje swoje rozważania schematami o charakterze cybernetyczo-systemo-wym, interesując się głównie obiegiem informacji między układami B i S i między innymi układami wspomagającymi lub utrudniającymi ten obieg. Ponadto na różnicę między obserwacją a doświadczeniem składa się istnienie modelu (matematycznego lub fizycznego), którym dysponuje badacz prowadzący doświadczenia. Eksperyment, w porównaniu z doświadczeniem, wyposażony jest dodatkowo w: - informatyczny system pomiarowy przekazujący informacje do komputera, - komputer, - 16 Tamże, s. 35. 17 Tamże, s. 77. 18 S. P a b i s, Metodologia i metody nauk empirycznych, Warszawa 1985. 19 Tamże, s. 59. 20 Tamże, ss. 59, 60. 21 J. G i e d y m i n, Problemy, założenia, rozstrzygnięcia, Poznań 1964. 9. 0. 1 22 S. Pabis, Metodologia..., op. cit., s. 60. 57 - bank informacji w zewnętrznej pamięci komputera, - system sterowania stanami badanego systemu. Dysponujemy zatem pewnym kryterium merytorycznym, możliwym do przyjęcia w systemowo-informacyjnym ujęciu struktury badań empirycznych. Wydaje się jednak, że propozycje S. Pabisa mogą być przydatne przede wszystkim w sformalizowaniu ujęć procedur badawczych. Natomiast są mało przydatne w szerszym i swobodniejszym podejściu do zagadnienia badań empirycznych gdyż odbiegają zarówno od wielu realiów rzeczywistej pracy eksperymentalnej badaczy, jak i od bogatej tradycji filozoficzno--metodologicznej związanej z rozumieniem i definiowaniem eksperymentu naukowego. 3.2. Spory o definicję eksperymentu Obecnie, przystępując do ściślejszych, definicyjnych określeń, odnoszę eksperyment do typu praktyki badawczej ukształtowanej w nauce współczesnej, chociaż ciążącej siłą genezy i tradycji ku eksperymentowi zrodzonemu w wiekach XVI i XVII, u progu nauki nowożytnej. Nie próbuję tutaj wprowadzać własnej definicji. Daremność takich prób wyraża przyjęte motto, a uzasadnia bogaty wybór definicji funkcjonujących w filozofii nauki. Pragnę natomiast zwrócić uwagę na powstający nowy typ eksperymentów, mało podpadający pod istniejące typy definicji, oraz, w rozdziale następnym - na wielce złożone zależności wiążące obserwację i eksperyment. 3.2.1. Eksperyment jako sprawdzian hipotezy Próbując podać definicję eksperymentu, spora grupa metodologów akcentuje jego teoretyczne uwikłania, zwłaszcza zaś rolę jaką odgrywa w wyjaśnianiu i sprawdzaniu wiedzy. Tak właśnie określał eksperyment jeden z klasyków metodologii, H. Poincare23: „Mówi się często, że trzeba eksperymentować bez myśli z góry powziętej. Jest to niemożliwe, nie tylko bowiem sprawiłoby, że wszelkie eksperymentowanie stałoby się jałowym, ale nawet przy najlepszej chęci byłoby niemożliwe". Postawienie hipotezy jest dlań warunkiem koniecznym eksperymentowania. Inny konwencjonalista, P. Duhem, specjalnie podkreślał teoretyczne uwikłania eksperymentu. Działalność eksperymentalna jest dlań zawsze działalnością w obrębie pewnego systemu wiedzy i tylko w całości z nim może być ujmowana: „Eksperyment fizyczny jest to dokładna obserwacja pewnej grupy zjawisk połączona z ich i n t e r p r e-t a c j ą; interpretacja ta zastępuje konkretne dane, otrzymane rzeczywiście za pomocą obserwacji przez abstrakcyjne i symboliczne przedstawienia, które pozostają z nimi w zgodności na gruncie teorii, którą badacz przyjmuje jako dopuszczalną'' . Nie inaczej sądzi E. Greenwood , włączając funkcję sprawdzania hipotez wprost do definicji eksperymentu: „Eksperyment jest dowodem hipotezy, która szuka połączeń między dwoma czynnikami w związku przyczynowym przez badanie kontrastowych sy- 23 H. Poincare, Nauka i hipoteza, Warszawa 1908, s. 119- 120. 24 P. Duhem, Ziel und Struktur der physikalischen Theorien, H.F. Adler, Hamburg 1978. Podkreślenie pochodzi od autora. 25 E. G r e e n w o o d, Experimental Sociology, New York 1945, s. 28. 58 tuacji, które byłyby kontrolowane względem wszystkich czynników z wyjątkiem jednego, będącego przedmiotem zainteresowania, który jest albo hipotetyczną przyczyną, albo hipotetycznym skutkiem". Definicja ta charakteryzuje eksperyment pod względem dwóch własności - sprawdzania hipotez oraz zastosowanej metody (tzw. eksperyment jednoczynnikowy). Nie jest to dzisiaj metoda jedyna, co obniża wartość poznawczą tej definicji. Przeciwieństwem powyższych bywają definicje niezmiernie lakoniczne, w których obecność hipotezy jest jedyną cechą odróżniającą eksperyment od innych działań poznawczych. W ten sposób podchodzi do zagadnienia J. Pięter , stwierdzając: „Krótko: eksperymentowanie to działanie kierowane hipotezą". Typ definicji eksperymentu, w którym jako kryterium definicyjne stosuje się hipotezę, wydaje się typowy dla kierunków zakładających metodę hipotetyczno-dedukcyjną. Z. Cackowski podkreśla rolę eksperymentu w rozstrzyganiu problemów naukowych zwłaszcza w przypadkach, kiedy informacja uzyskana drogą bezpośredniej obserwacji jest niewystarczająca. Autor pisze jednak ostrożnie: „Niektórzy myśliciele przypuszczają, (...) że postawa pytająca jest swoistą postawą eksperymentatora, różniącą go od obserwatora' ' . W definicjach tych, zwłaszcza dwóch ostatnich, pojawia się problem relacji między obserwacją a eksperymentem. Już teraz warto zadać pytanie, czy istotnie zawsze treść teoretyczna obserwacji i jej funkcje rozstrzygające są tak ubogie, jak sugerują to powyższe wypowiedzi? - oraz, po drugie, czy wyrafinowane cele teoretyczne są zawsze specjalnym wyróżnikiem eksperymentu? Trudno udzielić twierdzącej odpowiedzi na oba pytania, trudno też o odpowiedź zdecydowanie negatywną. Wypowiedzi negujące teoretyczny kontekst obserwacji wyrażają bądź sądy nie do końca przemyślane, bądź, być może, odnoszą się do wcześniejszych stadiów rozwoju nauki. Jeżeli jednostkową obserwację potraktować jako element szerszej, klasycznej metody bądź działalności obserwacyjnej, to i w niej „pytania skierowane do przyrody" dają wyraźnie znać o sobie. Wynikają one bezpośrednio z konieczności rozstrzygnięcia problemów w rodzaju: co obserwować, w jakim celu, gdzie i kiedy, jakich użyć przyrządów i jaką metodę zastosować, jak zobiektywizować tę metodę, jak opracować poprawnie wyniki obserwacji, itd. Element hipotetyczny bądź teoretyczny może być w obserwacji równie istotny jak w eksperymencie, gdyż zaobserwowanie (lub nie) pewnych zjawisk w warunkach zobiektywizowanej i prawidłowo przygotowanej obserwacji może rozstrzygnąć o losach ważnej hipotezy naukowej. Znakomitym przykładem potwierdzającym tę tezę są rozstrzygające obserwacje poczynione 29 maja 1919 roku. Przy całkowitym zaćmieniu Słońca stały się widoczne dla oka gwiazdy najbliższe tarczy słonecznej. Gwiazdy te obserwowano za pomocą teleskopów i fotografowano; z odstępu punktów świetlnych na wyskalowanych fotogramach obliczono, iż promienie gwiazd przebiegające obok masy słońca rzeczywiście doznają odchylenia przewidzianego w ogólnej teorii względności Einsteina. Jak obserwacje mogą mieć niekiedy dużą wartość weryfikującą, tak treści poznawcze eksperymentu nie zawsze osiągać muszą głęboki poziom teoretyczny, wyrażający J. P i e t e r, Analiza i krytyka teorji doświadczalnej J. Deweya, „Kwartalnik Filozoficzny" t. X, 1932, Kraków, PAU. 27 Z. Cackowski, O teorii poznania i poznawania, Warszawa 1968, s. 163. 59 się rozstrzyganiem istotnych hipotez. Treści poznawcze eksperymentów diagnostycznych, „testów" czy „prób", bywają znacznie skromniejsze. Dostarczają po prostu konkretnych danych empirycznych lub rozwiązują mniej istotne problemy badawcze. Taki charakter posiada, jak się wydaje, spora część prowadzonych w laboratoriach prac doświadczalnych. Dopiero poprzez nie prowadzi droga do hipotez o dużej doniosłości naukowej. Lecz ta moc rozstrzygająca przysługuje stosunkowo nielicznej klasie eksperymentów określanych jako krzyżowe. Można zatem stwierdzić, że kryterium rozstrzygania hipotez nie jest ani jedynym, ani szczególnie adekwatnym wyróżnikiem eksperymentu (także w stosunku do obserwacji). Prawdopodobnie słuszniej postępują ci badacze, którzy poszukują ogólniejszych i szerszych definicji eksperymentowania. Czyni tak np. A.W. Achutin : „Eksperyment jest to przekształcenie zmysłowo danego przedmiotu w celu jego obiektywnego (teoretycznego) zrozumienia i ujawnienia w obserwowanych procesach konstrukcji teoretycznej w celu jej przedmiotowego sprawdzenia''. 3.2.2. Aktywność badacza jako wyróżnik eksperymentowania Już w poprzedniej grupie definicji (np. w wypowiedziach Pietera i Achutina) zaznaczyła się potrzeba uznania aktywnej roli badacza w eksperymentowaniu i konieczność włączenia tej cechy do definicji eksperymentu. Istnieje wiele określeń, które aktywność badacza czynią głównym definiensem eksperymentu. Oto charakterystyczny przykład definicji słownikowej : „Eksperyment (łac. experimentum próba, badanie) - to badanie pewnych zjawisk drogą aktywnego oddziaływania na nie przy pomocy wytworzenia nowych warunków, odpowiadających celowi badania, lub przez zmianę procesu w pożądanym kierunku". Formy aktywności poznawczej występujące w badaniach empirycznych mogą mieć przynajmniej trojaki charakter: -związany ze sferą teoretyczną prowadzonych prac: planowaniem badań, eksperymentowaniem „w myśli", a po zakończeniu badań - z oceną uzyskanych wyników pod względem metodycznym, statystycznym, merytorycznym; - związany z bezpośrednią manipulacją badanym obiektem, usuwaniem czynników zakłócających, wytwarzaniem specjalnych warunków, itp.; - związany z przygotowaniem i przystosowaniem się badacza do obserwacji i ewen tualnego badania obiektów i zjawisk pozostających w stanie naturalnym. Nietrudno zauważyć, że w zasadzie wszystkie z tych trzech form aktywności mogą równie dobrze przysługiwać działalności eksperymentalnej, co obserwacyjnej. Jedynie aktywność typu trzeciego jest wyraźniej związana z obserwacją niż z eksperymentem. Niektóre definicje podkreślają nie tylko formy bezpośredniej, np. manualnej aktywności badacza, lecz również jego zaangażowanie intelektualne i teoretyczną „nadbudowę" eksperymentu. Należy do nich definicja W.A. Sztoffa30, który pisze: „Eksperyment stanowi rodzaj działalności przedsiębranej w celu poznania naukowego, A.W. Achutin, Istorija princypow fiziczeskogo ekspierimienta ot anticznosti do XVII w., Moskwa 1976, s. 10. Fiłosofskij słowar' (praca zbiór.), Moskwa 1980, s. 423 - 424. W.A. S z t o f f, Modelowanie i filozofia, tł. S. Jędrzejewski, Warszawa 1971, s. 97. 60 odkrycia obiektywnych prawidłowości, która polega na oddziaływaniu na badany przedmiot (proces) za pośrednictwem specjalnych instrumentów i przyrządów". Definicja ta, podobnie jak definicja Achutina, nie tylko charakteryzuje aktywność badacza, lecz i podkreśla poznawcze cele eksperymentowania. 3.2.3. Definiowanie poprzez zestawienie eksperymentu z obserwacją Spora grupa badaczy poszukuje trafnego określenia eksperymentu poprzez zestawienie go z formą poznania mniej skomplikowaną - z obserwacją. J.St. Mili uważał eksperyment za „sztuczną obserwację" (artficial observation), tj. za systematyczną analizę danych doświadczenia, w przeciwieństwie do powierzchownej i niesystematycznej obserwacji potocznej. Eksperyment naukowy odrzuca i selekcjonuje zwykłe, codzienne obserwacje dzięki zastosowaniu urządzeń badawczych. Inni autorzy, jak wspomniano już wyżej, sądzą, iż eksperymentowaniu towarzyszy zazwyczaj element zakłócania zwykłych zjawisk przyrody. WJ. Jevons~ opisuje tę sytuację następująco: ,,(...) gdy ograniczymy się do spostrzegania i zapisywania zjawisk, które dzieją się wokoło nas w zwykłym biegu przyrody, to mówi się, że obserwujemy. Gdy zmieniamy bieg przyrody (...) wtedy eksperymentujemy". Jeszcze wyraźniej podobną myśl wyraża W.A. Sztoff : ,,(...) eksperyment różni się od prostej obserwacji swoim aktywnym charakterem, ingerowaniem w naturalny bieg zdarzeń''. W obu definicjach dają się zauważyć dwa istotne kryteria dzielące obserwację od eksperymentu: - stopień aktywnego i bezpośredniego zaangażowania badacza; - zmiana „naturalnego" przebiegu zjawisk w obserwacji na „wymuszony" w ekspe rymencie. Spełnione jest więc tutaj w zasadzie stwierdzenie A.D. Ursuła , który zauważa, że w obserwacji związek między obiektem a badaczem opiera się na więzi informacyjnej, na ruchu informacji (od obiektu ku badaczowi). W eksperymencie natomiast występuje nie tylko więź informacyjna dwustronna, lecz także wymiana masy i energii, a także zmiana charakterystyki czasowo-przestrzennej obiektu. Powstaje problem, czy wszystkie te kryteria są wystarczające, aby adekwatnie odróżnić obserwację od eksperymentu. Wśród badań empirycznych występują bowiem takie ich odmiany, które zdają się przeczyć tym kryteriom. Bywają eksperymenty, które wykonuje się w środowisku, dla danego obiektu, naturalnym; nie „wymusza" się tutaj na przyrodzie zmiany procesów. Tak jest na przykład w eksperymentach naturalnych stosowanych w nauce starożytnej, a często jeszcze współcześnie (np. w biologii). Inne wątpliwości nastręcza tak zwana obserwacja uczestnicząca, stosowana np. w socjologii. Aktywność badacza wobec poznawanych zjawisk jest w niej mocno zaakcentowana (w sensie wyboru sytuacji badawczej, kontroli badań, rejestracji danych, itp.). Nie jest w niej wykluczony - a czasem wręcz planowany - wpływ badacza na przebieg interesu- J.S. Mili, System logiki dedukcyjnej i indukcyjnej, 1.1, tł. Cz. Znamierowski, Warszawa 1962, s. 250. 32 W.J. J e v o n s, Zasady nauki, t. II, Warszawa 1960, s. 28. W.A.Sztoff, Wwiedienije w mietodołogiju naucznogo poznanija, Leningrad 1960, s. 60., A.D. U r s u 1, Kosmonawtika, ekspierimient, praktika, w: Ekspieriraient, modiel, tieorija, Moskwa -Berlin 1982. 61 jących go zjawisk. W rozważaniach nowego eksperymentalizmu ingerowanie badacza w procedury obserwacji, jak i eksperymentu, jest wyróżnikiem badań empirycznych. Z przykładów tych wynika, iż granice między kategoriami obserwacji i eksperymentu mogą być częściowo płynne. Nie zawsze faktycznie stosowane w nauce badania stosują się bez zastrzeżeń do wytyczonych przez metodologię zasad. Poszukując dalszych, bardziej precyzyjnych kryteriów, rozważyć warto opinię W. Patryasa , który szczegółowo, a zarazem arbitralnie określa typ aktywności badacza w obserwacji i eksperymencie: „Wydaje się, że różnica między obserwacją a eksperymentem jest następująca: w eksperymencie poprzez czynności fizyczne (między innymi) minimalizuje się wielkości uboczne, przy obserwowaniu zaś czynności minimalizujących wielkości uboczne nie wykonuje się. Czynności fizyczne wykonywane przy obserwacji mogą w równym stopniu ingerować w bieg przyrody jak te, które wykonuje się w trakcie eksperymentowania. Niemniej jednak czynności te nie minimalizują wielkości ubocznych, lecz polegają na konstruowaniu i ustawianiu przyrządów, utrwalaniu uzyskiwanych danych (fotografowanie, zapisy), itd. Staje się jasne, dlaczego w astronomii przeprowadza się obserwacje. Trudno bowiem żądać od astronoma, aby na przykład usuwał on pył międzygwiezdny". W. Patryas kryterium odróżniającym obserwację od eksperymentu czyni te zabiegi badacza, które wpływają na minimalizację (dodajmy - bezpośrednią) czynników ubocznych zjawiska badanego. Natomiast, w odróżnieniu od Jevonsa i Sztoffa, przyznaje czynnościom towarzyszącym obserwacji walor ingerencji w naturalny bieg zdarzeń. W tej kwestii ma zapewne słuszność, aczkolwiek dodać by należało, że ingerencja ta bywa często efektem niepożądanym. Wraki zużytych stacji kosmicznych krążących po orbicie Ziemi „zaśmiecają" przestrzeń kosmiczną, a pozbawione możności sterowania, spadają na powierzchnię Ziemi w trudnych do oznaczenia miejscach. W świecie mikro-fizyki efekty nieoznaczoności ujawniające się w aktach obserwacji i pomiaru są imma-nentnie sprzężone z własnościami cząstek elementarnych. Podobne trudności - chociaż jest to tylko odległą analogią - sprawiają deformacje zachowań ludzkich w sytuacjach badań i obserwacji. Trudniejszą jeszcze kwestię stanowi sprawa stosowania tak zwanej „praktycznej idea-lizacji" , tylko w eksperymentowaniu, jak uważa W. Patryas. Używanie tego rodzaju idealizacji jest zapewne podstawowym kryterium odróżniania eksperymentu naturalnego od laboratoryjnego, doniosłym i z tego względu, że trafnie charakteryzuje przełom w stylu badań empirycznych i w świadomości uczonych w początkach nauki nowożytnej. Niemniej idealizację stosuje się również w obserwacji, chociaż w sposób odmienny, bardziej, rzec można, pośredni niż w klasycznym postępowaniu eksperymentalnym. Towarzyszy ona przygotowaniu i przeprowadzeniu obserwacji. Występują w niej procesy selekcjonowania materiału obserwacyjnego, izolowania obiektu obserwacji z jego tła, skupienie uwagi na wybranym elemencie struktury obiektu, na szczególnych jego funkcjach lub zachowaniu. Przeprowadzając obserwację abstrahujemy od stałych czy sporadycznych zakłóceń. Elementy idealizacji są wreszcie niezbywalnym składnikiem teoretycznej analizy wyników obserwacji. W. Patryas, Eksperyment a idealizacja, Warszawa-Poznań 1976, s. 21 36 Pojęcie „praktycznej idealizacji" analizuje szczegółowo M.K. S t a s i a k, Practical Idealisation, w: Polish Essays in the Philosophy of the Natural Sciences (red. W. Krajewski), Dordrecht Holland, Boston USA, London England 1982. 4. Między obserwacją a eksperymentem Lekarz obserwator słucha przyrody; lekarz eksperymentujący wypytuje ją. 4.1. Eksperyment jako procedura obserwacyjna Modelowym przykładem utożsamiania pojęcia eksperymentu z pojęciem obserwacji (w warstwie merytorycznej) jest propozycja M. Czarnockiej . Autorka traktuje eksperyment jako jedną z wielu procedur obserwacyjnych. Wszelkie czynności empiryczne w poznaniu naukowym - to wyłącznie obserwacje. Eksperyment zajmuje wśród nich pozycję wprawdzie wyróżnioną, niemniej stanowi tylko jedną z odmian obserwacji. Prześledźmy bliżej tę koncepcję. Obserwację I określa autorka jako planowe spostrzeganie. Zbiór procesów obserwacji I jest podzbiorem zbioru spostrzeżeń dokonywanych wyłącznie przez własne receptory zmysłowe badacza. W obserwacji I podmiot poznaje wyłącznie rzeczy zmysłowo dostępne (czyli spostrzegalne) oraz ich własności spostrzeżeniowe. Obserwacja I jest planowana, tzn. przedmiot obserwacji jest z góry wyznaczony, utrzymywany w odpowiednim polu percepcyjnym, w odpowiednim miejscu i czasie. Jest to obserwacja bezpośrednia i nie ingerująca w przebieg badanego zjawiska. Obserwacja I nie powoduje zniszczenia obiektu i jest bezpieczna dla obserwatora. Obserwacja II określana jest jako detekcja własności. Obejmuje ona procesy jakościowej detekcji własności postrzeganych rzeczy. Stosowane w tej procedurze detektory jakości służą do wykrywania niepostrzeżeniowych jakości jednego typu, które przekształcają w spostrzeżeniowe. Przykładem prostego „detektora własności" jest igła magnetyczna. Czasem detektory mogą określać własności w sposób ilościowy - np. termometr. Cyt. według Z. Cackowski, O teorii poznania i poznawania, Warszawa 1968, s. 162. M.Czarnocka, Zmiany pojęcia obserwacji w naukach przyrodniczych, „Panta Rei" II, Ossolineum 1986, red. S. Butryn, s. 219 - 245. 63 Obserwacja III - to eksperyment. M. Czarnocka podkreśla takie jego cechy i zalety (w stosunku do obserwacji I i II), jak stworzenie dogodniejszej i wartościowszej poznawczo sytuacji badawczej, dającej możliwość: - badania ścisłych zależności, - usuwania czynników niepożądanych, - unikania błędów przypadkowych w seriach badań, - badania parametrów procesów i zjawisk nie występujących w materialnych sta nach przyrody. Obserwację IV stanowi, według M. Czarnockiej, pomiar. Jest to procedura obserwacyjna złożona: polega na spostrzeganiu własności i pomiarze jej ilościowych parametrów. Przyrząd pomiarowy to przekształcony, wyskalowany detektor, wyposażony w miarę jednostkową i skalę. Obserwacja V to zapośredniczone spostrzeganie, dokonywane za pomocą „wzmacniaczy percepcyjnych". Wzmacniacze percepcyjne nie zmieniają fizjologicznych własności receptorów zmysłowych obserwatora. Poszerzają natomiast zbiór przedmiotów dostępnych obserwacji, pozwalają obserwować przedmioty w normalnych warunkach niedostrzegalne. Przykłady, podane przez autorkę, to okulary, mikroskopy, teleskopy optyczne. Obserwacja VI - to detekcja rzeczy. Tą nazwą określa M. Czarnocka proces detekcji rzeczy fizycznych, charakterystyczny dla takich nauk jak fizyka cząstek, astronomia, kosmologia. „Zaobserwowaniem VI rzeczy nazywa się proces spostrzegania jakichkolwiek efektów (np. pojawienie się pewnej rzeczy - zawsze pojedynczego indywiduum) wraz z procesem jej identyfikacji na podstawie danych o wywoływanych przez nią efektach - pisze M. Czarnocka. Jako typowe dla obserwacji VI detektory podano: komory Wilsona, klisze jądrowe i fotograficzne, radioteleskopy, teleskopy na podczerwień i ultrafiolet, mikroskopy elektronowe itp. Kończąc prezentację tez autorki sformułujemy kilka uwag krytycznych. Wątpliwe, na przykład, wydaje się arbitralne stwierdzenie, iż "rozwój poszczególnych typów procedur obserwacyjnych jest procesem ewolucyjnym" . Tezy tej nie uzasadniają wystarczająco przykłady podane przez autorkę. Równie dobrze można by orzec, że „rozwój poszczególnych typów procesów obserwacyjnych jest procesem rewolucyjnym". Podobny pogląd szczegółowo uzasadnia A. Szczuciński . Rewolucje (przełomy) dokonujące się w obrębie procedur obserwacyjnych nie mają może tak radykalnego charakteru jak w przypadku rewolucyjnych przełomów w teoriach naukowych. Jest bowiem zazwyczaj tak, że nowe środki techniczne nie od razu wypierają metody starsze, tradycyjne, a raczej je uzupełniają. Nie od razu też ulegają rozpowszechnieniu we wszystkich znaczących laboratoriach świata. Choćby ze względu na cenę i koszta eksploatacji wiele aparatów i urządzeń stanowi dobro bardziej unikalne niż teoria, szybciej dostępna w wymianie naukowej. Natomiast właśnie dzięki nowym technikom obserwacyjnym i eksperymentalnym powstają często nowe teorie . 3 Tamże, s. 238. Tamże, s. 232. 5 Tezę o rewolucyjnym charakterze przeobrażeń w zakresie rozwoju metod badawczych astronomii uza sadnia A. Szczucińskiw przygotowywanej do druku pracy Rewolucja w naukach przyrodniczych a roz wój nauk o Wszechświecie. 6 Tamże; por. także rozważania „nowych eksperymentalistów". 64 Równie dyskusyjna wydaje się teza Czarnookiej, iż „obserwator, wzbogacając układ, jaki tworzy z przedmiotem obserwacji, przyrządem pomiarowym ingeruje czynnie w obserwowany fragment przyrody; pomiar zakłóca naturalne, przebiegające bez oddziaływania przyrządu, zachowanie się obserwowanej rzeczy . Nie sposób tego twierdzenia uznać za całkowicie słuszne. O ile fakt obserwacji lub pomiaru w dziedzinie mikrofizyki może być interpretowany jako zakłócenie naturalnych zachowań mikro-obiektów, to nie wydaje się, aby np. akt pomiaru wysokości rośliny zakłócał jej wzrost, lub klasyczny, spektroskopowy pomiar widma gwiazdy stanowił ingerencję w zachowanie lub własności obiektów kosmicznych. Ponadto autorka zupełnie nie bierze pod uwagę nowoczesnych środków pomiarowych stosowanych np. w astrofizyce, geofizyce, meteorologii itp., w których pomiar i rejestracja danych odbywa się automatycznie, bez udziału obserwatora. 4.2. O dwóch skrajnościach i o „pozycji środka". Eksperyment obserwacyjny i eksperyment eksploracyjny W interesujących nas relacjach między obserwacją a eksperymentem rozbieżność poglądów jest znaczna: od sprowadzania eksperymentu do jednej z procedur obserwacyjnych, jak przedstawiono to powyżej, do stanowiska diametralnie odmiennego, reprezentowanego np. przez J. Giedymina : „Eksperymentem w węższym sensie, czyli eksperymentem laboratoryjnym (kontrolowanym) nazywa się taką sytuację badawczą, w której eksperymentator może manipulować dowolnie, chociaż w pewnych granicach, pewnymi cechami sytuacji, o których przypuszcza, że są czynnikami determinującymi pojawienie się lub nieobecność danego zjawiska nieobserwowalnego. Eksperymentem w sensie szerszym nazywa się każdą obserwację przeprowadzoną lub planowaną dla rozstrzygnięcia pytania dotyczącego zjawiska nieobserwowalnego. W obu przypadkach nazywa się czasem eksperymentem nie samą tylko operację manipulowania czynnikami lub samą obserwację, a program (lub schemat) sprawdzenia jakiejś hipotezy lub rozstrzygnięcia między kilku hipotezami przy pomocy takiej operacji''. Jest to, jak widać, definicja szeroka, nie mieszcząca sie w wymienionych w rozdziale trzecim grupach, gdyż uwzględnia zarówno tradycyjnie rozumiany eksperyment laboratoryjny, jak również te typy obserwacji, które rozstrzygają zagadnienia o dużej doniosłości naukowej. Znalazł tutaj miejsce również „program" przeprowadzenia obserwacji lub eksperymentu. Podobne, jak Giedymin, stanowisko, zajmował również H. Dingler9, nazywając obserwację „eksperymentem biernym". Stanowiska Czarnookiej i Giedymina różnią się więc biegunowo: u pierwszej eksperyment jest formą obserwacji, u drugiego obserwację zalicza się do szeroko rozumianego eksperymentu. Wydaje się jednak, że M. Czarnocka porusza bardziej kwestie metody i działalności obserwacyjnej, Giedymin zaś koncentruje się na eksperymencie rozumianym jako jednostkowy akt poznawczy. M. Czarnocka, Zmiany..., op. cit., s. 233. J. Giedymin, Problemy, założenia, rozstrzygnięcia, Poznań 1964, s. 57, przypis. H. D i n g 1 e r, Das Experiment. Sein Wesen und seine Geschichte, Miinchen 1928. 65 W metodologii unika się na ogół tak ekstremalnego stawiania problemu i zachowuje utrwalone w tradycji rozróżnienie między obserwacją a eksperymentem. W badaniach empirycznych zdarzać się mogą jednak sytuacje bardziej skomplikowane, których, jak sądzę, nie ujmują definicje przytoczone w rozdziale 3, ani obecnie. W kierunku uchwycenia tych nowych i nietypowych sytuacji badawczych zmierzają rozważania J. Piete-ra10: „Eksperymentalne metody nauki nowożytnej mają trzy wlaściwos'ci. Pierwszą jest oczywisty fakt, że wszelkie eksperymentowanie wymaga działania, czyli pracy w dosłownym znaczeniu; eksperymentowanie polega bowiem na wykonaniu określonych zmian albo w otoczeniu (w zjawisku badanym) albo też w naszym stosunku do otoczenia. Przykładowo: analiza chemiczna jest eksperymentalną zmianą dokonaną na otoczeniu, aparatura obserwatorium astronomicznego jest eksperymentalnym przystosowaniem się badacza do otoczenia nie dającego się zmienić''. Różnicę między typowym eksperymentem a działaniami tradycyjnie uznawanymi za obserwacje widzi więc J. Pięter następująco: - w klasycznym eksperymencie aktywność podmiotu realizuje się w celowo doko nywanych zmianach w obiektach lub zjawiskach badanych; - w klasycznej obserwacji aktywność badacza polega na umożliwieniu (często także na drodze eksperymentalnej) zaobserwowania obiektów w warunkach naturalnych, nie dostępnych lub trudno dostępnych. W rozważaniach Pietera przełamane zostały zatem dwie zasady, których znaczenie podkreślali inni badacze: - zasadę „aktywności" badacza w eksperymencie i „bierności" w obserwacji; - zasadę, że w obserwacji między badaczem a obiektem istnieje tylko więź informa cyjna, w eksperymencie zaś mamy do czynienia z wymianą masy, energii i zmianą sto sunków czasowo-przestrzennych. Pochodzące sprzed sześćdziesięciu lat refleksje autora potwierdzają się w pewnych kierunkach rozwojowych nauki współczesnej. Skierujmy uwagę ku tak imponującym badaniom, jak penetracja głębin oceanicznych za pomocą batyskafów, obserwacja obiektów kosmicznych z pokładów załogowych sond i promów kosmicznych lub satelitów Ziemi. Przypomnijmy o ostatnim sukcesie NASA, jakim było wyniesienie na orbitę doskonałego teleskopu Hubble. Czy badania tego rodzaju to jeszcze obserwacje - czy już eksperymenty? W sensie podanym przez M. Czarnocką - z pewnością obserwacje, według Giedymina i Pietera - eksperymenty. Jaki jest więc status metodologiczny tego rodzaju badań? Niewątpliwym celem tych nowych w nauce badań jest przeprowadzenie obserwacji obiektów mało znanych nauce. Często obserwacje te przeprowadza się z nadzieją odkrycia obiektów których istnienie badacze zaledwie podejrzewają. Są to więc cele o dużym znaczeniu badawczym, heurystycznym lub rozstrzygającym. Zauważmy jednak, że te istotne obserwacje zdobywa się wyłącznie dzięki działaniom eksperymentalnym angażującym duże nakłady finansowe, spore zespoły specjalistów różnych dziedzin, najnowsze zdobycze techniki. „Działania eksperymentalne'', o których mowa, uzyskują rangę gigantycznych nieraz przedsięwzięć, spełniając jednocześnie szereg warunków typowych dla eksperymentu, a mianowicie: 10 J. Pięter, Analiza i krytyka teorji doświadczalnej Johna Deweya, „Kwartalnik Filozoficzny", t. 10, 1932, Kraków, PAU. 66 1) Mieszczą się w charakterystyce obejmującej zarówno przepływ informacji, jak również wymianę masy i energii, a także zmianę czasoprzestrzennej lokalizacji badacza. 2) Mieszczą się w pojęciu ryzykownej próby, niosącej ze sobą zagrożenie zdrowia i życia uczonego. Człowiek zajmujący miejsce w batyskafie traci bezpieczną i spokojną lokalizację „badacza gabinetowego" pracującego np. przy mikroskopie. 3) W sensie technicznym są to niewątpliwie eksperymenty. Prowadzi do nich cały szereg badań teoretycznych i empirycznych. Wyprowadzenie statku czy promu kosmi cznego na orbitę jest ciągle jeszcze, jak wiadomo, bardziej ryzykownym i pełnym emo cji eksperymentem technicznym niż działaniem rutynowym. Przeprowadzenie obser wacji, będącej celem przedsięwzięcia, poprzedza także wiele eksperymentów dotyczą cych np. funkcjonowania organizmu badacza i aparatury w specyficznych warunkach kosmicznych. 4) Badania, o których mowa, częstokroć nastawione są na inne jeszcze zadania o charakterze eksperymentalnym: chodzi w nich o zbadanie funkcjonowania ludzi (zwierząt) w zespole orbitalnym pod względem medycznym, fizjologicznym, psycho logicznym, mikro—socjologicznym, itp. 5) W badaniach tego rodzaju eksperymentuje się niejako z samą możliwością doko nania obserwacji. Na ostatni z wymienionych elementów zwraca uwagę A.D. Ursuł11 pisząc o stopniowym przekształcaniu się nauk o Wszechświecie z obserwacyjnych w eksperymentalne. Proces ten dokonuje się dzięki „kosmizacji" środków poznania empirycznego. Obserwator ziemski opuszcza ziemskie obserwatorium, aby z pokładu statku kosmicznego obserwować obiekty kosmiczne w ich „środowisku naturalnym". Dla opisanych przedsięwzięć poznawczych, których celem zasadniczym jest dokonanie obserwacji pewnych obiektów, wymagających jednak wykonania w tym celu całego szeregu eksperymentów, proponuję nazwę eksperymentów obserwacyjnych. Z eksperymentami obserwacyjnymi związane są blisko, a czasem są wręcz z nimi tożsame eksperymenty, które chciałabym określić jako eksploracyjne. S. Wójcicki nadaje tę nazwę takim przedsięwzięciom, jak wyprawa odkrywcza Kolumba do Ameryki. Jednym z celów tej wyprawy było rozstrzygnięcie tezy o kulistości Ziemi. Jeśli zgodzić się na tak szerokie rozumienie eksperymentu (działalności eksperymentalnej), to jedną z pierwszych prób tego rodzaju byłaby planowana przez Arystotelesa wyprawa w dół Nilu, celem poznania przyczyny jego okresowych wylewów. Podobny charakter miała wyprawa na tratwie Kon-Tiki grupy T. Heyerdala, celem sprawdzenia hipotezy, że wyspiarscy Indianie mogli przepłynąć Pacyfik i dotrzeć do wybrzeży Ameryki. Przykłady można byłoby mnożyć. Wydaje się, że eksperymenty, które zaliczam do eksploracyjnych, należą głównie do dziedziny geograficznej. Celem ich jest sprawdzenie pewnych hipotez (np. o kulistości Ziemi), zasiedlenie nowych obszarów, obserwacje głębin morskich lub po prostu poznanie odległych terenów, co do których nie istnieją sprecyzowane hipotezy naukowe. Podobny charakter miało pierwsze lądowanie ludzi na Księżycu i tak zapewne będzie z eksploracją innych planet. Eksperymenty eksploracyjne mogą blisko sąsiadować z obserwacyjnymi; jeżeli jednak eksperymenty obserwacyjne należą, jak się wydaje, do grupy badań ściśle naukowych, eksperymenty czysto eksploracyjne często poza tę dziedzinę wykraczają. Spełniać mogą cały szereg innych celów, A.D. Ursuł, Kosmonawtika, ekspierimient, praktika, w: Ekspierimient, modiel, tieorija (pr. zbiór.) Moskwa-Berlin 1982. S.Wójcicki, Zasady eksperymentu, Warszawa 1964. 67 jak utylitarne i handlowe (poszukiwanie drogi morskiej do Indii), ekonomiczne (poszukiwanie cennych kruszców) lub służyć wyłącznie „bezinteresownej" potrzebie przeżycia przygody, sprawdzenia umiejętności, pokonania określonych trudności itp. 4.3. O statusie metod obserwacyjnej i eksperymentalnej We wczesnych okresach rozwoju nauki metody empiryczne nie były zróżnicowane na tyle, aby można w nich wyraźnie określić świadomie uprawianą działalność eksperymentalną. Metodologia dawniejsza również nie precyzowała dokładnie różnic między obserwacją a eksperymentem ani nie podkreślała dość jasno specyficznych cech eksperymentu. We współczesnej metodologii ukształtowało się pojęcie obserwacji jako zorganizowanego, planowego spostrzegania . Stopień bezpośredniej penetracji zmysłowej może być w obserwacji stopniowany i towarzyszyć jej mogą pewne czynności pomocnicze. Słusznie zatem Z. Cackowski14 wyróżnia rozmaite typy obserwacji: - bierną i bezpośrednią; - bierną i pośrednią; - czynną i bezpośrednią; - czynną i pośrednią. V.F. Lenzen podkreśla złożoność i w pewnym sensie - względność bezpośredniej percepcji wizualnej. Wprowadza on pojęcie „przegrody" (partitioń) obserwacyjnej między badaczem a obiektem obserwacji. W obserwacji wizualnej „przegrodą" taką jest światło. W życiu codziennym nie zawsze zdajemy sobie sprawę z jego istnienia. Przedmiotem zainteresowanie jest przedmiot trzymany w dłoni, a „światło traktowane jest jako instrument obserwacji, który jest integralną częścią obserwatora". Naiwny obserwator zakłada, że pozostaje w bezpośrednim kontakcie z oddalonym obiektem. Fizyka dowodzi jednak, że widzimy dzięki pośrednictwu światła. W ten sposób „przegroda" lokalizowana jest w organizmie, do którego obserwator jest ograniczony. „Problem fizyków kończy się, gdy osiągną oni granice organizmu, lecz biolodzy przesuwają przegrodę do wnętrza organizmu obserwatora. Optyk umieszcza przegrodę na siatkówce oka, ale fizjolog systemu nerwowego przesuwają coraz bardziej w głąb organizmu". Jeżeli obserwacja pozornie „bezpośrednia" obdarzona jest taką złożonością, cóż powiedzieć można o obserwacji pośredniej (zwanej także oprzyrządowaną)? W swoim interesującym studium I. Hacking zapytuje, „czy widzimy przez mikroskop" ? Nie, nie widzimy przez mikroskop (nawet optyczny), a tym bardziej przez mikroskop rentgenowski, elektronowy czy pracujący w zakresie ultrafioletu lub podczerwieni. Widzimy raczej przy pomocy mikroskopu. Nie widzimy również obrazu w potocznym znaczeniu, lecz mapę interakcji pomiędzy obiektem a obrazującym promieniowaniem. I. Hacking 13 Por. Filozofia a nauka (praca zbiór.), Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk 1987. Z. Cackowski, hasło - Obserwacja, tamże. V.F. Lenzen, Procedures of Empirical Sciences, w: International Encyclopedia of Unified Science, vol. 1, No 5, Chicago, Illinois 1938, s. 1 - 59. 16 Tamże, s. 5. 17 Tamże, s. 6. I. H a c k i n g, Do We See Through a Microscope?, w: Images of Science (red. P.M. Churchland, C.A.Hooker), Chicago London 1985. 68 przypomina, iż we współczesnych odmianach mikroskopów „m ożemy używać każdej cechy światła, która oddziałuje z obiektem w celu badania struktury obiektu. Możemy też używać każdej własności lub każdego rodzaju fali". Mówiąc o fali autor ma na myśli nie tylko fale elektromagnetyczne. W wynalezionych przed kilkudziesięciu laty mikroskopach akustycznych sygnały elektryczne przekształcane są w dźwięki (o zróżnicowanej długości fali), te zaś, po interakcji z obiektem przekształcane są ponownie w sygnały elektryczne. Te ostatnie rzutuje się na ekran telewizyjny lub taśmę wideo. A zatem, czy w przypadku mikroskopu akustycznego lub pracującego na podobnej zasadzie radaru czy sonaru, „widzimy", czy raczej „słyszymy" obiekt? Złożoność przyrządów służących obserwacji jest rzeczywiście warta zainteresowania filozofów. Tylko dobra znajomość teorii służących budowie tego rodzaju przyrządów pozwala właściwie rozumieć ich funkcjonowanie. Nie ulega wątpliwości, że dla ludzkiego poznania zmysłowego główną formę percepcji stanowi zmysł wzroku, chociaż dla niektórych dyscyplin naukowych istotne znaczenie mogą mieć i inne bodźce: słuchowe w akustyce, zoologii, ornitologii, węchowo--smakowe w chemii i jej gałęziach stosowanych. Jednym z celów poznania naukowego jest przybliżanie badaczowi świata, sprowadzanie różnych jego aspektów do ram ludzkiej percepcji. W tym sensie obserwacja a także metoda i działalność obserwacyjna jest niczym niezastąpionym i w pewnym sensie ostatecznym sposobem poznania. Pozostaje problem, na ile jest i na ile może być ona obiektywna. Gdy w 1770 roku holenderskie Towarzystwo Naukowe Haarlemu ogłosiło konkurs na pracę o sztuce obserwowania, rozgorzał spór o bezstronność obserwacji. Wypowiadający się w tej sprawie M. Łomonosow uważał, iż obserwatorem kierować powinna wyłącznie ciekawość poznawcza. Zainteresowania utylitarne mogą tylko deformować wyniki. J.G. Zimmerman uważał, iż posiadana już wiedza i tradycja naukowa jest przeszkodą w bezstronnej obserwacji. Według znanego lekarza i fizjologa C. Bernarda obserwator nie powinien kierować się ani ideą wyjściową, ani docelową. „Trzeba obserwować bez założonej z góry idei; umysł obserwatora musi być bierny, musi zamilknąć; słucha on natury i rejestruje to, co ona dyktuje. Ale gdy fakt zostaje stwierdzony, a zjawisko dobrze zaobserwowane, wówczas przychodzi idea i pojawia się eksperymentator, aby zjawisko zinterpretować"20. Do podobnych rozwiązań zmierzali filozofowie pozytywistyczni, pragnący w obiektywnych faktach lub zdaniach obserwacyjnych znaleźć niezawodne oparcie dla wiedzy teoretycznej. Rosnąca złożoność operacji poznania naukowego, jak również rozwój psychologii podważyły przekonanie o możliwości „całkowicie bezstronnej", „obiektywnej" obserwacji. Na gruncie metodologii ujawniły to między innymi wnikliwe badania L. Fle-cka . Okazało się, że badacz nie może odrzucić, „strząsnąć z siebie" zarówno ciężaru tradycji, jak i promieniowania kultury naukowej swoich czasów. Fleck uzasadnia, między innymi na przykładzie własnych dociekań medycznych, że „sposób widzenia" da- 19 Tamże, s.143. Podkreślenia pochodzą od autora. 20 Z. C a c k o w s k i, hasio - Obserwacja, w: Filozofia a nauka, op. cit., s. 435; cytat pochodzi zC.Ber- n a r d a, Introduction a 1'etude de la medicine experimentale, Paris, 1920. 21 L. F 1 e c k, Genesis and Development of a Scientific Fact, Chicago, London, 1979. Z nowszej literatury por. np. D. Gooding, Experiment in the Making of Meaning. Human Agency in Scientific Observation and Experiment, Kluwer Academic Publishers, 1990, USA. 69 nego narządu, preparatu, hodowli bakterii itp. jest w równej mierze sztuką indywidualną, która musi być rozwijana i doskonalona, co pochodną całego kontekstu kulturowo-naukowego danej epoki. Ten ostatni L. Fleck określa jako „styl myślenia" danego czasu, ilustrując go szeregiem przykładów. Relacje między obserwacją a eksperymentem są złożone. O niektórych z nich, wynikających z aktywnej roli badacza lub roli hipotezy w obu rodzajach badań mowa była już w rozdziale 3. Z. Cackowski , uwzględniając powyższe okoliczności, proponuje następujące rozstrzygnięcie: „obserwacja - to zmysłowe zdobywanie informacji o czysto poznawczym nastawieniu, w którym zmysłowy obraz zawiera pełną i wystarczającą informację rozstrzygającą problem; eksperyment zaś - to taka procedura poznawcza, w której informacja zmysłowa jest elementem koniecznym ale samodzielnie nie rozstrzygającym problemu, stanowiąc wyłącznie jedną z przesłanek takiego rozstrzygnięcia". Wydaje się, że stanowisko Cackowskiego jest dość konwencjonalne i za mało uwzględnia współczesne realia badań empirycznych. Podane przezeń przykłady: obserwacji płaszczyzny drgań wahadła dokonanych w 1661 roku przez Vivianiego i eksperymentu z płaszczyzną wahań Foucaulta z 1851 roku są, oczywiście, słuszne, lecz dotyczą dość odległej przeszłości nauk empirycznych. Mamy tutaj do czynienia z owym „mitycznym" traktowaniem eksperymentu, o którym wspomina A. Franklin . Proponawane przeze mnie ujęcie kwestii „obserwacja a eksperyment" mniej akcentuje wystarczalność (bądź niewystarczalność) samej obserwacji w badaniach empirycznych, bardziej zaś „eksperymentowanie z obserwacją", bądź z „eksperymentalne przystosowanie się badacza" do warunków, w których może zostać dokonany akt percepcji. Na tym jednak nie kończą się zróżnicowane relacje między obserwacją a eksperymentem. Obserwacja - w sensie szerokim - jest najistotniejszym przewodnikiem badacza po rzeczywistości. Jest też z zasady bardziej bierną metodą poznania. Eksperyment jest instrumentem działania, aktywności, przekształcania. Jednakże, o ile obserwacja stanowić może czystą i samodzielną metodę obserwacyjną (bez udziału manipulacji typu eksperymentalnego), o tyle „czysta" w podobnym sensie (tzn. nie angażująca obserwacji) metoda eksperymentalna jest niemożliwa. Eksperyment, którego przebiegu i efektów nie można byłoby śledzić - to pojęcie wewnętrznie sprzeczne. A zatem brak tutaj relacji symetrycznej - o ile obserwacja warunkuje eksperyment w sposób konieczny, o tyle działania eksperymentalne mogą (lecz wcale nie muszą) warunkować badania obserwacyjne. Zwracając uwagę na ową nadrzędność metody obserwacyjnej, nie można jednak tracić z pola widzenia tych wartości, dzięki którym eksperyment swoją „podrzęd-ność" wobec obserwacji znakomicie kompensuje. 4.4. Kilka uwag podsumowujących W rozważaniach zawartych w rozdziałach 3 i 4 próbowano ujawnić źródła językowych i merytorycznych nieporozumień narosłych wokół terminów „obserwacja", „doświadczenie", „eksperyment". Nieporozumienia te mają genezę historyczną, wywodzą Z. Cackowski, hasło - Obserwacja, w: Filozofia a nauka, op. cit., s.439. A. F r a n k 1 i n , The Neglect of Experiment, Cambridge 1986. D. Sobczyńska, Między obserwacją a eksperymentem, w: Nauka w świetle współczesnej filozofii (red. E. Pakszys, J. Such, J. Wiśniewski, s. 118 - 142, Warszawa 1992. 70 się również z subiektywnych upodobań i kultury językowej, wszystkie jednak dotykają istotnej metodologicznie kwestii ich odróżniania i właściwego stosowania. W użyciu potocznym istnieje duża dowolność w używaniu wyżej wymienionych terminów. Przyrodnicy lub historycy nauki mają niewątpliwie prawo do wymiennego lub zamiennego stosowania tych określeń i do zachowania pewnych tradycji lub konwencji panujących w ich środowisku. Czasem zresztą, jak podkreślano w rozdziale 3, przyrodnicy dysponują trafną intuicją językową, która każe im różnicować stosowanie omawianych nazw w zależności od rozmaitych okoliczności prowadzonych badań. Jeżeli filozof lub metodolog mimo wszystko docieka sensu słów i nakłania do adekwatnego z tym sensem ich używania, czyni to zwykle w przekonaniu o istnieniu dwóch zasadniczych form kontaktu człowieka ze światem - doświadczenia zmysłowego i praktyki materialnej . Percepcja, a mówiąc ściślej, rozbudowane, oprzyrządowane a zarazem refleksyjne doświadczanie świata jest conditio sine qua non działalności eksperymentalnej, jej początkiem - i punktem docelowym. Można by powiedzieć, iż „eksperyment wychodzi od obserwacji i kończy się obserwacją". Nie należy jednak absolutyzować znaczenia obserwacji i zaliczać do niej formy poznania naukowego tak zdecydowanie odmiennej jak eksperyment. Byłoby to „spłaszczaniem" różnorodności form poznawczego kontaktu człowieka ze światem, jak też ignorowaniem pozycji eksperymentu, dostatecznie w nauce nowożytnej ugruntowanej. Nie wyklucza to oczywiście faktu istnienia rozmaitych relacji i sprzężeń między obu tymi formami poznania. Na niektóre z nich zwrócono uwagę w tym rozdziale, na inne wskazuje M. Czarnocka w jednej ze swoich prac . Nie można również ignorować powstania między obu formami działalności poznawczej pewnej nowej odmiany badań. Pojawienie się w nauce eksperymentów obserwacyjnych (a niekiedy pewnych typów eksperymentów eksploracyjnych) łamie bowiem pewne ustalone zwyczaje językowe i dawne normy metodologiczne. 25 J. S u c h, Rola praktyki i doświadczenia w procesie sprawdzania wiedzy w naukach przyrodniczych i społecznych, „Panta Rei" t. III, Ossolineum 1988, s. 27 - 54. 26 M. C z a r n o c k a, Obserwacja a eksperyment, „Studia Filozoficzne" (4) 1989, s. 117- 131. 5. Wokół problemów typologii eksperymentów (...) jest rzeczą oczywistą, że przeprowadzając klasyfikację nie mamy żadnej ustalonej metody, którą można by uważać za regułę i zazwyczaj mamy przed sobą niezliczoną ilość możliwości 5.1. Uwagi wstępne Nie ulega wątpliwości, że eksperymentowanie jest dzisiaj podstawową metodą badawczą nauk przyrodniczych. W naukach tych, zwłaszcza w fizyce (i jej prenauce, mechanice), jak również w chemii (alchemii) eksperymentowano od tysiącleci, od pierwszych prób zrozumienia zjawisk przyrody. Dzisiaj eksperymentuje się powszechnie i na wiele sposobów. I oto okazuje się, że naukowa wiedza o eksperymencie jest niewielka; to zaś, co jest już wiadome, domaga się uściślenia i uporządkowania. Wstępnymi sposobami uściślania pojęć są definiowanie i klasyfikacja. Obie te procedury metodologiczne mają oprócz praktycznych także wyraźnie sprecyzowane cele poznawcze. Według T. Kwiatkowskiego „mówiąc o celach poznawczych klasyfikacji należy najpierw podkreślić to, że bardzo często ona sama jest takim celem. Jest bowiem często ważnym składnikiem nauki, jak na przykład w przypadku systematyk biologicznych, podziałów gramatycznych, itp. Poza tym służy jako narzędzie poznawcze między innymi dlatego, że ułatwia lub umożliwia realizację innych zadań poznawczych, takich jak definiowanie, stawianie hipotez, itp. Pełni także ważną funkcję porządkowania myśli i jej wyrazu, jest na przykład podstawą planu dzieła naukowego (...). Klasyfikacja nie jest oczywiście jedyną metodą porządkowania myśli i rzeczy. Obok niej funkcjonują i są niezbędne inne metody: typologia, periodyzacja, różnego rodzaju podziały przestrzeni, itd. Klasyfikacja jest jednak najważniejszą z tych metod". 1 W.S. J e v o n s, Logika, tł. Cz. Znamierowski, Warszawa 1936, s. 231. T. Kwiatkowski, hasło - Klasyfikacja, w: Filozofia a nauka (praca zbiorowa), Ossolineum 1987, s. 297. 72 Nie wydaje się, aby możliwe było wprowadzenie uporządkowania za pomocą klasycznego podziału logicznego tak złożonego pojęcia, jak eksperyment naukowy. Nie jest to bowiem pojęcie statyczne ani „atomowe . Jest natomiast pojęciem ewoluującym, rozwijającym się, historycznie zmiennym. Wydaje się zatem, że lepszym sposobem podziału takiego pojęcia będzie mniej rygorystyczna pod względem logicznym typologia. Typologia - to zabieg metodologiczny (lub rezultat takiego zabiegu) polegający na grupowaniu przedmiotów na zasadzie ich podobieństwa do pewnego przedmiotu wzorcowego zwanego typem.Typologia różni się zatem od podziału logicznego, polegającego na wyróżnieniu co najmniej dwóch klas podziałów, z których jedne posiadają pewną cechę, drugie zaś cechy nie posiadają. Różni się więc także od klasyfikacji, będącej wielostopniowym poddziałem logicznym. Zbliżoną do typologii procedurą jest syste-matyzacja4 - ujmowanie rzeczy w system, porządkowanie według określonych zasad. Procedura, którą pragnę tutaj zaprezentować, byłaby pewnego rodzaju typologią opartą na istotnych dla eksperymentowania cechach i komponentach. Oparciem dla niej będą funkcjonujące w filozofii nauki sposoby klasyfikowania, określania typów czy syste-matyzacji eksperymentów. 5.1.1. F. Bacona typologia eksperymentów Twórca metodologii eksperymentu., F. Bacon, doceniał zagadnienie typologii różnych form badań eksperymentalnych. Jako pierwszy podkreślał z naciskiem, że „Nadzieja na dalszy postęp nauk znajdzie dopiero wtedy należyte uzasadnienie, kiedy do historii naturalnej przyjmie się i dołączy liczne takie eksperymenty, które same w sobie nie przynoszą żadnego pożytku, lecz służą tylko do odkrywania przyczyn i twierdzeń ogólnych; nazywamy je zwykle eksperymentami niosącymi światło - dla odróżnienia od eksperymentów przynoszących pożytek. Te pierwsze mają podziwu godną zaletę i właściwość - tę mianowicie, że nigdy nie wprowadzają w błąd ani nie zawodzą. Albowiem kiedy się je stosuje nie po to, aby wywołać jakiś określony skutek, lecz aby odkryć w czymś naturalną przyczynę, to jakkolwiek one wypadną, w równym stopniu czynią zadość zamiarowi, ponieważ rozstrzygają kwestię . Eksperymenty te określa Bacon, odpowiednio, jako experimenta lucifera i experimenta fructifera. Rozróżnienie to do dzisiaj zachowało moc obowiązującą, aczkolwiek współcześnie oba rodzaje-ekspe-rymentów zazwyczaj niedługo pozostają w stanie dychotomii. Systematycznie maleje okres czasu dzielący odkrycia „nauki czystej" od ich „wdrożeń" technicznych. Oprócz tego, jak pisze T. Kotarbiński , „Dużo skutecznego trudu poświęca Bacon typologii przypadków wyborowych, których uwzględnienie bardziej poucza, niż uwzględnienie innych, nie tak instruktywnych; pojęcie instancji krzyżowej, czyli faktu rozstrzygającego spór między dwoma przeciwnymi hipotezami, przeszło z tego wykazu do Wyróżnionymi pojęciami podziału logicznego i klasyfikacji logicznej są te, które mają za przedmiot wyłącznie tzw. zbiory atomowe, tzn. zbiory złożone z indywiduów dokładnie określonych (por. T. Kwiatkowski, tamże). 4 Według Małej encyklopedii logiki, (red.) W. Marciszewski, Ossolineum 1988 s. 212, oraz według Leksykonu PWN, Warszawa 1972, ss. 1138 -1139. F. B a c o n, Novum Organum, tł. J. Wikarjak, Warszawa 1955, s. 129 - 130. T. Kotarbiński, Program Bacona, „Przegląd Humanistyczny" Lwów 1932. 73 inwentarza powszechnie znanych pojęć. Powtarza dalej i żąda, by nie poprzestawać w przyrodoznawstwie na obserwacjach, lecz jak najgorliwiej uprawiać eksperymenty oraz daje przy tem zarys drugiej cennej typologii, typologii elementarnych form eksperymentu" Typologia, o której mówi T. Kotarbiński, jest ogromnie rozbudowana i obejmuje aż 27 „wypadków", czyli poszczególnych odmian eksperymentów. Oto wyróżnione przez F. Bacona wypadki : 1) samotnicze {instantiae solitariae), 2) wędrówki, czyli przechodzenia {instantiae migrantes), 3) okazowe {instantiae ostensivae), 4) skryte {instantiae clandestinae) lub półmroku {instantiae orepusculi), 5) konstruktywne {instantiae constitutativae) lub podgrupowe {instantiae mani- pulares), 6) zgodności {instantiae conformes) lub odpowiedniości {instantiae proportiona- tae) względnie paralele lub podobieństwa fizyczne {similitudines physicae), 7) jedyne w swoim rodzaju {instantiae monodicae) lub nieregularne {instantiae ir- regulares), względnie heterolityczne {instantiae heteroclitae), 8) zbaczające {instantiae deviantes), 9) graniczne {instantiae limitaneae) lub współuczestnictwa (instantiae participia), 10) władzy {instantiae potestalis) czyli rózeg liktorskich (fascium) także talenty (in- genia) lub ręce człowieka {manus hominis), 11) towarzyszące {instantiae comitatus) oraz wypadki wrogości {instantiae hostiles), 12) łączące {instantiae subjunctivae), względnie krańcowości {instantiae ultimatis) albo kresu {instantiae termini), 13) przymierza {instantiae foederis) lub zjednoczenia {instantiae unionis), 14) drogowskazy {instantiae crucis), rozstrzygające {instantiae decisoriae) i wyro kujące {indiciales), wyroczni (oraculi) i polecenia {mandati), 15) rozłąki lub rozdziału {instantiae divortii), 16) wrotne czyli odźwierne {instantiae ianuae si ve portatae), 17) pozywające {instantiae citantes) lub wywołujące {evocantes), 18) drogi {instantiae viae) lub rozczłonkowane {articulatae),względnie podróżnicze {itinerantes), 19) uzupełniające {instantiae suplementi) lub pobudzające (yellicantes), lub wypadki Demokryta (instantiae Democriti). Ponadto Bacon wyróżnił siedem rodzajów wypadków praktycznych {instantiae practicae): 1) pręta mierniczego {instantiae virgae), czyli promienia {radii), zasięgu (perlatio- nis), „dotąd a nie dalej" {de non ultra), 2) przebiegu {instantiae curriculi), wody {instantiae aąuam), 3) ilości {instantiae ąuanti) lub dawki przyrody {doses naturae), 4) walki {instantiae luctae) lub przewagi (instantiae predominatiae), 5) zachęcającego skinienia (instantiae innuentes), 6) wielorakiej użyteczności (instantiae polychrestae), 7) magiczne (instantiae magicae). F. B a c o n, Novum Organum, op. cit., s. 219 - 366. 74 W typologii tej zwraca uwagę silnie zaznaczony, zwłaszcza w nazwach wypadków (10,14,17 i 5 wśród praktycznych), emocjonalny typ sprzężenia między badaczem a zależnościami, które bada w swoim laboratorium. Między eksperymentatorem a jego układem, niczym w nie tak dawnej jeszcze sztuce alchemicznej, występują ścisłe związki; przyroda lub sztuczny układ udzielają uczonemu „zachęcającego skinienia". Poszczególne wypadki,,(...) sprowadzają rozum na właściwą drogę od manowców przyzwyczajeń, jak wypadki zbaczające, albo (...) prowadzą do wielkiej formy czyli budowy wszechświata, jak wypadki graniczne, albo (...) ostrzegają przed fałszywymi formami i przyczynami, jak wypadki-drogowskazy i wypadki rozłąki. Co się zaś tyczy dziedziny praktyki, to one albo ją wyznaczają, albo wymierzają, albo ułatwiają . Drugą istotną cechą tej typologii jest uwzględnienie związków między własnościami badanych rzeczy. I tak, przykładowo, wypadki wymienione w punkcie 13 oznaczają sytuacje osobliwego „przymierza" między własnościami, które uważano za zasadniczo odmienne, takimi jak „światło, które jest pierwotnie widzialne i daje w ogóle możliwość widzenia, oraz barwę, której widzialność jest pochodną"9. A jednak, sądzi Bacon, „istnieją tutaj, zdaje się, z jednej i z drugiej strony wypadki przymierza, a mianowicie śnieg w wielkiej ilości, oraz płomień siarki. W jednym z tych wypadków barwa wydaje się czymś zaczątkowo świecącym, w drugim światło - czymś, co graniczy z barwą" . Upływ czasu i postęp nauki zrewidowały w dużej mierze zasady typologii Bacona. Badaczom współczesnym obce jest zapewne przekonanie o mistycznych niemal związkach uczonego z rzeczami, które bada. Również wiele zjawisk, np. opisanych w wypadku 13, zupełnie inaczej widzi dzisiejsza fizyka. Lecz już w punkcie kolejnym, w wypadku 14, intuicja i zmysł metodologiczny Bacona okazały się genialne. Oto bowiem wśród wypadków podanych w punkcie 14 znalazły się ,,(...) wypadki--drogowskazy (instantiae crucis) biorąc nazwę od drogowskazów, które wzniesione na rozstajach wskazują i określają kierunki poszczególnych dróg. (...) Kiedy przy badaniu jakiejś własności umysł znajduje się jakby na szalkach wagi i ponieważ często, a nawet zwykle razem występuje więcej własności, nie jest pewny, którą z dwóch, a niekiedy którą z kilku własności ma uważać albo uznać za przyczynę własności badanej, to wtedy wypadki-drogowskazy pokazują, że łączność jednej z tych własności z własnością badaną jest pewna i nierozerwalna, drugiej zaś - zmienna i niestała. W ten sposób kwestia zostaje rozwiązana: ową pierwszą własność przyjmuje się jako przyczynę, drugą zaś pomija i odrzuca (...). Niekiedy owe wypadki-drogowskazy można znaleźć i napotkać wśród zauważonych poprzednio, najczęściej są one jednak czymś całkiem nowym, wyszukanym i dostarczonym dzięki przemyślności i celowemu urządzeniu oraz zostają wydobyte na jaw dopiero przez troskliwe i wnikliwe badania''11. Dłuższy ten cytat przytoczono, aby sięgnąć do źródeł metodologicznych wielowiekowego sporu o istnieniu experimentum crucis . Rozstrzygnięcia filozofii w tej mierze wydają się gruntowne i oparte na długoletniej dyskusji. Panuje, jak wiadomo, opinia, że o ile w eksperymencie sprawdzamy całość dotychczasowej wiedzy teoretycznej, to jego 8 Tamże, s. 367. 9 Tamże, s. 258. 10 Tamże, s. 259. 11 Tamże, s. 258 - 259. J. S u c h, Czy istnieje experimentum crucis? Warszawa 1975 75 wyniki nie mogą być z całkowitą pewnością rzutowane w przyszłość. W rozważaniach o sztuce eksperymentu warto wspomnieć na przykład „przemyślność i celowe urządzenie" oraz „troskliwe i wnikliwe badania" M. Foucaulta polegające na pomiarze prędkości światła w powietrzu i wodzie, które rozstrzygnęły między korpuskularną a falową teorią światła. Równie znanym przykładem experimentum crucis jest eksperyment Mi-chelsona, wykluczający istnienie eteru. Współcześnie rangę eksperymentów krzyżowych nadaje się eksperymentom fizyki jądrowej dotyczącym naruszenia parzystości. Badania T.D. Lee, C.N. Yanga, Wu, Telegdiego i in. doprowadziły do wniosku, iż w obrębie oddziaływań słabych między podstawowymi elementami materii naruszona jest zwierciadlana symetria przyrody13. Eksperyment krzyżowy jest najdoskonalszym pod względem zaawansowania teoretycznego typem eksperymentu. Rozstrzyga między ważnymi dla nauki hipotezami (nie w absolutny wprawdzie sposób, lecz adekwatny dla danego etapu rozwoju nauki). Tkwi w centrum ważkiej problematyki teoretycznej. Jest jednocześnie tym typem działalności empirycznej, w którym „przemyślność i celowe urządzenie" osiągnąć muszą szczyty mistrzostwa: zarówno co do „przemyślności" teoretycznej, jak i co do „celowego urządzenia" wykonawczego. 5.1.2. Współczesne typologie eksperymentów Wśród współczesnych typologii eksperymentów naukowych rozpowszechniony jest ich podział na realne i myślowe. Kategoria eksperymentu myślowego jest ogromnie ważna nie tylko dla jego głębokich na ogół związków z teorią; ważna jest również jako postępowanie wstępne dla eksperymentu realnego. Z tych powodów, jak również z racji znaczenia eksperymentu myślowego w historii nauki, do jego bliższego omówienia przejdę w rozdziale 6. Wśród eksperymentów realnych (dokonywanych przez badacza za pomocą środków materialnych na obiektach materialnych) wielu badaczy wyróżnia eksperymenty naukowe i utylitarne. Czyni tak na przykład J. Such , Z. Polański i wielu innych autorów. W podziale tym przejawia się niewątpliwie trwałość tradycji baconowskiej. Wielu badaczy próbujących ustalić typologię badań eksperymentalnych stosuje kryterium przedmiotowe: dziedzinę, do której należy przeprowadzany eksperyment. Kryterium takie proponuje, między innymi, J. Such oraz W. Sztoff . W podziałach tego rodzaju występuje więc eksperyment fizyczny, którego uniwersalne znaczenie podkreśla zwłaszcza J. Such, eksperyment chemiczny, biologiczny itd. Odrębnie na ogół rozpatru- 1 Q je się eksperyment przyrodniczy i eksperyment w naukach społecznych . Obszerniejsze informacje o istocie tego zjawiska zawarte w: A. F r a n k 1 i n, The Neglect of Experi-ment, Cambridge University Press 1986 lub w pracach pozostałych eksperymentalistów. J. S u c h, hasło - Eksperyment w Filozofia a nauka, op. cit. 15 Z. Poi ans ki, Współczesne metody badań doświadczalnych.Warszawa 1978 s. 169- 170. J. S u ch, hasło Eksperyment..., op. cit., s. 120- 131. 17 W. S z t o f f, Wwiedienije w mietodołogiju naucznogo poznanija, Leningrad 1960. 18 Por. np. Filozofia a nauka, op. cit. Rozważania na temat eksperymentu przyrodniczego i eksperymentu w naukach społecznych tworzą dwa odrębne hasła. 76 S. Wójcicki dzieli eksperymenty na wstępne i główne, w zależność i od zadań i celów, które realizują w określonych etapach działalności naukowej. Eksperymenty wstępne dzielą się dalej na: - rozpoznawcze - przeprowadzane próbnie w małej skali, względnie na modelach lub przyrządach analogowych; - kierunkowe - przeprowadzane w celu wyznaczenia zasadniczego celu badań i rozeznania się w najlepszym sposobie ich prowadzenia; - selekcyjne - przeprowadzane w celu wybrania z wielu obiektów najlepszego do danych celów. Eksperyment główny (często określany przez S. Wójcickiego według kryteriów przedmiotowych) dzieli się dalej na: - badanie urządzeń, - badanie zjawisk. W literaturze filozoficznej i metodologicznej utrwalił się również podział eksperymentów na naturalne i laboratoryjne. Zdaniem J. Szymańskiego wskazywanie wyłącznie miejsca, w którym eksperyment jest przeprowadzany, nie określa wystarczająco jego specyfiki. Według autora doskonalsza klasyfikacja „(...) z jednej strony zmierzałaby do stopniowania poszczególnych odmian eksperymentu pod względem ich zdolności rozstrzygania sprawdzanych zależności, z drugiej precyzowałaby zakres możliwości izolowania badanych zdeterminowań od czynników wpływających na zniekształcanie ich przebiegu" . Propozycja zawarta w cytowanej pracy sprowadza się do dwóch rodzajów klasyfikacji: 1. poprzez układy, w których dokonuje się badań eksperymentalnych Układy eksperymentalne naturalne laboratoryjne izolowane wymuszone symulujące sztuczne maksymalnie częściowo quasi-absolutnie minimalnie izolowane zakłócone 2. poprzez zróżnicowane co do istotności sposoby wyjaśniania badanych zależności Eksperymentalne wyjaśnianie (ustalanie) realnych zależności potoczne powierzchowne pośrednie dotyczące nieznanych przyczyn dotyczące skutków dotyczące skutków wywołanych przez wywołanych przez badacza aparaturę techniczną S. W ó j c i c k i, Zasady eksperymentu.Warszawa 1972, s. 101 -102. ' J. S z y m a ń s k i, Rola teorii i techniki w eksperymentalnym testowaniu wiedzy, Poznań 1982, s. 206. ' Tamże, s. 206 - 207. 77 Propozycja typologiczna J. Szymańskiego wiąże się ściśle z jego koncepcją sprawdzania praw idealizacyjnych oraz eksperymentalnego testowania zależności między zjawiskami22. J. Such23 dzieli układy eksperymentalne w podobny sposób; istotnym novum jest połączenie typologii układów eksperymentalnych z periodyzacją historyczną ich rozwoju, obrazującą stopniowe wzbogacanie odmian stosowanych układów: Układy eksperymentalne naturalne laboratoryjne (nauka starożytna) ^^ ^\ izolowane wymuszone symulujące (nauka nowożytna) (nauka współczesna) Podobny aspekt periodyzacji posiada systematyzacja H. Dinglera , który w historii badań przyrodniczych wyróżnia następujące typy eksperymentów: - bierny (obserwację), - czynny (związany z kontrolowaną manipulacją obiektem), -jakościowy, - ilościowy, a w nim: - pomiar statyczny (jednorazowy), - ciągi pomiarowe, pozwalające na ustalanie zależności funkcyjnych. W obrębie tego podziału Dingler dopuszcza istnienie typów mieszanych. Przykładowo, eksperymenty alchemiczne były zarazem czynne i jakościowe. Ten typ badań stosowano powszechnie do późnego średniowiecza. Dużą zdobyczą w tym okresie były badania Arabów, którzy dokonywali pomiarów statycznych, oznaczając z wielką precyzją ciężary właściwe rozmaitych ciał. Eksperymenty ilościowe typu „ciągów pomiarowych" rozwinęły się dopiero w nauce nowożytnej. W okresie tym widać wzajemny wpływ matematyki i badań eksperymentalnych. Matematyczne pojęcie funkcji i opracowanie metody rachunku różniczkowego oraz pomysł dokonywania w jednym urządzeniu serii pomiarów wielkości wzajemnie zależnych umożliwiły ujmowanie zależności wielkości fizycznych w postaci funkcji matematycznych. Wymienione wyżej koncepcje typologiczne czy systematyzujące są inspirujące i bogate treściowo. Próbują ująć akt eksperymentowania z wielu różnych punktów widzenia: miejsca, stosowanego układu, rodzaju wykonywanych pomiarów, charakteru badanych zależności, itp. Niektóre łączą się z periodyzacją historyczną. Wszystkie zaś ustalają ściślejsze ramy terminologii. Dzięki nim można już mówić dość jednoznacznie na przykład o eksperymencie laboratoryjnym w układzie izolowanym, o eksperymencie polegającym na wykonaniu pomiarów, itp. Czy klasyfikacje te wszechstronnie ujmują różnorodne aspekty eksperymentowania, czy są wystarczająco jednoznaczne oraz jakie zachodzą między nimi relacje? Zwróćmy J. Szymański, Rewolucja naukowo-techniczna a nowa technika obserwacji naukowej, w: Studia nad zagadnieniami rewolucji naukowo-technicznych, Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk 1974; „Sztuczna obserwacja" jako kategoria poznania empirycznego, „Studia Filozoficzne" (11) 1977. J. S u c h, wypowiedź na seminarium zakładowym. 24 H. D i n g 1 e r, Das Experiment. Sein Wesen und seine Geschichte, Miinchen 1928. 78 uwagę na odmianę eksperymentu przez J. Szymańskiego i J. Sucha nazywaną „eksperymentem w układzie symulującym". Równie często eksperyment taki nazywany bywa modelowym . Sens tego określenia można rozumieć szerzej. „Modelowanie" czy „symulacja" nie muszą odnosić się tylko do układu laboratoryjnego, lecz równie dobrze do obiektu modelowego lub symulującego. W jednej z moich prac przytaczam przykłady eksperymentów chemicznych na obiektach modelowych (modele: kopie, analogi, zastępcze, w skali powiększonej, itp.). Eksperymentowanie w układzie modelowym ma miejsce, gdy na przykład w laboratorium chemicznym modeluje się doświadczalnie hipotetyczne warunki atmosferyczne panujące w prehistorii Ziemi. Przypadek eksperymentu „w pełni" modelowego ma miejsce, gdy w warunkach symulujących (np. w tunelu aerodynamicznym) bada się zachowanie modeli (np. samolotów, rakiet, samochodów). Z uwagi na powyższe okoliczności pojawia się potrzeba uściślenia typologii. Niektórzy autorzy kierują się w swoich próbach podziału eksperymentów ich stroną poznawczą, a zarazem subiektywną, tj. dotyczącą celów i zadań, które badacz pragnie zrealizować. Ta linia poszukiwań idzie niewątpliwie tropem tradycji Bacona; autorzy podkreślają tutaj szczególne znaczenie experimenłum crucis. K. Ajdukiewicz , przykładowo, wyróżnia: 1. eksperymenty diagnostyczne: jakościowe, ilościowe, pomiary. 2. eksperymenty pozwalające wykrywać zależności: jakościowe, ilościowe. 3. eksperymenty rozstrzygające. Typologię Ajdukiewicza powtarza także M. Poletyło w haśle encyklopedycznym, podobną stosuje również T. Kotarbiński29. Metodologiczne cele badań, ze szczególnym zaakcentowaniem roli experimentum crucis znalazły wyraz w propozycji J. Sucha . Jego typologia przedstawia się następująco: Eksperymenty sprawdzające heurystyczne rozstrzygające weryfi- falsyfi-(krzyżowe) kujące kujące diagnostyczne wykrywające nowe związki między rozmaitymi wielkościami Typ eksperymentu wykrywającego nowe zależności S. Wójcicki poddaje dokładniejszemu podziałowi, mianowicie na: Por. np. W. S z t o f f, Modelowanie i filozofia, tł. S. Jedrzejewski, Warszawa 1971; także D. Sob-c z y ń s k a, Osobliwości chemii, Poznań 1984. 26 D. S o b c z y ń s k a, Osobliwości..., op. cit., s. 100 -116. K. Ajdukiewicz, Logika pragmatyczna, Warszawa 1974. M. P o 1 e t y t o, hasło - Eksperyment w: Mała encyklopedia logiki, op.cit, s. 53. T. Kotarbiński, Elementy teorii poznania, logiki formalnej i metodologii nauk, Ossolineum, Wrocław 1990, s. 325. J. S u c h, hasło - Eksperyment, w Filozofia a nauka, op. cit. 31 S. Wójcicki, Zasady..., op.cit., s. 14- 15. 79 - badanie związków w zakresie jednej tylko prawidłowości (np. temperatura i ciśnie nie powietrza w naczyniu zamkniętym), - powiązanie jakościowe różnych prawidłowości (np. wpływ promieniowania kos micznego na procesy biologiczne), - przejście jakościowe odrębnych dziedzin w inne (np. laboratoryjna, a potem prze mysłowa synteza amoniaku, która nie zachodzi w warunkach naturalnych, sztuczna pro mieniotwórczość, transmutacja pierwiastków, promieniowanie Roentgena, itp.). Przemiany i procesy ostatniego rodzaju S. Wójcicki określa jako eksperymenty wytwórcze. Zauważmy w tym miejscu zbieżność ustaleń Wójcickiego z rozważaniami nowych eksperymentalistów nad kreowaniem nowych zjawisk. Kryterium celów poznawczych eksperymentu uważa za niezmiernie istotne również A. Diemer . Eksperymenty realne dzieli on na zabawowe (spielende) i celowe {geziel-te). Człowiekiem wykonującym eksperyment dla zabawy kieruje tylko motyw ciekawości: „co się stanie, gdy wykonam daną czynność?" W eksperymentach zabawowych brak namysłu i planu, nie mówiąc już o dojrzałej formie hipotezy. „Eksperyment taki nigdy właściwie nie bywa naukowy" - stwierdza A. Diemer . U podstaw eksperymentów naukowych natomiast zawsze leży hipoteza. Z tego dość obszernego przeglądu widać, że kryteria wyodrębniania różnych typów eksperymentów bywają bardzo różne. Eksperymenty dzieli się ze względu na typ obiektu (realny lub myślowy), mając przy tym, implicite, na uwadze także typ środków, jakimi na obiekt się oddziałuje (materialne bądź myślowe). Cechą wyróżniającą bywa także kryterium przedmiotowe (nauka, której dziedziny eksperyment dotyczy). Dalej, odnotowujemy szereg podziałów ze względu na typ układu służącego badaniom (naturalny, laboratoryjny) oraz na dodatkowe jego charakterystyki (izolacja, stosunek do „warunków naturalnych", modelowanie warunków). Wielu autorów kładzie szczególny nacisk na teoretyczne i metodologiczne cele eksperymentu (rozstrzygający, weryfikujący, fal-syfikujący). 5.2. Struktura sytuacji eksperymentalnej jako podstawa typologii eksperymentów Wydaje się, że dla dokonania możliwie pełnej typologii eksperymentów należałoby odwołać się do względnie stałego zestawu cech charakteryzujących sytuację eksperymentowania. Powstałaby wówczas typologia rozwinięta i wielostopniowa zbliżona być może do ideału klasyfikacji. Byłaby ona typologią otwartą na nowe rodzaje eksperymentu pojawiające się w nauce, a nawet w pewnym sensie „projektującą", tzn. ukazującą pewne, mało jeszcze stosowane rodzaje eksperymentu. Typologia taka byłaby również pomocna w usunięciu pewnych nieścisłości terminologicznych, takich jak w omawianym wyżej przypadku eksperymentu modelowego. Być może szansę stworzenia takiej typologii zapewni odwołanie się do struktury sytuacji eksperymentalnej. 32 A. D i e m e r, Grundriss der Philosophie, B. II, Meisenheim am Glan, 1962, s. 493 - 495. 33 Tamże, s. 495. 80 5.2.1. Struktura sytuacji eksperymentalnej Pojęcie struktury sytuacji eksperymentalnej, zwanej niekiedy krótko strukturą eksperymentu, powstało w ZSRR w latach powojennych i nie było na ogół stosowane w literaturze zachodniej. Pojęcia tego używa wprawdzie T.S. Kuhn , ale nie charakteryzuje go bliżej. Niektórzy z badaczy rosyjskich mówią o strukturze eksperymentu przede wszystkim w aspekcie technicznym lub technologicznym. Eksperyment (w sensie jego urządzeń materialnych) traktuje się jako system złożony z przyrządów dwóch rodzajów: przygotowujących i rejestrujących. Z koncepcją taką wystąpił w latach pięćdziesiątych A. Fock, a jego propozycja została od strony metodologicznej opracowana przez M.E. Omieljanowskiego . W koncepcji tej przyrządy „przygotowujące" odpowiedzialne są za warunki sytuacji eksperymentalnej. Obecnie w rosyjskiej literaturze metodologicznej obowiązuje bardziej rozbudowany model sytuacji eksperymentalnej, pochodzący od W.S. Stepina . W ramach materialnej organizacji eksperymentu wydziela on następujące elementy: 1) układ przygotowawczy, zapewniający otrzymanie obiektu (np. strumienia cząs tek) o zadanych parametrach, 2) część roboczą - urządzenia, za pomocą których przeprowadza się próbne oddzia ływania na obiekt (filtry, ekrany, kamery, itp.), 3) przyrządy rejestracyjno-pomiarowe. Każdy z tych układów składa się z kolei z podsystemów, zbudowanych z różnych co do złożoności urządzeń. Mogą wśród nich występować przyrządy skonstruowane przez człowieka, jak również obiekty przyrody lub zjawiska naturalne. Odmiennie ujmuje strukturę eksperymentu W.A. Sztoff . Nie ogranicza jej mianowicie do techniczno-aparaturowych elementów sytuacji badawczych, lecz wyposaża w czynnik podmiotowy. W ten sposób struktura eksperymentu przestaje reprezentować tylko system techniczny, lecz staje się układem zawierającym: 1) podmiot poznawczy (ekperymentatora i jego działalność), 2) środki (instrumenty, przybory, urządzenia), za pomocą których przeprowadza się eksperyment, 3) obiekt badania eksperymentalnego. Worob'jew i Jełsukow koncentrują się na chronologii działań eksperymentalnych, wyróżniając następujące etapy będące dla nich elementami struktury eksperymentu: 1) etap przygotowawczy, 2) etap przeprowadzenia eksperymentu, 3) etap opracowywania danych doświadczalnych i wniosków. Najszerzej rozwiniętą „strukturę działalności poznawczej" proponuje A.D. Ursuł . Nakreślona przezeń struktura ma kształt siedmiokąta, którego wierzchołki oznaczają: 34 T.S. K u h n, Dwa bieguny, tł. S. Amsterdamski, Warszawa 1985, s. 351. M.E. Omieljanowskij, Objektiwnoje i subjektiwnoje w kwantowoj tieorii, „Woprosy fiłosofii'' (6), 1974. 36 W. S. S t e p i n, Stanowlenije naucznoj tieorii: sodierżatielnyje aspiekty strojenija i gieniezisa tieorieti-czeskich znanij fiziki, Mińsk 1976, s. 319. W.A. Sztoff, Wwiedienije w mietodołogiju naucznogo poznanija, Leningrad 1972, s. 194. 38 W.J. Worobjew, A.N. J e t s u k o w, Tieorija i ekspierimient, Mińsk 1989, s. 23 - 24. A.D. Ursuł, Kosmonawtika, ekspierimient, praktika, w: Ekspierimient, modiel, tieorija, Moskwa -Berlin 1982. 81 Podmiot Cele Przedmiot Wyniki środki Warunki Operacje Schemat ten można przekształcić w graf, nadając określony kierunek bokom sied-miokąta i łącząc wyróżnione wierzchołki strzałkami. W zależności od rozmaitych kontekstów treściowych można też rozważać grafy mniejsze, złożone z 2,3,4 ... elementów, lub, odpowiednio, schematy trójkątne, czworokątne, itp. Dla przeprowadzenia wszechstronnej typologii eksperymentów propozycja powyższa wydaje się najbardziej inspirująca. Korzystając z sugestii wymienionych autorów proponuję własną koncepcję struktury eksperymentu, która uwzględniałaby zarówno podmiotowe, jak i przedmiotowe aspekty badań: Struktura sytuacji eksperymentowania I. Eksperymentator (człowiek lub zespół ludzi) ewentualnie sterowana przez czło wieka aparatura, zastępująca eksperymentatora. II. Obiekt badań (przedmioty i zjawiska należące do świata przyrody lub sztucznie wytworzone, względnie różnego rodzaju modele jednych lub drugich). III. Układ eksperymentalny (wydzielony fragment przyrody lub laboratoryjny ze staw badawczy). Układ laboratoryjny można dodatkowo scharakteryzować określając stopień jego izolacji od otoczenia oraz panujące w nim warunki, np.: normalne (w sensie przyjmowanych w fizyce „normalnych" lub „pokojowych" wartości temperatury, ciś nienia, wilgotności powietrza), bądź „wymuszone" w sensie nisko- lub wysokoener getycznych . IV. Środki i sposoby oddziaływania na obiekt w sensie opisanym na wstępie tego pa ragrafu. Proponuję tutaj wyróżnienie następujących środków: manipulacji, obserwacji, pomiaru i rejestracji. V. Metoda - w sensie zasad logiczno-metodologicznych organizujących pracę eks perymentalną i umożliwiających wyciąganie z niej wniosków (np. kanony Milla, metoda eksperymentu jedno- i wieloczynnikowego, itp.). VI. Cel eksperymentu w kontekście teorii danej dziedziny wiedzy oraz zadań, jakie przed nim stawia badacz. Strukturą sytuacji eksperymentowania nazwać więc można względnie stały zbiór elementów o naturze podmiotowej, materialnej, organizacyjnej, technicznej i teoretycznej, których współistnienie warunkuje i określa sposób eksperymentowania w nauce. Tego rodzaju struktura dość wszechstronnie oddaje specyfikę eksperymentowania. Zaznacza się w niej i autorski, podmiotowy aspekt badań (p. I) oraz ich aspekt gnoseologi-czny (relacje między I i II), a także coraz bardziej znaczący współczynnik techniczny (III i IV). W punktach V i VI znajdują odbicie rozwijające się zasady metody i metodologii badań oraz ich ogólnonaukowy, teoretyczny sens i kontekst. Każdy z elementów Terminologia zastosowana przez J.Szymańskiego, Rola teorii i techniki..., op.cit. 82 struktury służyć może zarówno do synchronicznej, jak i diachronicznej charakterystyki eksperymentu. Już na pierwszy rzut oka widać, że takie nowości, jak dokonywanie eksperymentu przez sterowaną aparaturę, za pomocą „sztucznej manipulacji' i z wykorzystaniem „sztucznej obserwacji" - to zdobycze współczesności, łatwe do precyzyjnego zlokalizowania w czasie. Zaproponowana struktura, zaznaczmy to już na wstępie, nie rozwiązuje automatycznie problemu demarkacji działań naukowych i nienaukowych. Próby rozwiązania tego problemu za pomocą kryteriów logicznych lub empirycznych wydają się zawodne. Sądzę, iż słusznie postępują ci badacze, którzy w historycznych przemianach nauki poszukują jej genetycznej i funkcjonalnej ciągłości. Wraz z przekształceniami myślenia 0 przyrodzie i zmianami organizacyjnymi w nauce zmieniały się również style, szkoły 1 sposoby eksperymentowania. S. Amsterdamski42 podkreśla, że zmienność struktury nie musi stać w sprzeczności z niezmienniczością funkcji, jakie pełni nauka; nader często zmiany strukturalne (w ramach organizacji nauki) podporządkowane są właśnie tej stałej funkcji. Funkcją tą jest wiązanie w racjonalną całość wiedzy praktycznej z kosmologią, episteme i techne. Zadanie to nauka spełnia od czasów starożytnych. „Stojąc mocno nogami na ziemi nauka zawsze była empiryczna, ale świat ludzkiej empirii, który włączyć miała w porządek kosmiczny, nie zawsze był tym samym światem. Mając stale głowę w niebie, nigdy nie była ona tylko empiryczna (...), dlatego że konstatacje faktów godzić musiała z formułowaniem ogólnych zasad, które z konstatacji tych bynajmniej logicznie nie wynikają w sposób jednoznaczny. Z tego punktu widzenia wysiłki Arystotelesa, Kopernika, Kartezjusza, Newtona i Einsteina miały to samo na celu i pełniły w kulturze tę samą funkcję na różnych stadiach jej rozwoju"43. Jeśli przyjąć, że wysiłki poznawcze uczonych pełnią w kulturze wciąż tę samą funkcję, zapytajmy, czy w badaniach eksperymentalnych nie można dopatrzeć się wspólnej nici przewodniej, wspólnych celów i zasad ? Głównym celem eksperymentu w nauce jest z pewnością wspieranie jej podstawowej funkcji: przerzucania pomostów między „ziemią" a „niebem", czyli, ściślej mówiąc - wspieranie faktami domysłów i hipotez naukowych. Za tym najbardziej istotnym celem postępują sformułowane w nauce nowożytnej zasady intersubiektywnej sprawdzalności i komunikowalności. Zasady te pozostają ważnym wyróżnikiem eksperymentu w nauce, w przeciwieństwie do dziedzin wiedzy pozanaukowej, paranaukowej, artystycznej czy potocznej. 5.2.2. Typologia eksperymentu według cech ogólnych Uwzględniając powyższe rozważania i poszukując dalszych cech, które dostatecznie jasno i niedwuznacznie charakteryzują eksperyment naukowy, należy stwierdzić, iż samo występowanie wszystkich elementów „struktury eksperymentu" nie nadaje mu automatycznie statusu naukowości. Wszelkie bowiem manipulacje, próby, testy, (rów- Kategorię „sztucznej manipulacji" rozwijam szerzej w pracy: D. Sobczyńska, Osobliwości..., op.cit. 42 S. Amsterdamski, Między doświadczeniem a metafizyką, Warszawa 1973. ' Tamże, s. 69. 83 nież wykonywane w działalności codziennej, artystycznej, przemysłowej) odznaczać się mogą podobnym zestawem elementów oraz ich organizacją. Decydującym momentem wyróżniającym wydają się: teoretyczne cele badań, rzetelność metod, kompetencje badacza. Zawsze jednak w podziale badań na naukowe i nienaukowe lub pozanaukowe zaistnieć może czynnik dowolności czy konwencji. Należy o tym pamiętać, dzieląc eksperymenty na: Eksperymenty nienaukowe pozanaukowe naukowe magiczne potoczne artystyczne utylitarne realne myślowe Eksperymenty realne, którymi zajmiemy się obecnie, często poddaje się typologiom ogólnym (por. rozdz. 5), czerpiącym cechy wyróżniające z ogólniejszych charakterystyk eksperymentu. Oto przykład tego rodzaju typologii: Eksperymenty realne według dziedziny przedmiotowej według skali badań lub obiektów według ilości powtórzeń fizyczny, chemiczny, biologiczny mikro-, makro-, mega jednorazowy, serie, cykle Podział eksperymentów wedle dziedzin przedmiotowych zakłada jako typ idealny pewien reprezentatywny dla danej nauki rodzaj eksperymentu. Cóż to jednak znaczy? W fizyce XVIII stulecia typowymi eksperymentami były badania z dziedziny mechaniki lub optyki. Trudniej dzisiaj określić na czym miałaby polegać typowość eksperymentów fizyki, tak znacznie poszerzył się i zakres badań, i ich rozmaitość. Jeszcze trudniej orzec, jak określić specyfikę eksperymentu chemicznego. Klasyczne metody chemicznej analizy jakościowej i ilościowej oraz synteza stanowią istotną, lecz nie jedyną treść działalności eksperymentalnej w tej nauce. W coraz znaczniejszy sposób wkraczają do niej metody, sposoby i techniki stosowane w fizyce. Podobnie w typowym eksperymentowaniu biologów coraz bardziej uwidaczniają się wpływy metod fizyki i chemii. Z tego powodu określenia: eksperyment fizyczny, chemiczny lub biologiczny lepiej chyba charakteryzują obiekt, niż sposób badań. Lepiej też charakteryzują typ praktyki eksperymentalnej danej epoki, niż samą praktykę ujmowaną diachronicznie. Również określenie typów eksperymentu według skali bywa nie zawsze jednoznaczne. Zazwyczaj określenie skali odnosi się do obiektu lub do układu, lecz często także do całości przedsięwzięcia eksperymentalnego. Niektóre nauki wypracowały zasady ścisłej terminologii i równie ścisłe miary ilościowe. Przykładowo, w chemii wyznacznikiem skali analiz jest wielkość próbki potrzebnej do wykonania oznaczenia. 84 Tabela 1 Skala analiz chemicznych w zależności od wielkości używanej próbki Rodzaj analizy Wielkość próbki Stosunek do makroanalizy Ciata stafe i ciecze [g] Gazy [cm ] Makro 10 -0,1 1000 - 10 1 Półmikro 0,009 -0,01 9 - 1 1 : 102 Mikro 910"3 - 1 10 3 0,9 -0,01 1 : 103 Ultramikro 910^ -HO"6 910"3 -110"5 1 : 106 Submikro 910"7 -110"' 910"6 - 110"8 1 : 109 Subultramikro 910"1" -110"12 910"' -110"' 1 : 1012 Na styku chemii czystej i stosowanej używa się innych, mniej już precyzyjnych określeń skali: laboratoryjna, ćwierć- i póltechniczna, techniczna, przemysłowa. Określenia te odnoszą się do wielkości urządzeń, aparatury, lecz pośrednio określają również przybliżoną wielkość prób, z którymi badacz pracuje (gramy, kilogramy, dziesiątki kilogramów, tony). Określenia skali, jak już wspomniano, stosuje się także w stosunku do całości danego przedsięwzięcia eksperymentalnego, tj. nakładów pracy i środków finansowych, budowy specjalnych, wielkich urządzeń, powoływania wyspecjalizowanych zespołów naukowych i technicznych. Tego typu przedsięwzięcia eksperymentalne w dziedzinie fizyki wielkich energii opisują m.in. A. Franklin czy P. Galison . Należą do nich również takie kompleksowe próby eksperymentalne, jak loty pierwszych satelitów Ziemi, loty sond typy Voyager lub Magellan, eksploatacja wahadłowców kosmicznych, budowa „jaskini nauki" w Grań Sasso , plany zaszczepienia planety Mars ziemską florą bakteryjną, lub wielki eksperyment ekologiczny Biosphere II. A.D.Ursuł proponuje, w zależności od skali i rodzaju obiektów, następującą typologię eksperymentów naukowych: Eksperymenty geocentryczne: obiekty ziemskie, warunki ziemskie kosmizowane: obiekty ziemskie i/lub kosmiczne, warunki ziemskie i/lub kosmiczne kosmiczne: obiekty kosmiczne, warunki kosmiczne Dane według Encyklopedii Techniki. Chemia (praca zbiorowa), Warszawa 1972, s. 32. A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit. P. G a 1 i s o n, How Experiments End, University of Chicago Press, Chicago, London 1987. W Apeninach Abruzyjskich, 1500 m pod powierzchnią ziemi budowane jest gigantyczne laboratorium do badania samorzutnych rozpadów protonów (teoretycznie 1 rozpad na 5 ? 10 nukleonów). Badanie tego niezmiernie czułego na wszelkie procesy uboczne zjawiska pomoże w rozstrzygnięciu istotnych hipotez kosmologicznych i fizycznych, np. dotyczących samorzutnej kreacji materii. 48 A.D. Ursuł, Kosmonawtika..., op. cit. 85 Eksperymenty kosmizowane (w stanie sztucznie wytworzonej nieważkości, próżni itp.) stanowią, według A.D. Ursuła, etap przejściowy pomiędzy badaniami w skali naszej planety i na obiektach ziemskich, a eksperymentami stricte kosmicznymi. Pokolenia współczesne są świadkami pierwszych prób eksploracji kosmosu, wychodzących dość znacznie poza orbitę macierzystej planety. Ten kierunek badań będzie kontynuowany dopóki ludzkość zachowa przekonanie, iż navigare necesse est. Przedsięwzięcia podobne do wyżej opisanych działają na wyobraźnię swoim rozmachem i śmiałością celów. W niektórych z nich występuje jednak zaskakująca dysproporcja między ogromem podjętych prac i kosztów a „znikomością" obiektów i zjawisk poddanych badaniu. Tak jest na przykład we współczesnych eksperymentach w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych. W dziedzinie eksperymentów kosmicznych natomiast uderzający jest kontrast między skromnymi środkami badawczymi jakimi dysponujemy, a rozmiarami chociażby naszego układu słonecznego. Co do krotności powtórzeń eksperymentu, badania przeprowadzone jednorazowo są raczej w nauce wyjątkiem niż regułą. Zwykle uczeni starają się wykonywać serie badań lub nawet serie te powtarzać cyklicznie (na przykład w naukach rolniczych w zależności od pór roku). Jedynie tak zwane eksperymenty ex post lub pewne unikalne zjawiska, np. biologiczne, dostępne są jedynie badaniom jednorazowym. Tę unikalność sytuacji badawczej kompensuje zazwyczaj wielość badaczy, rozmaitość technik obserwacyjnych oraz staranna rejestracja i dokumentacja. 5.2.3. Typologia eksperymentów ze względu na strukturę sytuacji eksperymentalnej I. Eksperymentator, podmiot i twórca badań był do niedawna jedynym wykonawcą wszelkich działań eksperymentalnych. Współcześnie coraz częściej zastępuje go aparatura techniczna, co rozszerza typologię ze względu na eksperymentatora: Eksperyment realny przeprowadzany przeprowadzany przez człowieka przez aparaturę techniczną indywidualny zespołowy kierowany zdalnie bezpośrednio sterowany przez człowieka Alternatywą wobec eksperymentu wykonywanego bezpośrednio przez człowieka jest eksperyment, który można byłoby nazwać sztucznym" , w analogii do wprowadzo- 49 W terminologii J. Giedymina (Problemy, założenia, rozstrzygnięcia, Poznań 1964) przygotowanie do obserwacji zjawiska, o którym wiadomo, gdzie i kiedy wystąpi - np. zaćmienia Słońca. A.D. U r s u ł, Kosmonawtika..., op. cit. 50 Ten typ eksperymentu rozważam w pracy Osobliwości chemii, op. cit., s. 92 - 99. 86 nej przez J. Szymańskiego sztucznej obserwacji . Sztuczna obserwacja jest metodą empirycznego poznania pośredniego; zastosowane w niej urządzenia samoczynnie rejestrują wyniki obserwacji i w określonym zakresie zastępują percepcję zmysłową człowieka - obserwatora. Podobnie w „sztucznym" eksperymencie (lub może lepiej: w eksperymencie sterowanym) urządzenia techniczne mogą przejąć część funkcji operacyjnych człowieka. Do urządzeń takich należą sztuczne manipulatory o bardzo zróżnicowanym zakresie działań: od komór rękawicowych, manipulatorów sterowanych biofizycz-nie, poprzez przenośniki i transportery sterowane elektronicznie aż do półautomatycznych i automatycznych analizatorów fizycznych i chemicznych. Dalej jeszcze idąca emancypacja urządzeń technicznych ma miejsce w zastosowaniu ruchomych laboratoriów (Skylab, Voyager, Łunochod, Viking itp.) wysyłanych w przestrzeń kosmiczną lub bezpośrednio na określone planety. Pomiędzy ruchomymi laboratoriami a człowiekiem istnieje tylko więź telemetryczna, łącząca te urządzenia z centralą lotów kosmicznych na Ziemi. II. Typologię eksperymentów ze względu na obiekt badań można przeprowadzić dzieląc obiekty na „zasadnicze" (będące właściwym przedmiotem badań) oraz na rozmaite ich substytuty (modele): Eksperyment realny na obiekcie zasadniczym na modelu obiektu zasadniczego W zależności od tego, według jakich kryteriów dokona się dalszego podziału tych dwóch zasadniczych kategorii, otrzymać można systematyki charakteryzujące różne typy nauk. W medycynie, fizjologii, psychologii, demografii itp. dziedzinach zastosować można podział następuj ący: Eksperyment na obiekcie zasadniczym na osobie eksperymentatora na reprezentatywnej na większej osobie lub grupie populacji na zwierzętach Jiksperyment na modelu na kulturach tkanek lub mikroorganizmów na preparatach, obiektach i modelach nieożywionych Interesująca sytuacja gnoseologiczna powstaje, gdy eksperymentator dokonuje eksperymentu na sobie samym. Dość często przyrodnicy sprawdzają na sobie własności i działanie nowo odkrytych substancji, leków, szczepionek, itp. Maria Skłodowska-Curie badała na skórze własnych rąk działanie promieniowania radowego, W. Roentgen na sobie samym sprawdzał własności nowego promieniowania. W latach dwudziestych naszego stulecia radziecki lekarz i filozof A. Bogdanów (1873 - 1928) zginął w wyniku J. Szymański, „Sztuczna obserwacja'' jako kategoria..., op. cit. 87 przeprowadzanych na sobie eksperymentów z transfuzją krwi (nie znano jeszcze grup krwi) i uznany został za bohatera narodowego . Eksperyment, którego i autorem, i obiektem jest ten sam badacz, nie stanowił dotychczas przedmiotu szczególnego zainteresowania metodologii. Na eksperyment na sobie samym (self-experiment) zwrócił ostatnio uwagę S.C. Gandevia . Profesor E.J.M. Campbell doprowadził się do przejściowego paraliżu, zastrzykiem kurary, aby obserwować słabnięcie oddychania przy stopniowym zaniku czynności mięśni klatki piersiowej. Sytuacja badawcza, w której eksperymentator jest zarazem obiektem eksperymentu, jest niewątpliwie frapująca. Wymóg obiektywności badań osiąga się w niej drogą subiektywnego doświadczenia skutków nowego leku, szczepu bakterii, itp. Własne odczucie efektów oraz systematyczna samoobserwacja są dla badaczy gwarantami autentyczności opisu i analizy. S.C.Gande-via wyraża przekonanie, iż badacz będąc jednocześnie w sytuacji badanego posiada zupełnie wyjątkową możliwość dokonania głębokiej, a jednocześnie ścisłej introspekcji oraz samoobserwacji; ponadto nie jest zdeterminowany miejscem i czasem badań. Przeważnie eksperymentującymi na sobie naukowcami kieruje odpowiedzialność i wysoki poziom wyznawanych norm moralnych. Czasem jednak w próbach takich ujawnia się ryzykanctwo i swego rodzaju ,,żyłka hazardu". III. Typologia eksperymentów, w której cechą wyróżniającą jest charakterystyka układu badawczego, będzie dość rozbudowana, tak jak różnorodne i rozbudowane bywają układy eksperymentalne. Powtórzmy tutaj - z pewnymi modyfikacjami - klasyfikację podaną przez J. Szymańskiego (por. p. 5.2): Eksperyment realny w układzie naturalnym w układzie laboratoryjnym otwartym częściowo izolowanym ze względu na izolację zakłóceń częściowo izolowany normalne (naturalne) ze względu na inne warunki wymuszone eksremalne quasi-absolutnie izolowany nisko-energetyczne wysokoenergetyczne modelowane w pobliżu optimum lub pożądanej średniej W typologii tej układ laboratoryjny charakteryzowany jest ze względu na „izolację od zakłóceń" oraz „inne warunki". Izolacja niewątpliwie stanowi jeden z warunków, lecz 52 Informację tę zawdzięczam uprzejmości Pana Profesora Władysława Krajewskiego. S.C. Gandevia, A Human Factor in „Good" Experiment, Brit. Journal Phil. Sci., 37, 1986, s. 463 -466; por. również M. S h i m k i n, O.E. G u t t e n t a g, A.M. K i d d, W.H. Johnson, The Problem of Experimentation on Human Beings, „Science" vol. 117 Feb. 1953, s. 205 - 215. podwójnie wyróżniony metodologicznie. Po pierwsze, decyduje o różnicy pomiędzy układem naturalnym i laboratoryjnym, a po drugie, izolacja od czynników zakłócających pozwala badać „czyste" stany rzscLy, zbliżone do ich myślowego modelu idealizacyjnego. IV. Podział eksperymentów ze względu na środki i sposoby techniczne zastosowane w eksperymencie wyglądałby podobnie jak układ p. IV struktury sytuacji eksperymentalnej. Jako cechy charakteryzujące przyjmijmy typy manipulacji, obserwacji, pomiaru i rejestracji zastosowane w eksperymencie: E k s P e r y m e n t r e a 1 n y manipulacja' obserwacja' pomiar ~z rejestracja; ręczna; sztuczna- bierna - czynna: - bezpośrednia narzędziowa sterowanie bezpośrednie sterowanie telemetryczne bezpośrednia oprzyrządowana -bezpośrednia oprzyrządowana bezpośrednia ocena jakościowa bezpośredni pomiar instrumentalny pośredni, dokonywany przez aparaturę dane pomiarowe przetworzone komputerowo zapis, notatki odręczne zapis w automatycznej aparaturze rejestrującej dane utrwalone w pamięci komputera Do większości z tych typów eksperymentów odnoszą się uwagi, które poczyniono uprzednio odnośnie do eksperymentów sterowanych („sztucznych"). Natomiast dokonując podziału ze względu na środki obserwacji kierowałam się przytoczoną w rozdziale 4 klasyfikacją Z. Cackowskiego. Warto zauważyć, że wprowadzona przez Cackow-skiego „obserwacja pośrednia" nie jest tożsama ze „sztuczną obserwacją" w sensie J. Szymańskiego; ta ostatnia jest bowiem zarazem sposobem automatycznej obserwacji i utrwalania (rejestracji) jej wyników. W dziedzinie „sztucznej obserwacji" odnotować można ostatnio wiele interesujących innowacji, o których mowa była poprzednio. V. Typologia eksperymentów według zastosowanych zasad logiczno-metodologicz-nych obejmowałaby zarówno klasyczne metody logicznej organizacji badań jak i nowoczesne, stosunkowo niedawno opracowane metody planowania eksperymentu. Podział według tych dwóch kryteriów mógłby wyglądać następująco: 89 ^^-Eksperyment realny według metod według metod matematycznej teorii klasycznych eksperymentu prób ^ ^ \ kanonów i błędów Milla,... Klasyczne, logiczne zasady eksperymentowania były wielokroć omawiane w literaturze54; natomiast metodom matematycznej teorii eksperymentu poświęcony zostanie rozdział 8. W tym punkcie rozważań rysuje się jeszcze możliwość zaproponowania typologii eksperymentu wedle rozmaitych strategii badawczych proponowanych przez współczesnych metodologów (falsyfikacjonizm Poppera, „anarchizm metodologiczny" Feyerbenda, itp.). Strategie takie mają jednak zazwyczaj charakter normatywny, w mniejszej zaś mierze są rekonstrukcjami zasad badawczych realizowanych faktycznie w praktyce naukowej. Po pierwsze, nie wydaje się, aby naukowcy en bloc wyznawali konkretne przekonanie metodologiczne wyżej wymienionych typów, a po drugie, aby takie lub inne zasady ich metodologii wpływały zasadniczo na kształt prowadzonych przez nich badań. VI. Dokonując typologii eksperymentów ze względu na cele i zadania, które spełniają w aspekcie teoretycznym, wzbogacimy zastosowany przez K. Ajdukiewicza, Wójcic-kiego i J. Sucha podział o wprowadzoną w paragrafie 4.2 nową kategorię eksperymentów - obserwacyjnych i eksploracyjnych: E k s P e r y m e n t r e a 1 n y diagnozujący stany rzeczy j heurystyczny, wytwarzający nowe obiekty i zjawiska sprawdzający teori heurystyczny, poszukujący nowych zależności jakościowy ilościowy obserwacyjny eksploaracyjny weryfikujący modyfikujący falsyfikujący rozstrzygający w obrębie jednej prawidłowości wiążący różne prawidłowości wiążący odrębne dziedziny wskazujący potrzebę nowej teorii Por. np. J. S z y m a ń s k i, Rola teorii i techniki..., op. cit.; S. Wójcicki, Zasady..., op. cit.; S. Pabis, Metodologia i metody nauk empirycznych, Warszawa 1985. 90 W tej typologii kolejne rodzaje eksperymentów uszeregowane są według rosnącego stopnia ich uwikłania teoretycznego. O ile eksperymenty diagnostyczne nie muszą pozostawać w związku z konkretnymi teoriami (gdyż po prostu diagnozują stany rzeczy, poszerzają wiedzę przez stwierdzanie faktów), o tyle eksperymenty sprawdzające teorię wyraźnie już są wobec teorii zorientowane. Eksperymenty heurystyczne poszukują nowych zależności. Określane przez A. Franklina55 jako eksploracyjne, posiadają najwyższy, z punktu widzenia teorii, ciężar gatunkowy. W niektórych dziedzinach fizyki (fazy skondensowanej, fizyki kosmosu) uczeni pragną wypełnić faktami empirycznymi lukę w wyjaśnianiu teoretycznym. Pojawia się więc sytuacja paradoksalna, gdy badacz, działając niejako poza teorią, odkrywa zjawiska domagające się wyjaśnienia teoretycznego. A. Franklin zastrzega jednak, że badania tego rodzaju, będące w istocie śmiałą próbą w warunkach wysokiej niepewności, nie mogą być stosowane zbyt często. Przykładowo, badania w fizyce wysokich energii są tak kosztowne i czasochłonne, że niedopuszczalne są w nich tego typu żywiołowe działania. Eksperymenty heurystyczne (kreacyjne, wytwórcze) dotyczyć mogą wytwarzania nie tylko teorii, ale konkretnych rzeczy, obiektów, lub efektów lub „zdarzeń"56. Są to przede wszystkim eksperymenty o charakterze inżynieryjno-technicznym, od inżynierii materiałowej poczynając, poprzez fizykę wielkich energii, na bioinżynierii kończąc. Sztuka badań eksperymentalnych doby współczesnej odnosi w tych dziedzinach coraz większe sukcesy. 5.2.4. Przykłady Przedstawiona typologia eksperymentów jest dość mocno rozbudowana; może to być równie dobrze jej mankamentem, jak i zaletą. Minusem jest fakt, że jest stosunkowo mało mobilna i mało lapidarna. Zaletą stać się może to, że dzięki swojej pojemności daje syntetyczną wiedzę o różnych sposobach eksperymentowania i o różnych aspektach eksperymentu. W typologii tej dążyłam do wykorzystania istniejących podziałów i klasyfikacji, z których wiele utrwaliło się już w piśmiennictwie polskim. Proponowana typologia, czerpiąc z tradycji, pozostaje jednak otwarta na rozmaite modyfikacje, rozwinięcia i zmiany. Wobec zmieniających się ciągle sposobów badań naukowych i stojących przed nimi perspektyw rozwojowych, założenie „otwartości" systemu klasyfikacji jest z pewnością konieczne. Proponowany sposób podziału eksperymentów stać się może punktem wyjścia do ich wszechstronnej charakterystyki merytorycznej i metodologicznej. Przykładowo: opisujemy eksperyment mikrofizyczny dotyczący mikroobiektów, lecz wymagający zastosowania półtechnicznego układu badawczego. Badania przeprowadza zespół złożony z dwóch naukowców i dwóch techników. Pracują oni z obiektem zasadniczym (wiązka szybkich elektronów) w układzie quasi-absolutnie izolowanym, w warunkach ekstremal- 55 Por. A. F r a n k 1 i n, The Neglect..., op. cit., s. 104 i nast. Mianem „zdarzeń" (events) określa się w fizyce wysokich energii otrzymywanie strumieni wysokoenergetycznych cząstek. Por. J. Hacking, Experimentation and Scientiric Realism, w: Scientific Realism, (red. J. Leplin), Berkeley, Los Angeles, Boston 1984, s. 154 - 172. 91 nych (wysokoenergetycznych). Wiązką elektronów steruje się za pomocą pola magnetycznego, a zatem pośrednio. Rejestracji (sprzężonej z pomiarem) dokonuje się na dwa sposoby: - rejestracja magnetowidowa obrazu z ekranu, - wydruk komputerowy w postaci tabeli: natężenie pola magnetycznego - odchyle nie wiązki. Jest to eksperyment jednoczy nnikowy: zmianie przy każdym powtórzeniu poddawany jest tylko jeden czynnik. Celem eksperymentu jest heureza, czyli poszukiwanie nieznanej zależności pomiędzy silnymi polami magnetycznymi a zachowaniem się wiązki szybkich elektronów. Inny przykład: wykonywany jest eksperyment chemiczny w skali półmikro (analiza kroplowa na płytkach porcelanowych). Badanie będzie powtórzone tylko trzykrotnie z uwagi na małą ilość substancji badanej. Analizy wykonuje jedna osoba. Przedmiotem badań jest produkt przejściowy jednego z etapów syntezy chemicznej. Stosuje się układ laboratoryjny częściowo izolowany (płytki, wkraplacze), warunki temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza są normalne (laboratoryjne). Obserwacji dokonuje się wizualnie; jej przedmiotem ma być ewentualna zmiana barwy po dodaniu odczynnika. Wyniki zapisywane są w dzienniku laboratoryjnym. Badań dokonuje się metodą prób i błędów: do każdej kropli półproduktu dodaje się inny odczynnik testujący, w celu sprawdzenia hipotez badacza co do możliwego przebiegu reakcji. Bezpośrednim celem eksperymentu jest zatem diagnoza (jakościowa), celem dalszym - sprawdzenie hipotezy dotyczącej mechanizmu badanej syntezy. 6. Kategoria eksperymentu myślowego Eksperymentowanie jest wyspą na morzu myślenia... E. Mach1 6.1. Znaczenie eksperymentu myślowego w nauce i metodologii Od czasów E. Macha i A. Einsteina eksperyment myślowy stał się odrębną kategorią metodologiczną oraz pełnoprawnym narzędziem badań naukowych. Pierwszym, który pojęcia Gedankexperiment użył w rozważaniach metodologicznych, był E. Mach . Eksperyment myślowy oznacza eksperyment wykonany jedynie w umyśle badacza, na przedmiotach myślowych (idealizacjach obiektów realnych), zazwyczaj w warunkach na Ziemi nie występujących, trudnych lub niemożliwych do uzyskania w laboratorium (często są to warunki idealizacyjne). Eksperymentowanie w myśli nie zawsze dotyczyć musi jedynie abstrakcyjnych dziedzin przyrodoznawstwa. Niektórzy badacze, np. A. Diemer wiążą tę kategorię poznawczą z planowaniem wszelkich realnych czynności w rozmaitych dziedzinach praktycznych i artystycznych, w handlu, operacjach bankowych, giełdowych itp. Inni autorzy, np. A.W. Achutin , widzą w ekperymencie myślowym kategorię intelektualną o charakterze nieomal ponadczasowym. Ten sposób badań uprawiał Platon, Arystoteles, pitagorejczycy i wielu innych. Dialektyka platońska jako sztuka „eksperymentowania" na pojęciach była - de facto - eksperymentem myślowym. W literaturze historyczno-metodologicznej podkreśla się znaczenie eksperymentów myślowych Galileusza jako pierwszych tego typu świadomie przeprowadzonych badań naukowych. Celem badań Galileusza było, m.in., sprawdzenie wątpliwego dlań twier- 1 E. Mach, Die Aenlichkeit und die analogie als Leitmotiv der Forschung, „Annalen der Naturphilo- sophie" (1) 1902, s. 9. 2 E. M a c h, Ueber der Gedankexperimente, „Zeitschrift fiir physikalische und chemische Unterricht (X) 1897; artykuł ten został przez autora włączony do zbioru Erkenntnis und Irrtum. A.Diemer, Grundriss der Philosophie, Band I, II, Meisenheim am Glan, 1962. A.W. Achutin, Istorija princypow fiziczeskogo ekspierimienta ot anticznosti do XVII w., Moskwa 1976. 93 dzenia Arystotelesa o konieczności istnienia „pierwszego poruszyciela" warunkującego ruch. Za pomocą licznych eksperymentów, realnych i myślowych (o wielu z nich trudno dzisiaj orzekać, czy zostały przeprowadzone realnie, czy tylko w myśli ), Galileusz uzasadniał możliwość ruchu bez motoru - na mocy zasady bezwładności. Podobny cel miały jego eksperymenty myślowe z jednostajnie poruszającym się statkiem. Na nich opierała się zasada względności Galileusza, będąca jednym z fundamentów rodzącego się mechanistycznego obrazu zjawisk fizycznych. Dzięki zastosowaniu obu sposobów eksperymentowania - realnego i myślowego - Galileusz staje się twórcą nie tylko empirycznych ale i teoretycznych podstaw fizyki. Można się w pełni zgodzić ze zdaniem M.W. Mostepanienki , że „znaczenie eksperymentów myślowych polega na tym, że grają one bardzo ważną rolę w tworzeniu, rozszerzaniu i nadawaniu podstaw głównym zasadom fizyki (lub innej nauki przyrodniczej) wchodzącym w naukowy obraz świata". Dzięki pracom Galileusza jego wielki następca, Newton, tworząc matematyczne zasady filozofii naturalnej, dysponował już i metodą eksperymentu myślowego i zasadniczymi przesłankami nowej fizyki. Z eksperymentów myślowych Newtona szczególnie znane są jego rozważania na temat wirujących w polu grawitacyjnym naczyń wypełnionych wodą. Tę operację myślową stosował dla uzasadnienia swoich poglądów na absolutny charakter ruchu. Po Newtonie, w okresie rozkwitu nauk mechanicznych, do eksperymentów myślowych uciekano się wielokrotnie, zwłaszcza przy tworzeniu nowych działów fizyki. W mechanice ciał stałych eksperymentowano w ten sposób z ciałem doskonale sztywnym lub doskonale sprężystym, w hydrodynamice - z idealną cieczą nieściśliwą, w fizyce gazów - z gazem doskonałym, itp. Siedemnastowieczna - i późniejsza - fascynacja pomysłem zbudowania perpetuum mobile pomogła w ustaleniu ram przyczynowych, energetycznych i materialnych, w których muszą rozgrywać się realne procesy mechaniczne. Kiedy w następnym stuleciu potrzebne było dalsze rozszerzenie zasad mechaniki dla zbudowania termodynamicznej teorii ciepła, pojawiły się dalsze modele i eksperymenty myślowe - np. S. Carnota idealny silnik o dwóch cyklach. Myślowe badanie pracy tego silnika odegrało dużą rolę w sformułowaniu II zasady termodynamiki. W związku z opracowywaniem podstaw teoretycznych kinematycznej budowy materii wszczęto znów eksperymenty myślowe (np. ze słynnym demonem Maxwella). Podobną rolę spełniało eksperymentowanie w myśli przy opracowywaniu podstaw elektrodynamiki. Faraday i Maxwell zastosowali wiele nowych badań tego rodzaju, których znaczenie ocenia się dzisiaj jako zasadnicze. Należy do nich samo pojęcie pola i jego fundamentalnych własności, obrazowane za pomocą wyidealizowanych linii sił i ładunków -jako punktów przecięcia tych linii. Za pomocą nowych pojęć i opartych na nich eksperymentów myślowych budowano obraz myślowy głównych osobliwości zjawisk elektromagnetycznych, obserwowanych w realnych zjawiskach. Było to w istocie Por. np. S. Amsterdam sk i, Między doświadczeniem a metafizyką, Warszawa 1973; T.S. K u h n, Dwa bieguny, Warszawal985. M.W. Mostiepanienko, Myslennyj ekspierimient i problema formirowanija tieorieticzeskogo znanija, „Woprosy fiłosofii" (4) 1973, s. 95. Autor wspomina o eksperymentach myślowych w „fizyce lub innej nauce przyrodniczej". Cytowany tutaj w przypisie 9 J.R. B r o w n pisze o tego rodzaju eksperymentach stosowanych w filozofii, fizyce, czasem w biologii. Nie dostrzega natomiast przykładów ich stosowania w naukach chemicznych. 94 tworzenie nowego, elektrodynamicznego obrazu świata; obrazu, którym zastępowano dawny, mechanistyczny. „Punkt ciężkości" teorii fizycznych przesuwał się bowiem od dynamiki Newtona w stronę elektrodynamiki Maxwella. Elektrodynamiczny obraz zjawisk fizycznych nie był jeszcze pełny; brakowało w nim takich wyobrażeń o przestrzeni i czasie, które odpowiadałyby polowemu rozumieniu materii i ruchu. Aby ujawnić konieczność przemyślenia na nowo relacji między przestrzenią i czasem, Einstein opracował szereg eksperymentów myślowych - m.in. dotyczących zagadnienia równoczesności, równoważności układów względem siebie, poruszania się w polu grawitacyjnym, itp. Dla ustanowienia jednej z najważniejszych zasad kwantowo-mechanicznego rozumienia przyrody - zasady nieoznaczoności - W. Heisenberg zaproponował także eksperymenty myślowe. Stały się one szeroko znane, gdyż wiązały nowe abstrakcyjne pojęcia z szeregiem wyobrażeń poglądowych. Heisenberg na przykład zakładał, iż elektron jest cząstką klasyczną i rozważał jego tor przed i po zderzeniu z fotonem, za pomocą którego określało się położenie lub prędkość elektronu. W wyniku tych eksperymentów okazało się, że pomiarów tych nie można przeprowadzić w sposób klasyczny. Powstało wówczas funkcjonujące dość powszechnie przekonanie, jakoby mechanika kwantowa opierała się wyłącznie na danych doświadczenia. W rzeczywistości nie były to badania realne, lecz myślowe. Rola eksperymentów myślowych, którą można by określić jako konstrukcyjną, nie jest rolą jedyną. Ich znaczenie w unaocznianiu teorii i nadawaniu sensu fizycznego symbolice matematycznej jest również trudne do przecenienia. M.W. Mostepanienko8 pisze w tej sprawie następująco: „(...) w przypadku, gdy formalno-logiczna część teorii jest już zbudowana, lecz jej konkretny sens naukowy oraz interpretacja empiryczna nie są jasne, badania myślowe pozwalają wyjaśnić treść matematyczno-logicznego formalizmu teorii i nadać jej empiryczną interpretację''. Do kwestii tej powrócimy w kolejnych paragrafach tego rozdziału. Kategoria eksperymentu myślowego dopiero niedawno doczekała się większych opracowań metodologicznych . We wcześniejszej literaturze na temat funkcji i roli eksperymentu myślowego w nauce trudno o jednolitość opinii. U określonej grupy autorów, zwłaszcza piszących w latach pięćdziesiątych, daje się zauważyć tendencję do niedoceniania tej formy badań i preferowania jedynie eksperymentu realnego. Stanowisko takie związane jest z ortodoksyjną teorią poznania odżegnującego się od wszelkiego „idealizmu". W ten sposób wypowiada się np. P.W. Kopnin . „(...) to, co niekiedy nazywa się eksperymentem myślowym lub teoretycznym, faktycznie eksperymentem nie jest. Eksperyment myślowy to zwykłe rozważania teoretyczne, przyjmujące zewnętrzną postać eksperymentu. W teorii względności stosuje się zwykle taki (teoretyczny) eksperyment jak »winda Einsteina*". Autor przyznaje omawianej formie badań nader ograniczone 7 Por. np. A. Szczuciński, Zasada nieoznaczoności Heisenberga a sprawdzanie praw mikrofizyki, Poznań 1982, s. 19 - 28. 8 M.W. Mostiepanienko, Myslennyj..., op. cit., s. 100. W najbliższym czasie ukaże się książka R. Sorensena na temat eksperymentu myślowego. Cytowany niżej artykuł tego autora stanowi fragment zapowiadanej książki. Por. również J.R. B r o w n, The Laboratory of the Mind. Thought Experiments in the Natura! Sciences, London, New York 1991. Uzyskanie tej książki zawdzięczam uprzejmości Pana Profesora W.Krajewskiego. 10 P.W. Ko p n i n, Ekspierimient i jego roi w poznanii, „Woprosy fiłosofii" (4) 1955, s. 31. 95 możliwości. Eksperyment myślowy wprawdzie ,,(...) pomaga wyjaśnić pewne założenia teoretyczne, ale nie ma tej siły dowodowej, która przysługuje zwykłemu eksperymentowi. Brak tutaj jednej z koniecznych jego cech - bezpośredniej działalności"11. Z podobnych powodów większego znaczenia nie uzyskał eksperyment myślowy w rozważaniach H. Korcha . Również niektórzy wcześniejsi badacze, z których kilku przyczyniło się do ukazania roli czynnika teoretycznego w empirii, nie zawsze potrafili dostrzec wielkie możliwości kryjące się w eksperymentowaniu myślowym. Dla P. Duhema eksperymenty myślowe nie mają samodzielnego znaczenia poznawczego. Ich rola została sprowadzona do pewnego rodzaju ilustracji. Rozmaicie również interpretuje się poglądy Macha na istotę eksperymentu myślowego. U M.W. Mostepanienki powszechna w filozofii radzieckiej odraza do „machizmu" zdaje się rzutować i na sposób oceny wkładu E. Macha w dziedzinę eksperymentowania teoretycznego w fizyce. Odwrotnie, J. Bradley14 przedstawia refleksję Macha jako ukazującą wiele istotnych metod tworzenia wiedzy, a jego sposób rozumienia eksperymentu myślowego -jako szeroki, plastyczny i płodny. Istnieją również interpretacje eksperymentów myślowych zmierzające w kierunku ich ujmowania logicznego. P.E. Siwokoń wyraźnie oddziela logiczne, matematyczne i teoretyczne treści tej formy eksperymentowania od sensu fizycznego i treści zmysłowych związanych z rozważanymi pojęciami i formułami. Dąży on do zdecydowanego abstrahowania od wszelkich postaci przedmiotowości, od „idealnych" czy „doskonałych" form przedmiotów będących denotacjami rozważanych symboli czy wzorów. „Szkielet logiczny" eksperymentu myślowego zostaje wyraźnie wyizolowany z treści poglądowych. Z kolei K. Makarewiczus16 podkreśla rolę analogii, swobodnego, plastycznego modelowania i obrazowania treści teoretycznych w dużym zakresie dowolności. Zwraca wszakże uwagę, że jako metoda poznawcza eksperyment myślowy nie jest „absolutny i wszechmocny", a swoją wartość ujawnia tylko w powiązaniu z innymi, materialnymi sposobami poznania. Inaczej jeszcze ujmuje istotę eksperymentu myślowego M. Sawicki . Czyni to mianowicie z punktu widzenia dydaktycznych funkcji eksperymentów myślowych. Autor w mało, moim zdaniem, umotywowany sposób, utożsamia eksperymenty myślowe (pomyślane) z modelowymi. W jego pracy czytamy bowiem: „Eksperymenty pomyślane (albo: modelowe) zawierają w sobie głównie umiejętności teoretyczne: analizy pomiaru niewykonanego. Często odbywają się na modelach procesów i obiektów i wtedy występuje rzeczywista obserwacja i rzeczywiste pomiary. W nauczaniu fizyki występują eksperymenty myślowe (słynne eksperymenty z windą w przestrzeni kosmicznej) oraz modelowe. Te ostatnie coraz częściej występują w nauczaniu chemii, geografii i biologii. Są to eksperymenty na modelach substancjalnych lub znakowych (graficznych)''18. "Tamże, s. 31 12 H. K o r c h, Zur Kritik des physikalische Idealismus, Berlin 1959. 13 P. D u h e m, Ziel und Struktur der physikalischen Theorien, tl. z franc. F. Adler, Hamburg 1978. 14 J. B r a d 1 e y, Machs's Philosophy of Science, London, 1971. P.E. S i w o k o ń, O proischożdienii i fiłosofskom znaczenii jestiestwiennonaucznogo ekspierimienta, Moskwa 1962. 16 K. Makarewiczus, Miesto myslennogo ekspierimienta w poznanii, Moskwa 1971. 17 M. S a w i c k i, Metodologiczne podstawy nauczania przyrodoznawstwa, Warszawa-Wroctaw-Kra- ków-Gdańskl981. 18 Tamże, s. 200-201. 96 W rozważaniach autora nastąpiło utożsamienie eksperymentu myślowego z modelowym; z drugiej zaś strony, w końcowej części wypowiedzi oraz w podanym przez autora schemacie , eksperyment pomyślany i modelowy występują oddzielnie. W czym tkwi różnica punktów widzenia? W proponowanej w tej pracy typologii eksperymenty myślowe i modelowe mają niewątpliwie część wspólną. W eksperymencie myślowym badacz eksperymentuje na obiekcie (modelu) idealnym (abstrakcja, pojęcie matematyczne lub geometryczne, przedmiot idealny, „ciało doskonałe" itp.) za pomocą równie idealnych środków: poszukiwania podobieństw, rozumowania przez analogię, operacji logicznych i matematycznych, „wyobraźni przestrzennej" itp. Oczy wista jest rzeczą, że na „modelach myślowych" eksperymentować można tylko środkami myślowymi. Tego rodzaju eksperymenty „modelowe" zaliczylibyśmy do kategorii myślowych z uwagi na tę samą naturę obiektu i zastosowanych środków. Natomiast eksperymenty, w których obiektem jest model materialny, należą do kategorii eksperymentów realnych typu „na modelu", a często także w „warunkach modelowych''. Zauważyć należy na koniec, że nie wszyscy autorzy piszący o eksperymencie wyróżniają wyraźnie kategorię eksperymentu myślowego. Brak tego hasła np. w Małej encyklopedii logiki20 lub w prezentowanej poprzednio monografii H. Dinglera. 6.2. E. Mach o eksperymencie myślowym Wydawać by się mogło, że uprawianie eksperymentowania w myśli powinno być domeną uczonych zorientowanych w nauce teoretycznie, w filozofii - racjonalistycznie. Można byłoby sądzić, że badacze wykorzystują w „laboratorium umysłu" jakąś wiedzę wewnętrzną, odkrywają jej strukturę, ćwiczą tajemną umiejętność, która w pozazmysło-wy sposób pozwala im obcować ze światem. W samym pomyśle eksperymentu myślowego jest coś platońskiego i wydaje się rzeczą paradoksalną, iż entuzjastą tego sposobu badania był tak rygorystyczny empirysta jak E. Mach. Koncepcje empiryzmu logicznego znane są jako przekonanie o specjalnym statusie wrażeń zmysłowych i o potrzebie logicznej analizy języka nauki. Wszelkie pojęcia ogólne, byty teoretyczne i teorie podporządkowane są roli systematyzowania i organizowania wrażeń zmysłowych - podstawowych jednostek poznawczych. Jeżeli badacz mówi lub pisze o atomach, falach świetlnych, drganiach powietrza itp., może to być tylko ustępstwem na rzecz konwencji lub „ekonomicznym" podsumowaniem aktualnego lub przyszłego doświadczenia. Jeżeli jednak ten sposób opisu uznany zostanie za wygodny i ekonomiczny, nie świadczy, jeszcze o realności bytów, o których orzeka. W jaki zatem sposób E. Mach, ojciec duchowy empiryzmu swoich czasów, mógł dojść do wniosku, że zjawiska fizyczne mogą naśladować idealne, myślowe wzorce? 19 Tamże, s. 179. 20 Mała encyklopedia logiki (red. W. Marciszewski), Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk-Łódź 1988. 21 R. S b r e n s e n, Thought Experiments, „American Scientist" vol. 79, May-June 1991, s. 250 - 263. Por. także J.R. B r o w n, The Laboratory of the Mind..., op. cit. oraz przytaczana niżej jego typologia ekspery mentów myślowych. 97 R. Sórensen jest zdania, iż stało się tak z dwóch powodów: Mach był znakomitym fizykiem i równie dobrym znawcą historii fizyki. Jego studia nad pracami Galileusza, S. Stevina, I. Newtona, W. Thomsona, S. Carnota i innych, ukazały mu rzeczywistą przydatność tego narzędzia nauki i nie pozwoliły uważać eksperymentowania w myśli za racjonalistyczną fantazję. Uczony zastanawiał się jednak, czy z faktu, że pewne eksperymenty tego rodzaju okazały się owocne, można wnioskować, że metoda porównywania myśli z działaniem przyrody będzie sprawdzać się stale? Paralelność tych działań można przewidywać tylko na podstawie dobrze uzasadnionych faktów empirycznych. Według Macha faktów takich dostarcza ewolucjonizm Darwina. Eksperymenty myślowe okazują się efektywne (tzn. pozwalają zrozumieć rzeczywisty bieg zdarzeń w przyrodzie), gdyż wszelkie siły biologiczne organizmów tworzy ich otoczenie. Aparat zmysłowy człowieka i cały jego sposób reagowania na świat przystosowane są do warunków zewnętrznych, co więcej - są ich wytworem. Można więc założyć, że istnieje podobieństwo między wewnętrznym, subiektywnym światem podmiotu, a jego światem zewnętrznym. Umysły wszystkich istot (ludzi i zwierząt) muszą odzwierciedlać wzorce dane przez Naturę. „Ciśnienie ewolucyjne uczy nas i modeluje nasze doświadczenie, (...) które jest stale pod ręką i którego tylko mała porcja dostaje się do jasno wyartykułowanej myśli" - pisze E. Mach. W ten sposób powstaje nowy rodzaj wiedzy, którą uczony nazywał „wiedzą instynktowną" i która ma udział także w eksperymentowaniu realnym (por. paragraf 2.2). Wiedza instynktowna modyfikuje błędne fantazje intelektu. Przeważnie dzieje się tak za sprawą płynących ze świata informacji o charakterze negatywnym. Są to informacje o tym, co nie może się zdarzyć: kamień samorzutnie nie uniesie się w powietrze, ciało zimne nie ogrzeje cieplejszego. Wiedza instynktowna eliminuje z rozważań to, co zdarzyć się nie może, ,,(...) ponieważ pozostaje w sprzeczności z ciemną masą naszego doświadczenia. Nasze poczucie absurdu jest kamieniem probierczym prawdy". Poczucie absurdu chroni badacza przed wprowadzaniem nieprawdopodobnych sytuacji do jego eksperymentów myślowych. Mach wychodzi z założenia, iż element intelektualny w nauce nie jest czymś dodanym dopiero po wykonaniu eksperymentu realnego, lecz stanowi jego warunek konieczny. Stwierdza, iż nie można obu czynników od siebie izolować, gdyż „nie można wyznaczyć ścisłej granicy między eksperymentowaniem myślowym a instynktownym . Analizując rozważania Galileusza podkreśla, iż zanim ten podjął realne badania zjawiska spadania ciał, powziąć musiał dwie istotne hipotezy: 1) o zależności v od t (prędkość spadania proporcjonalna do czasu), 2) o zależności s od r (droga spadania proporcjonalna do kwadratu czasu). Hipotezy te kierowały sposobami przeprowadzenia eksperymentów oraz ich interpretacji: „Bez z góry powziętych założeń eksperyment byłby niemożliwy, ponieważ jego forma jest określona przez te założenia. Po co i na czym mielibyśmy eksperymentować, gdyby nie było przypuszczeń co do przedmiotu, z którym mamy do czynienia. Eksperyment potwierdza, modyfikuje lub odrzuca nasze przewidywania". 22 H.R. Sórensen, Thought Experiments, op. cit., s. 257. 23 Cyt. według R. Sórensen, Thought Experiments, op. cit., s. 258 24Cyt. z „Mechaniki" E. Macha (wyd. nie sygn.) wg J. B radlę y Mach's Philosophy..., op. cit., s. 181. 25 Cyt. według J. B r a d 1 e y, Mach's Philosophy..., op. cit., s. 184. 26 Tamże, s. 187. 98 A zatem, w odniesieniu do eksperymentów realnych, Mach podkreśla ich funkcję teoretyczną oraz rolę hipotezy - spiritus movens eksperymentu. W eksperymencie myślowym zachodzą ścisłe związki między prawami nauki, indukcją a obiektami doskonałymi. Eksperymenty myślowe są często przedłużeniem eksperymentów realnych. Wysuwanie wniosków co do kolejnych etapów ich przebiegu jest postępowaniem indukcyjnym. Jednocześnie uogólnienie powstałego w ten sposób prawa powinno być również empiryczne. E. Mach sądzi, iż występuje tutaj pewien paradoks: uogólnienie prawa rozciągamy na obszar zjawisk empirycznych, nie mając warunków, aby je zademonstrować w warunkach realnego doświadczenia. Rozwiązanie tego paradoksu może być następujące: obiekty i otoczenie, wymagane do określenia prawa, są obiektami idealnymi, zwanymi też obiektami (ciałami) doskonałymi. Równocześnie nie są one tylko czystymi tworami umysłu; gdyby nimi były, prawa ich dotyczące nie interesowałyby fizyków pracujących doświadczalnie. Są one, zdaniem autora, obiektami z tym samym rodzajem cech, co obiekty realne. Cechy te jednak są wzmocnione lub wyidealizowane. Tego rodzaju wzmocnień oraz idealizacji dokonujemy na każdym kroku. Przykładowo, idealnie gładka płaszczyzna, na której ruch ślizgających się ciał ma demonstrować zasadę Galileusza, może być w rzeczywistości powierzchnią zamarzniętego stawu. Eksperymenty myślowe są nie tylko przedłużeniem realnych. Równie często mogą być traktowane jako „opinia poprzedzająca" lub „założenie" (określenia hipoteza rzadko Mach używa) eksperymentu fizycznego. W tym sensie, jak wspomniano wcześniej, eksperyment myślowy jest warunkiem koniecznym fizycznego. Równie często jest także schematem wykonania działań realnych. Taki schemat każdy badacz (podobnie jak pisarz, architekt, twórca utopii społecznych lub technologicznych) musi wypracować w swoim umyśle. Bez tego pierwotnego „ćwiczenia umysłowego" nie byłoby eksperymentu. „Ćwiczenia umysłowe", „eksperymenty umysłu" zarówno poprzedzają eksperymenty realne i służą planowaniu ich przebiegu, co następują po wykonanych już badaniach realnych. Dla E. Macha nie istniało „łatwe i szybkie" rozróżnienie między hipotezą a eksperymentem myślowym. Jeżeli zaś wziąć pod uwagę cytowane jako motto jego zdanie, pojęcie eksperymentu myślowego daje się w pewnej mierze utożsamić z budowaniem teorii... Eksperyment myślowy zazwyczaj prowadzi do zmiany teorii istniejącej lub nawet do skonstruowania nowej. Autor uznaje wprawdzie, że wygodnie jest odróżnić eksperyment myślowy jako stosunkowo prosty akt intelektualny, od teorii, będącej tworem bardziej złożonym. Jeżeli jednak proces eksperymentowania w myśli prowadzi do teorii, rzadko jest ona całościowa, zamknięta. Teoria niekompletna zmusza badacza do nowych eksperymentów myślowych. Proces ten porównuje Mach do zestawiania układanki obrazkowej. Skompletowana układanka symbolizuje teorię, system koncepcji, klasyfikację. Dopóki obraz nie stanie się kompletny, celem eksperymentowania, realnego bądź myślowego, jest uzupełnianie układanki. Pogląd ten został zilustrowany przykładem odkrycia przez M. Faradaya zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Oersted odkrył, że przepływ prądu w przewodniku powoduje powstanie pola magnetycznego, a kierunek linii jego sił tworzy kąt prosty z przewodnikiem. Faraday powziął myśl, aby wytworzyć prąd w przewodniku działaniem pola magnetycznego. Współzależność prądu elektrycznego i pola magnetycznego stanowi dla Macha układan- 99 kę złożoną z dwóch zaledwie części. Oersted ujawnił jedną część obrazu. M. Faraday odkrył laboratoryjnie, że stałe pole magnetyczne, chociaż silne, nie wywołuje przepływu prądu w przewodniku. Teoretyczny obraz zjawiska pozostał więc niekompletny. Dopiero dalsze badania doprowadziły do wniosku, że jedynie zmienne pole magnetyczne może indukować prąd elektryczny. Konieczność skompletowania układanki doprowadziła zatem do nowych eksperymentów myślowych i realnych. Mogłoby się wydawać, że eksperymentowanie w laboratorium umysłu wymaga wielkiej wyobraźni, wręcz fantazji. R. Sórensen jest jednak zdania, że E. Mach dopuszcza te czynniki do gry eksperymentalnej tylko w ograniczonym zakresie. Wyobraźnia musi być poddana „ciśnieniu doświadczenia", które „tnie i modeluje" kontury obserwacji i eksperymentu. Z drugiej jednak strony eksperyment myślowy nie jest tylko sposobem wykorzystywania pamięci. Jest to proces aktywny, różny od biernego stanu pamiętania. Czysta pamięć jest bowiem skierowana na odzyskiwanie przeszłych zdarzeń z czyjegoś osobistego doświadczenia. Wiedza instynktowna zaś pomaga w przewidywaniu zdarzeń przyszłych, które mogą leżeć poza zakresem osobistych doświadczeń eksperymentatora. Inaczej niż pamięć, wiedza instynktowna wyraża „wiedzę gatunku", jest bardziej ogólna i prospekty wna. Autor Erkenntnis und Irrtum wysoko cenił zastosowania eksperymentu myślowego w dydaktyce przyrodoznawstwa. Powoływał się przy tym na opinię znanych sobie wytrawnych pedagogów. We wspólnym z uczniami eksperymentowaniu myślą i słowem widział przedłużenie tradycji dyskursu platońskiego. Szczególny jednak walor, według Macha, posiada eksperyment myślowy w logice i matematyce. W dziedzinach tych aktywność myślowa tworzy nieograniczony rezerwuar prób, a eksperyment realny jest niewielką wyspą na morzu myślenia. Praca matematyków wydawać by się mogła jednym wielkim eksperymentem umysłu: eksperymentowaniem z pojęciami, symbolami, tworzeniem nowych relacji, przestrzeni itp. Jednakże, sądzi Mach, jeśli postępowanie takie biegnie po „utartych ścieżkach reguł", nie posiada szczególnie odkrywczego charakteru. Eksperyment myślowy w ścisłym sensie pojawia się, gdy przychodzi badaczowi rozstrzygać problemy specjalne. Jako przykład podaje rozwinięcia funkcji trygonometrycznych w postaci: sin x = 1/2 i (eix - e~lx). cos x = 1/2 (e'x + e~'x) Rozstrzygać tutaj trzeba problem sensu fizycznego i matematycznego liczby „i"=(—1) . Problem ten można rozważać w różnych wymiarach „złożoności wyjaśnień' ': na poziomie model - model (matematyka), model - fakt (przyrodoznawstwo) lub fakt - fakt. Ostatni przypadek dotyczy poszukiwania bezpośrednich analogii między zjawiskami znanymi z empirii. Dla liczby „i" można poszukiwać interpretacji na poziomie model - model oraz model - fakt, tzn. jej sensu matematycznego i fizycznego. Nie posiada ona natomiast sensu w poznaniu potocznym. Eksperymentowanie realne także pozostaje dla Macha sprawą ciągłego myślenia i poszukiwania. Z tego powodu nawet eksperyment „nieudany" (w sensie: nie mieszczący się w ramach znanego wyjaśnienia, np.typu model - fakt) może być ogromnie in- R. Sórensen, Thought Experiments, op. cit., s. 256. 100 spirujący dla poszukiwań teoretycznych: „Nie istnieje faktycznie duża widoczna rozbieżność między eksperymentem a dedukcją. Jest ona zwykle sprawą zharmonizowania myśli z faktami i wzajemnie ze sobą. Jeżeli eksperyment nie daje oczekiwanego wyniku, może być odbierany jako fiasko poszukiwań wynalazcy lub inżyniera, ale badacz będzie to traktował jako dowód, że jego idee niezupełnie odpowiadają faktom. Jest to właśnie ten rodaj jasno wyrażonej niezgodności, który może prowadzić do nowych wyjaśnień i odkryć"28. 6.3. A. Einstein o eksperymencie myślowym A. Einstein, podobnie jak E. Mach, nie stworzył wprawdzie skończonej teorii eksperymentu myślowego, lecz wracał do tej kwestii niejednokrotnie, zwłaszcza w pismach o charakterze filozoficznym i autobiograficznym. Jego własne eksperymenty myślowe przeszły do historii nauki. Od Einsteina zatem oczekiwać można najbardziej wszechstronnej i przenikliwej analizy tej formy pracy myśli, którą nazywa się eksperymentem myślowym. A. Einstein zakłada pierwotność myśli teoretycznej wobec empirycznie poznawanej rzeczywistości. „Zdaje się, że umysł ludzki musi najpierw samodzielnie budować poszczególne formy, zanim zdołamy je wykryć w świecie rzeczy. (...) Z samej empirii nie zdoła wykwitnąć poznanie, lecz jedynie z konfrontacji tego, co wymyślimy, z tym, co zaobserwujemy" . Pierwotność myśli i potrzebę aktywności umysłowej wiąże z faktem, iż we współczesnej mu fizyce teoretycznej „Hipotezy wyjściowe stają się coraz bardziej oderwane, coraz odleglejsze od naszych doznań. Za tę cenę zbliżamy się jednak do najwznioślejszego celu nauki, jakim jest ogarnięcie przy pomocy dedukcji logicznej treści maksymalnej ilości naszych doznań przez najmniejszą liczbę hipotez lub pewników. Droga myślowa prowadząca od pewników do treści doznań czy też do konsekwencji możliwych do sprawdzenia staje się przy tym coraz dłuższa i wysubtelnia się coraz bardziej. W coraz większym stopniu teoretyk, poszukując teoryj, musi uciekać się do czysto matematycznych, formalnych punktów widzenia, gdyż fizyczne doświadczenie eksperymentatora nie zdoła go zaprowadzić do rejonów najwyższej abstrakcji"30. W cytowanym fragmencie znajduje wyraz kontynuacja rozważań współczesnych Einsteinowi filozofów nauki: H. Reichenbacha, H. Poincarego, E. Macha nad złożonością wyjaśnień w nauce. Lecz przy najbardziej nawet wyrafinowanej pracy myśli, ostatecznej weryfikacji udziela teorii fakt naukowy: „I tutaj również fakt, ustalony na drodze doświadczalnej, jest wszechwładnym sędzią. Ale wyrok swój może on ferować dopiero po wykonaniu rozległej i trudnej pracy myślowej, która przerzuca most poprzez wielką przestrzeń dzielącą pewnik od dających się sprawdzić wniosków" . Wypowiedź ta wskazuje, jak dalece twórca teorii względności daleki był od pozytywistycznych koncepcji „faktu atomowego" lub „surowego". Fakt doświadczalny postrzegał nie inaczej niż w powiązaniu z teorią. Eksperyment myślowy zaś był dlań „ogromną pracą myślową", „przerzucającą mosty" między teorią a empirią. 28 E. M a c h, Knowledge and Error, tł. T.J. McCormack, Dordrecht Holland, Boston USA, 1976, s. 145. 29 A. E i n s t e i n, Mój obraz świata, tł. S. Łukomski, Warszawa 1935 s. 207. 30 Tamże, s. 253-254. 31 Tamże, s. 254. 101 Do najbardziej znanych eksperymentów myślowych tego rodzaju należy eksperyment Einsteina ze spadającą windą. Doświadczenie to, jak wiadomo, utorowało drogę ogólnej teorii względności. Einstein przyznaje, że w drodze do tej teorii kontynuował sposób postępowania innych wielkich fizyków: „Prawo bezwładności stanowiło w fizyce pierwszy wielki krok naprzód, było w gruncie rzeczy jej początkiem. Odkryto je na drodze wyidealizowanego doświadczenia z ciałem poruszającym się wiecznie, bez tarcia i bez działania jakichkolwiek sił zewnętrznych. Przykład ten, a potem wiele innych, po-zwolił nam zrozumieć doniosłość wyidealizowanych doświadczeń myślowych" . Szczególna teoria względności odnosiła się tylko do układów inercjalnych. Prawdziwa relatywistyczna fizyka dotyczyć musi wszelkich układów fizycznych; jest to fizyka, w której nie ma już miejsca na ruch bezwzględny - możliwy jest jedynie ruch względny. Szczególna teoria względności stanowi wobec ogólnej przypadek graniczny i teorie te nie mogą być ze sobą sprzeczne. W szczególnej teorii względności inercjalny układ współrzędnych był jedynym układem, dla którego formułowano prawa fizyki. W ogólnej teorii względności dozwolone są wszelkie układy poruszające się względem siebie w dowolny sposób. Obraz zjawisk w tej prawdziwie relatywistycznej fizyce przedstawia słynny eksperyment myślowy - tzw. winda Einsteina. „Przykład ten wskazuje - piszą Einstein i Infeld - że można w sposób konsekwentny opisać zjawiska fizyczne w dwóch różnych układach współrzędnych nawet wtedy, gdy układy te nie poruszają się względem siebie ruchem jednostajnym. Przy takim opisie trzeba wziąć pod uwagę ciążenie, budując jak gdyby most pozwalający na przejście od jednego układu współrzędnych do drugiego. (...) Ale most, pole grawitacyjne, umożliwiające opis w obu układach współrzędnych, opiera się na pewnym bardzo ważnym filarze - na równoważności masy grawitacyjnej i masy bezwładnej. Bez tego tropu, nie zauważonego przez mechanikę klasyczną, nasze obecne rozumowanie zupełnie by zawiodło"33. Czy w swoim zamiłowaniu do eksperymentowania myślowego był Einstein zwolennikiem wszelkiej dowolności, rozwijania nieskrępowanej fantazji, operowania fikcją? Otóż nie. Był zdania, iż eksperyment myślowy musi poruszać się w obrębie pewnej logiki świata, logiki praw i teorii. Przekonująco dowodzi tego dyskutując z A. Moszko-wskim34 przygody fikcyjnego pana Lumena35. Oto pan Lumen odlatuje z miejsca toczącej się bitwy pod Waterloo z prędkością 400 000 km/s. Prześciga więc wkrótce wszystkie promienie świetlne, które wraz z nim opuściły pole bitwy; prześciga również promieme coraz wcześniejsze. Po godzinie ma już nad zwykłymi promieniami przewagę 20 minut, a na drugi dzień może już oglądać początek bitwy... Oczywiście, ogląda te zdarzenia „pod prąd", jak na obracającej się w przeciwną stronę taśmie filmowej. Swój pogląd na ten eksperyment i jemu podobne, powstałe jedynie w „retorcie wyobraźni", wyraża Einstein następująco: „To nie eksperyment myślowy, to farsa. Powiedzmy dobitniej: czysta b 1 a g a! Ze względnością czasu, wynikającą z nowej mechaniki, nie mają te przeżycia i odwrotne spostrzeżenia nic wspólnego (...). Lumen ma mieć prędkość większą od prędkości światła, to jest założenie nie tylko niemożliwe, ale i niedo- 32 A. E i n s t e i n, L. I n f e 1 d, Ewolucja fizyki, tl. R.Gajewski, Warszawa 1959, s. 235. 33 Tamże, s. 239 i nast. szczegółowy opis eksperymentu z windą. 34 A. M o s z k o w s k i, A. Einstein, Rzut oka na świat jego myśli, Łódź 1922. 35 Postać wymyślona przez astronoma Plammariona. Pan Lumen odznaczał się bystrym wzrokiem i poru szał się z prędkością większą od prędkości światła. 102 rzeczne, gdyż teoria względności wykazała, że prędkość światła jest największa. Jakkolwiek wielką byłaby siła nadająca przyspieszenie i jakkolwiek długo działała, nigdy nie może dosięgnąć tej granicy. Lumen jest obdarzony narządami, a więc wyobraża się go cieleśnie. Atoli masa ciała przy prędkości równej prędkości światła staje się nieskończenie wielką i jeśli chcemy wyjść jeszcze poza tę granicę, wpadamy w absurd. Wolno igrać w myśli niemożebnościami, to znaczy rzeczami sprzeciwiającemi się naszemu praktycznemu doświadczeniu, ale nie zupełną niedorzecznością . Dalej wyjaśnia Einstein kolejne nieporozumienie tkwiące w interpretacji przytoczonego eksperymentu. Dotyczy ono „odwrotnego" biegu czasu i „odwrócenia" porządku przyczynowo-skutkowego, wreszcie interpretacji fizycznej równań i operacji matematycznych. Zagadnieniem tym zajmował się również E. Mach (por. podrozdz. 6.2), H. Poincare i inni uczeni ówcześni. Kwestię ujemnego znaku czasu omawia A. Einstein, jak zawsze, precyzyjnie i jasno: „Czas we wszystkich wzorach fizykalnych oznaczony przez t, może wchodzić w równania ze znakiem ujemnym w ten sposób, że jakiekolwiek zjawisko może być obliczone wstecz. Ale wtedy idzie właśnie o rzecz czysto rachunkową, która nie może sprowadzić nas na manowce błędnej wiary, jakoby czas w swym rzeczywistym przebiegu mógł się stać ujemnym. Tu tkwi źródło nieporozumienia w tem pomieszaniu rzeczy rachunkowo dopuszczalnej, a nawet koniecznej z jakąś przypuszczalną rzeczywistością. Kto z podróży Lumena w świat chce zdobyć nowe poznanie, miesza czas przeżycia z czasem obiektywnego zdarzenia; to jednak może osiągnąć pewne określone znaczenie tylko na podstawie dostatecznego przestrzenno-czasowego porządku przyczynowego. W owym pomyślanym eksperymencie jest czasowy porządek przeżyć odwrotny aniżeli czasowy porządek zdarzeń. A co do przyczynowości, jest ona pojęciem przyrodniczem, które stosuje się tylko do czasowo-przestrzennego porządku zdarzeń, a nie do przeżyć. Summa sumarum: igraszka z Lumenem jest blagą"37. Krytykując opisaną „igraszkę z Lumenem" jako przeczącą wszelkiej teorii fizycznej, akceptuje Einstein eksperyment myślowy z „panem Nadlumenem", który miał już „wszystkie światy przebiegać na raz z prędkością nieskończenie wielką". Pozorny ten paradoks twórca teorii względności tłumaczy następująco: „(...) ta igraszka myśli (...) byłaby rozumniejszą niż poprzednia z tego powodu, że pan może przy tem abstrahować od wszelkiej prędkości. Byłby to przypadek graniczny rozważania", przyjmowany zresztą w fizyce wcześniejszej jako teza o momentalnym rozchodzeniu się oddziaływań. Powyższe przykłady dają pogląd na rozumienie przez Einsteina roli naukowych eksperymentów myślowych. Powinny być one podporządkowane określonej teorii naukowej, logice zasad nauki i bezwzględnej logice rozważań. W okresie narodzin teorii względności Einstein spopularyzował specyficzne eksperymenty myślowe: eksperymen-ty-obrazy, nawet więcej, „żywe obrazy", zdynamizowane, posiadające wyraźną akcję. Trafiają one do wyobraźni odbiorcy, dokonują przekładu trudnych pojęciowo, wysoce abstrakcyjnych treści nowej fizyki na język spraw i zdarzeń z życia codziennego. Dzięki wprowadzeniu istot lub pojęć o cechach ekstremalnych (Nadlumen, mikroistoty, pociąg 36 A. M o s z k o w s k i, A. Einstein..., op. cit., s. 110. 37 lamie, s. 111; tutaj i powyżej pisownia i podkreślenia jak w oryginale. 38 Tamże, s. 112. 103 poruszający się z prędkością światła) ułatwiają odbiorcy uświadomienie, w czym tkwi trudność, a zarazem nowość teorii oraz istota rewolucyjnego przełomu w obrazie świata. Oto dwa inne znane przykłady: 1. Einsteinowski model Wszechświata jako układu skończonego, lecz nieograniczo nego, zilustrowany został następująco: „Pomyślmy sobie na globusie o średnicy jednej stopy istotę nader drobną, ultramikroskopijnie małą, poruszającą się swobodnie i myślą cą, którą nazwijmy mikroczłowiekiem. Powierzchnia kuli jest światem mikroczłowieka, a ma on wszelkie powody uważać ją za nieskończoną, ponieważ jakiekolwiek wykony- wa ruchy, nigdzie nie spotka granicy... . 2. Zasady teorii względności ilustruje cytowany do dzisiaj eksperyment z „pocią giem Einsteina": „Weźmy jako układ odniesienia pociąg pospieszny długości 10 kilo metrów. Na czele pociągu siedzi podróżny pan Przedni, zupełnie na końcu pan Tylny, między nimi jest więc stała odległość 10 kilometrów. Wagony są przezroczyste, tak że osoby mogą wymieniać między sobą sygnały. Nadto wyposażeni są w zegary o idealnie równym chodzie... . Na zakończenie zwróćmy uwagę na inne jeszcze eksperymenty myślowe uprawiane przez Einsteina. Jesienią 1918 roku mimo choroby uczony pracuje jednocześnie nad dwoma zagadnieniami: rachunkiem dotyczącym eliptycznych torów planet oraz nad, jak to określa, „igraszką umysłową": rozważa mianowicie, jak często na tarczy zegara, po zamianie położeń małej i dużej wskazówki, znajdą się one w takim położeniu, że wskażą właściwą godzinę. „Oto jest właściwe zagadnienie dla rozrywki pacjenta, wysoce ciekawe, niezbyt łatwe, obawiam się tylko, że zabawa nie potrwa długo, gdyż już dostrzegam drogę rozwiązania" - pisze Einstein. Przedstawiony typ „igraszki umysłowej" dla „rozrywki pacjenta" wykazuje podobieństwo do pojęcia spielende Expeńment A. Diemera . Do proponowanej w następnym paragrafie typologii eksperymentów myślowych dołączę także eksperymenty „zabawowe" lub „rozrywkowe". Są to zapewne eksperymenty z pogranicza naukowych i pozanaukowych; warto jednak wziąć pod uwagę, że zaprojektowanie niektórych gier umysłowych wymaga częstokroć sporej wiedzy z dziedziny matematyki lub nauk przyrodniczych i bywa swego rodzaju sztuką. M. Gardner , filozof i popularyzator nauki, przez ponad ćwierć wieku prowadził w piśmie Scientific American dział rozrywek umysłowych, mathematical games. Były tam gry w domino, sztuczki z kartami, sekrety błyskawicznego liczenia, przesuwanie monet i zapałek, tangramy i posadzki, pająki łapiące muchy na sześcianach... Był to podobno czytany w pierwszej kolejności dział czasopisma. Nie bez powodu niektórzy badacze (E. Mach, T.S. Kuhn) porównywali budowanie teorii do układania puzzle'a; kuhnowskie „łamigłówki" lub „collage" R. Thoma weszły na stałe do języka metodologii. Raz jeszcze warto wspomnieć o motywie „gry" jako dobrym modelu pracy naukowej, a badań eksperymentalnych w szcze- ' Tamże, s. 113. 40 Tamże, s. 115. 41 Tamże, s. 192. A.Dieraer, Grundriss der Philosophie, op.cit., s. 494. M. G a r d n e r, znany m.in. z tłumaczonej na jeżyk polski książki Pseudonauka i pseudouczeni; na cześć popularyzatorskich prac M. Gardnera wydano w USA na początku lat osiemdziesiątych publikację zawierającą zbiór łamigłówek matematycznych, The Mathematical Gardner, napisaną przez wybitnych matematyków, informatyków i statystyków amerykańskich. 104 gólności. W modelu gry zacierają się różnice między eksperymentem „poważnym" a „zabawowym", gdyż każdy z nich dostarczać może i rozrywki umysłowej, i znaczących wyników naukowych. 6.4. Próba typologii eksperymentów myślowych Po dokonaniu przeglądu różnych metod eksperymentowania w myśli oraz różnych poglądów na temat tego rodzaju operacji podjąć można próbę ich uporządkowania. Nie będzie to jednak typologia nawet w tej mierze systematyczna, co typologia eksperymentów realnych. Eksperyment myślowy jest bowiem o wiele mniej zorganizowaną formą aktywności, gdyż właśnie swoboda, fantazja, niekonwencjonalność liczą się w nim najbardziej. Korzystając z refleksji klasyków eksperymentu myślowego można powyższe eksperymenty podzielić pod następującymi względami: 1) Ze względu na cel: Eksperymenty myślowe naukowe pozanaukowe heurystyczne dydaktyczne rozrywkowe artystyczne utylitarne praktyczne literackie Zauważmy, że niezależnie od tego, jakie cele spełnia eksperyment myślowy i do jakiej dziedziny przedmiotowej należy, każda z jego kategorii mieścić może łamigłówki, szarady, gry, zagadki, testy i wszelkie inne „igraszki umysłu". W każdej dziedzinie -naukowej, praktycznej czy artystycznej służą one kształtowaniu wyobraźni. 2) Ze względu na stosunek do eksperymentu realnego: Eksperymenty myślowe poprzedzające (plan, schemat) towarzyszące eksperymentowi realnemu kontynuujące, „przedłużenie" eksperymentu realnego zastępujące całość eksperymentu Eksperymenty myślowe poprzedzające realne, będące planem lub schematem badań, są z pewnością najbardziej rozpowszechnione; nie sposób przeprowadzić najprostszych nawet działań eksperymentalnych bez powzięcia ogólnego chociażby planu pracy. Nie ma powodu, aby wątpić, iż ludzie zawsze planowali swoje czynności. Już w starożytności pojawiły się próby zastąpienia całości eksperymentu realnego eksperymentem myślowym. Do najśmielszych z nich należy zapowiedź Archimedesa: „dajcie mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię''. Klasyk nowożytnej metodologii eksperymentu, F. Bacon, był szczególnie twórczy w wymyślaniu i projektowaniu badań eksperymentalnych godnych przeprowadzenia. 105 Eksperyment myślowy, kontynuujący realny, zdaje się nie wymagać szerszych objaśnień. Przeprowadzany jest wówczas, gdy np. z powodów technicznych niemożliwe jest dalsze prowadzenie badań realnych. Często jest właściwie tożsamy z ekstrapolacją wyników badań, z dociekaniem własności substancji w obszarach krytycznych lub osobliwych itp. Na fakt, iż eksperymentowanie w myśli towarzyszyć może badaniom realnym zwrócił uwagę P. Duhem, opisując pomiary ściśliwości gazów wykonane przez Regnaulta. Ciśnienie mierzono manometrem rtęciowym. Zauważmy równoległe do działań praktycznych operacje myślowe, które przeprowadza uczony: „Pomocnik Regnaulta podaje mu wysokość słupa rtęci w pewnym manometrze. Regnault ją koryguje. Czy podejrzewa laboranta o błędny odczyt? (...) Nie; ma zaufanie do przeprowadzonej obserwacji; gdyby nie miał zaufania, nie korygowałby wyniku; zacząłby eksperyment na nowo. Gdy więc Regnault zastępuje wysokość podaną przez pomocnika wysokością inną, czyni to na gruncie operacji intelektualnej przedsięwziętej po to, aby pomniejszyć różnicę pomiędzy idealnym, symbolicznym manometrem, który istnieje tylko w jego myśli i któremu przypisuje swój wynik obliczony, a manometrem rzeczywistym, ze szkła i metalu, który ma przed oczyma i na którym jego laborant dokonuje odczytu" . W świadomości uczonego zachodzi nieustanne nakładanie się planu myślowego na wykonywane działania rzeczywiste i nieustanna korekta wyników, sprawiająca wrażenie, iż uczony przy każdym odczycie stosuje współczynnik korygujący wynikający z rachunku błędów, który na bieżąco przeprowadza. Na podobną, „na gorąco" przeprowadzaną modyfikację wyników pomiarów natrafił również A. Franklin studiując notatniki laboratoryjne Millikana z badań nad jednostkowym ładunkiem elektronu. A. Franklin wszakże sądzi, iż korekty Millikana miały charakter bardziej empiryczny niż teoretyczno-idealizacyjny; wynikały one z doświadczenia badacza, zdobytego w pracy z zastosowaną w opisanym eksperymencie aparaturą. 3) Ze względu na zróżnicowanie modeli będących obiektami eksperymentów myślowych dokonać można kolejnego podziału: Eksperymenty myślowe na: zwierzętach, idealnym pojęciach pojęciach i pojęciach modelach przedmio- modelu matematycz- obiektach pustych, warunków tach i poję- obiektu, nych i geo- hipotetycz- fikcjach ekstremal- ciach z życia „ciele do- metrycznych nych nych lub codziennego skonałym" hipotetycz nych Ogromnie trudno jest usystematyzować obiekty myślowe służące badaczom jako modele rzeczy i zjawisk; zapewne wymieniono tutaj tylko niektóre z nich. W „mnożeniu bytów" - modeli myślowych - uczeni nie natrafiają na bariery czy ograniczenia - takie chyba jedynie, jakie w ogóle właściwe są wyobraźni ludzkiej. Jako modele myślowe P. D u h e m, Ziel und Struktur..., op.cit., s. 207. ' A. F r a n k I i n, The Neglect of Experiment, Cambridge University Press, s. 219. 106 mogą równie dobrze służyć zwierzęta (kot Schródingera , kwantowe tygrysy i słonie G. Gamowa ), przedmioty i obiekty życia codziennego (winda lub pociąg Einsteina), ciała niebieskie (u Archimedesa), jak też osoby i przedmioty fikcyjne (Nadlumen Einsteina, demon Maxwella>. kwantowa dżungla G. Gamowa) itp. Pojęcia matematyki oraz idealizacje przedmiotów to tradycyjne już i jako „wynalazki wyobraźni" - mało odkrywcze obiekty eksperymentów myślowych. W tym samym sensie „konwencjonalny" charakter mają również idealizacyjne modele warunków, w których badacze umieszczają swoje obiekty. 4) Ze względu na zastosowane środki i operacje myślowe: Eksperymenty myślowe z zastosowaniem środków formalnych, różnego wyobraźni logiczno-matema- rodzaju przestrzennej tycznych analogii środków pozaformalnych (intuicja naukowa, fantazja itp.) Widzimy, że podobnie jak w przypadku obiektów eksperymentów myślowych, także zakres zastosowanych środków może być ogromnie zróżnicowany: od najbardziej wyrafinowanych teorii matematycznych i technik obliczeniowych po obrazowanie za pomocą codziennych, powszednich analogii. Przykładem tych ostatnich może być tworzenie modeli „kleju gluonowego" w fizyce mikrocząstek, „bulionu" lub „zupy Ureya" w chemii prebiotycznej itp. Wydaje się, że zarówno w doborze obiektów, jak i środków obrazowania - w eksperymencie myślowym coraz większy udział uzyskuje twórcza, nieskrępowana wyobraźnia. 5) Ze względu na stosunek do teorii naukowej warto posłużyć się trafną taksonomią podaną przez J.R. Brówna : Destrukcyjne Eksperymenty myślowe Konstrukcyjne Platońskie bezpośrednie przewidujące pośredniczące Powyższa typologia ujmuje relacje eksperymentu myślowego i teorii dychotomicz-nie. Eksperymenty konstrukcyjne (constructive) uczestniczą na różne sposoby w tworzeniu teorii, eksperymenty destrukcyjne {destructive) wymierzone są przeciwko teorii. W tych ostatnich jako częsty typ argumentacji stosuje się reductio ad absurdum. Szczególny przypadek stanowią eksperymenty myślowe nazwane przez autora „platońskimi", w których argumentacja „negatywna", destrukcyjna spotyka się z argumentacją „pozy- Por. J.R. B r o w n, The Laboratory of the Mind, op.cit., s. 23 - 25. 47 G. G a m o w, Mr Tomkins w krainie czarów, tł. B. Wójtowicz-Natanson, L. Natanson, B. Nowakow- ska-Hurwic, Warszawa 1962. 48 J.R. B r o w n, The Laboratory of the Mind, op. cit., s.33 - 45. 107 tywną", konstrukcyjną. Przykładem eksperymentów platońskich są np. eksperymenty Galileusza ze swobodnym spadaniem ciał, ponieważ: - wykazują, że teoria ruchu Arystotelesa jest niemożliwa do utrzymania, gdyż ciała ciężkie nie spadają szybciej; - wykazują, że wszystkie ciała w próżni spadają z jednakową prędkością. Myślowe eksperymenty bezpośrednie (direct) nie wychodzą z konkretnej teorii, lecz raczej się nią kończą. Efekt w postaci propozycji teoretycznych dały klasyczne eksperymenty mechaniczne Galileusza, eksperymenty S. Stevina z równią pochyłą, eksperymenty Ch. Huygensa z wymianą prędkości przy zderzeniu ciał sprężystych, eksperyment Einsteina z windą itp. Eksperymenty przewidujące (conjectural) stosowane są w celu ustalenia, jak zachowa się ciało (zjawisko) badane w określonych warunkach. Teorię celowo „zawiesza się" przypuszczając wszakże, że pozwoli wyjaśnić zjawisko. Przykładem może być słynny eksperyment Newtona z wirującym wiadrem, rozważany później przez Macha i Einsteina. Istnienie przestrzeni absolutnej zakładanej przez Newtona nie wynika ze zjawiska obserwowanego w tym eksperymencie. Jest raczej postulowane dla wyjaśnienia zaklęśnięcia powierzchni cieczy, gdy ciało przechodzi ze stanu spoczynku względem przestrzeni absolutnej do stanu ruchu względem tej przestrzeni. W podobnych eksperymentach myślowych Einsteina postulowana jest zasada przyczynowości, nie zaś przestrzeni absolutnej. Eksperymenty pośredniczące (mediative) ułatwiają wyciąganie wniosków z dobrze uzasadnionej teorii. Mogą ujawniać intuicyjne aspekty teorii i usuwać przeszkody w jej zrozumieniu. Mogą służyć jako przewodniki czy schematy pozwalające rozeznać się w złożonej argumentacji, dowodzie matematycznym lub wyprowadzeniu wzoru. Eksperymenty pośredniczące wychodzą od istniejącej teorii i unaoczniają jej konsekwencje empiryczne. Typowy dla tej grupy eksperymentów myślowych jest np. „demon Max-wella". Eksperymenty ilustrujące teorię lub interpretujące jej sens fizyczny, sprawdzają (unaoczniają) działanie teorii w warunkach empirii. Stanowią swego rodzaju „przymiarkę" teorii do warunków realnych. Pewne eksperymenty tego rodzaju przez długie lata służą dydaktyce i popularyzacji wiedzy. „Pan Przedni" i „Pan Tylny" podróżują „pociągiem Einsteina" już wiele dziesięcioleci. Na aspekt unaoczniania teorii w eksperymencie myślowym zwracał uwagę E.Mach tworząc pojęcie „fikcji stosowanej" (advanced fiction). Dzisiaj wiemy już, że fikcja stosowana miewa różne oblicza i różne stopnie złożoności. Obejmuje statyczne obrazy jednostkowych przedmiotów (zjawisk), mikroopowieści (przygody Nadlumena, eksperymentatorów w windzie itp.) oraz większe zbeletryzowane opowieści. Tę ostatnią formę „stosowania fikcji" uprawiają z dużym talentem na przykład A. Piekara , G. Ga-mow, L. Carroll . Traktując eksperyment myślowy maksymalnie szeroko, należałoby zapewnię uwzględnić jego udział w klasycznej literaturze science-fiction. Uwikłanie wątków naukowych, teoretycznych w fikcję literacką tworzy wielce interesującą całość pisarską, od której nie stronił sam F. Bacon. Czy ten wynalazek wyobraźni bardziej należy do literatury, czy do nauki, niech pozostanie kwestią otwartą. Por. J. B r a d 1 e y, Mach's Philosophy..., op.cit. A.H. Piekara, Nowe oblicze optyki, Warszawa 1976. L. C a r r o 1 1, Przygody Alicji w krainie czarów. O tym, co Alicja odkryła po drugiej stronie lustra, tł. M. Słomczyński, Warszawa 1975. 7. Eksperyment matematyczny oraz zasady modelowania matematycznego Sztuka budowania modeli jest właśnie pewnego rodzaju sztuką. Nie ma automatycznych sposobów postępowania, które by pozwoliły nam wyjść od kłopotliwej sytuacji fizycznej i stworzyć trafny model matematyczny. R. Hooke, D. Shąffer1 7.1.0 statusie eksperymentu matematycznego Mówiąc o eksperymencie matematycznym, pozostajemy w dużej mierze w sferze rozważań rozdziału poprzedniego. Eksperyment matematyczny jest bowiem odmianą eksperymentu myślowego. Obiektem badań jest w nim model matematyczny, na którym badacz dokonuje operacji środkami myślowymi właściwymi matematyce. Jest to jednak najprostszy wariant eksperymentu matematycznego; jego określenie ogólniejsze podpada pod definicję W.M. Głuszkowa2: „Istota metody eksperymentu matematycznego polega na tym, że eksperyment prowadzi się nie z samym obiektem, jak to ma miejsce w klasycznej metodzie eksperymentalnej, lecz z jego opisem w języku odpowiedniego (stosownego do tego celu) działu matematyki". Tradycji eksperymentu matematycznego należałoby poszukiwać w starożytności, przede wszystkim u pitagorejczyków, dla których „wszystko było liczbą". Również Platon eksperymentował matematycznie i w podobny sposób modelował rzeczywistość. Wyrażona w Timaiosie jego osobliwa wizja harmonii przyrody, przedstawiona w postaci matematycznej proporcji: ogień : powietrze = powietrze : woda = woda : ziemia, 1 R. H o o k e, D. S h a f f e r, Modele matematyczne a rzeczywistość, tł. L. Kubik, Warszawa 1969, s. 249. 2 W.M. G ł u s z k o w, Matiematizacyja naucznogo znanija i tieorija rieszenij, „Woprosy fiłosofii" (1) 1978, s. 29. 109 wiążąca żywioły z odpowiednimi bryłami geometrycznymi, jest analogiem eksperymentu matematycznego w sensie dzisiejszym. W szerszym zakresie eksperyment matematyczny rozwinął się na określonym etapie rozwoju nauk przyrodniczych - i samej matematyki. Nauki przyrodnicze wkroczyły w etap matematyzacji, kiedy język naturalny, w którym formułowano ich pierwsze zasady, okazał się niewystarczający. Matematyka nie tylko umożliwiła ilościową ocenę i porównywanie zjawisk. Stała się także językiem nauki i naukowców - i podobnie jak każdy inny język - kształtowała styl myślenia badaczy. Wymagała również przedstawiania obiektów badań w postaci modeli matematycznych. Kierując się zaproponowaną w podrozdz. 6.4 typologią eksperymentów myślowych, charakterystykę eksperymentów matematycznych można byłoby przedstawić następująco: 1) Eksperyment matematyczny dotyczący rzeczywistości empirycznej zapewne może, chociaż w zróżnicowany sposób, realizować każdy z celów eksperymentu myślo wego. Może być, przede wszystkim, narzędziem heurezy naukowej, źródłem nowych koncepcji teoretycznych. Najmniejsza odpowiedniość zachodzi w realizacji celów dy daktycznych. W tej mierze, jak sądzę, skuteczniejsze bywa graficzne modelowanie kom puterowe niż czysto matematyczne. 2) W odniesieniu do eksperymentu realnego eksperyment matematyczny pozostaje w podobnym stosunku, co myślowy. W ostatnim okresie w nauce nasila się niewątpliwie tendencja do rozbudowywania trzeciej z wymienionych relacji - zastępowania ekspe rymentu realnego przez matematyczny. Odpowiedni przykład omówiony zostanie w podrozdz. 7.3. 3) Ze względu na zastosowany model myślowy eksperymenty matematyczne ograni czają się, rzecz jasna, do matematycznych (geometrycznych) modeli obiektów, zjawisk, procesów. W tym sensie zbiór eksperymentów matematycznych jest zatem tylko pod zbiorem zbioru eksperymentów myślowych. 4) Wyraźne znamiona odrębności eksperymentu matematycznego zaznaczają się w dziedzinie środków i metod badawczych. O ile w eksperymentach myślowych spora rola przypada wyobraźni, fantazji, świadomemu budowaniu fikcji, w eksperymencie matematycznym środki logiczno-matematyczne pozostają jedynym sposobem pracy z obiektem - modelem matematycznym. W czasach powojennych w dziedzinie środków eksperymentu matematycznego zaznacza się istotne novum: elektroniczne maszyny liczące i kształtująca się wokół ich zastosowań computer science tworzą nową dyscypli nę badań. Eksperyment matematyczny staje się eksperymentem oprzyrządowanym. Sytuacja ta skłania niektórych badaczy do wyodrębnienia nowej kategorii eksperymentu matematycznego: eksperymentu obliczeniowego (wyczislennyj ekspierimienf) lub eks perymentu maszynowego (maszinnyj ekspierimient). Terminologia taka utrzymuje się od lat w rosyjskiej literaturze metodologicznej. Pojęcie eksperymentu obliczeniowego wprowadził A.A. Samarskij i rozbudował je w kilku publikacjach. 5) W odniesieniu do teorii naukowych pozycja eksperymentu matematycznego jest złożona; z jednej strony nie realizuje on na ogół bogatego zestawu ilustracji bądź inter pretacji teorii, a więc wszelkich odmian „fikcji stosowanej". To właśnie matematyczna 3 A.A. Samarskij, J.P. Popów, Wyczislennyj ekspierimient w fizikie, w: Nauka i czełowieczestwo, Moskwa 1975, s. 280-291; A.A. Samarskij, Czto takoje wyczislennyj ekspierimient, „Nauka i żyzń" (2) 1979, s. 32 - 49. 110 strona skomplikowanych teorii, zwłaszcza fizycznych, wymaga „dopowiedzenia", „przekładu", unaocznienia. Z drugiej zaś strony jest narzędziem matematyzacji teorii: jako hipotetyczny model matematyczny staje „na wejściu" konstruowania teorii i proces ten wieńczy jako sformalizowana teoria matematyczna. Odgrywa również niczym nie zastąpioną rolę w rozwijaniu ekstrapolacji teorii. Eksperyment matematyczny, podobnie jak myślowy, podpada pod kategorię eksperymentów modelowych. Eksperymentuje się tutaj na obiektach myślowo modelujących rzeczywistość i operuje myślowymi, teoretycznymi środkami modelowania. Eksperyment matematyczny bowiem, jak zauważa R.P. Strongina , zakłada z jednej strony obecność opisu obiektu badania w języku matematyki, a z drugiej - możliwość eksperymentowania z tym opisem. Możliwość eksperymentowania wyczerpującego całe spektrum możliwych rozwiązań matematycznych uzyskali badacze dzięki nowoczesnym technikom obliczeniowym. Techniki te sprawiają również, że owe „idealne" lub „myślowe" sposoby eksperymentowania ulegają oprzyrządowaniu, a zatem „przesunięciu" w stronę eksperymentów realnych. W obrazowy sposób można te zależności przedstawić następująco: Eksperyment modelowy realny myślowy matematyczny i w komputerze w umyśle - (maszynowy, badacza obliczeniowy) 7.2. Specyfika eksperymentu matematycznego Eksperymenty obliczeniowe, o których wspomniano wyżej, zwiększyły dynamikę i efektywność zastosowań eksperymentu matematycznego, uczyniły go operatywnym narzędziem poszukiwań naukowych. Jego powstanie, jąk słusznie twierdzi G.I. Ruza-win , „(...) wiąże się z rozwojem takich integrujących kierunków poznania naukowego, które uogólniają główne prawidłowości funkcjonowania i rozwoju przedmiotów i zjawisk (...), np. cybernetyki jako ogólnej teorii sterowania, a także bardziej ogólnego podejścia systemowego, badającego z jednego punktu widzenia struktury i zasady organizacji różnych systemów". Zajmijmy się obecnie pewnymi zasadniczymi cechami eksperymentów matematycznych (także obliczeniowych), decydującymi o ich wielkiej, w niektórych dziedzinach, użyteczności i wysokich walorach teoretycznych. Według R.P. Stronginej , ekspery- R.P. Strongina, Gnosieotogiczeskije aspiekty matiematiczeskogo ekspierimienta, „Filosofskije nauki" (1) 1979, s. 38-49. G.I. R u z a w i n, Suszcznost' matiematiczeskogo modielirowanija, „Fiłosofskije nauki" (1) 1983, s. 41. R.P. Strongina, Gnosieołogiczeskije..., op. cit., s. 45. 111 menty te odznaczają się ogromną ogólnością, a zarazem uniwersalnością. Modele i metody zastosowane przy analizie jednych zjawisk mogą być równie dobrze zastosowane do innych, jeśli tylko odpowiednie zjawiska opisywane są przez równania tego samego kształtu. Fizycy zauważali od dawna, iż pewne procesy należące do zupełnie różnych dziedzin przedmiotowych można przedstawić w analogiczny matematycznie sposób. „Dlaczego równania dla odmiennych zjawisk są tak do siebie podobne? - zastanawia się R.P. Feynman7. - Potencjał elektrostatyczny, dyfuzja neutronów, przepływ ciepła - czy aby rzeczywiście mamy tutaj do czynienia z tym samym? (...) Z pewnością ruch pojedynczego neutronu całkowicie różni się od zmiany opisywanej gładką funkcją, którą uzyskaliśmy rozwiązując równania różniczkowe. (...) Jak długo rozważane wielkości są dostatecznie »gładkie«, tak długo znaczenie mieć będą tylko szybkości zmian poszczególnych wielkości z położeniem w przestrzeni. Z tego powodu zawsze dostajemy równania zawierające gradient. Pochodne mogą występować w postaci gradientu lub w postaci dywergencji; ponieważ prawa fizyki nie zależą od wyboru kierunku, muszą się dać wyrazić w postaci wektorowej. Równania elektrostatyki są najprostszymi równaniami wektorowymi zawierającymi jedynie przestrzenne pochodne wielkości fizycznych. Każdy inny prosty problem - lub uproszczenie problemu skomplikowanego -musi mieć matematyczną postać zagadnienia elektrostatycznego''. Słusznie autor mówi tutaj o „prostych problemach" lub „uproszczeniach problemu". Klasyczne zagadnienia fizyki, zwłaszcza w ich idealizacyjnym obrazie, uzyskują w istocie tę „algorytmiczną" niejako postać. Inaczej jednak przedstawia się sprawa eksperymentowania z układami złożonymi, wieloczynnikowymi, np. w zagadnieniach technicznych. Tworzenie modeli matematycznych, będących podstawą modelowania matematycznego w eksperymentach obliczeniowych, nie jest sprawą prostą. Jak zatem w zagadnieniach nowych poznawczo i skomplikowanych badawczo wygląda sprawa „ogólności i uniwersalności" eksperymentów matematycznych? Specjaliści w dziedzinie eksperymentowania komputerowego podkreślają, że: „Przy budowie modeli badacz powinien dokonać ogromnej ilości wyborów, czasami bardzo subtelnych, a to wymaga od niego wszechstronnego zrozumienia tego, czym jest model i w jaki sposób związany jest z rzeczywistością. Przede wszystkim zaś u podstaw apriorycznej informacji o obiekcie leży zwykły ludzki język oraz nasze sposoby przyjmowania i wymiany informacji. Dlatego praca nad modelowaniem jest swojego rodzaju s z t u k ą, w której przejawiają się zdolności badacza do wyboru z nieskończonej różnorodności faktów - pewnej ilości faktów koniecznych i zbudowania abstrakcyjnego modelu - modelu dla realizacji wyznaczonych celów. Jednocześnie brak dokładnych reguł nie przeszkadza specjalistom w budowaniu udanych modeli . Tworzenie modeli matematycznych ma zatem charakter heurezy, w której niemałą rolę odgrywają trafne decyzje badacza. Okazuje się również, że możliwe jest tworzenie udanych modeli skomplikowanych zagadnień. Częstokroć istniejący model lub sposób podejścia matematycznego stwarzają nowe rodzaje zadań i zastosowań, co przenosi możliwość ich wykorzystania do nowych zupełnie dla matematyki dziedzin, jak językoznawstwo, dokonywanie „automatycznych" przekładów itp. R.P. Feynman, R.B.Leighton, M. Sands, Wykłady z fizyki, t. II cz. I, Warszawa 1974 s. 218. Matiematiczeskoje obiespieczenije slożnogo ekspierimienta (praca zbiór.), Kijew 1982,1.1, s. 29. 112 Uniwersalność eksperymentu komputerowego wyraża się również w jego wysokiej operatywności i mobilności. Zmiana „urządzeń" eksperymentu obliczeniowego w celu przystosowania go do nowych zadań wymaga tylko napisania nowych programów. Podstawowe urządzenie - komputer - pozostaje zawsze to samo. Eksperyment matematyczny rozszerzać może obszar podmiotowości badacza i jego „sztuki" w procesie badawczym. Badacz uzyskuje możliwość włączania się w przebieg eksperymentu w dowolnym jego etapie oraz wnoszenia poprawek do samego modelu, do zadanych warunków bądź do metod obliczeniowych. Ze wzrostem suwerenności podmiotu rośnie też rola czynnika myślowego w takim eksperymencie: rola hipotezy, rola doboru środków matematycznych, wyboru stopnia przybliżeń itp. Eksperyment obliczeniowy staje się, w tym szczególnym sensie, coraz bardziej autorski; daje możliwość obcowania - za pośrednictwem komputera - z czystą teorią. Badacz wedle uznania wybiera „miejsca styku", „punkty weryfikacji" z empirią. Eksperyment taki uwalnia również badacza od szeregu uciążliwych prac organizacyjnych lub technicznych. Jednakże ze wzrostem roli czynnika podmiotowego rosnąć powinna również odpowiedzialność badacza zarówno w zakresie rzetelności procedur formalnych, jak i w uzgadnianiu modelu matematycznego z danymi eksperymentu realnego. Mobilność eksperymentu komputerowego oznacza również możliwość wprowadzania nowych form integracji wiedzy. Można mianowicie połączyć w jeden zespół badawczy grono specjalistów z rozmaitych, nawet dość odległych dziedzin nauki. W dyskusji słownej, w zestrojeniu badań konwencjonalnych prawdopodobnie trudno byłoby im się porozumieć. W eksperymentowaniu komputerowym mogą jednak zastosować język wspólny - sformalizowany język symboli, wyrażeń, operacji matematycznych. Eksperyment matematyczny - klasyczny lub komputerowy - posiada moc prognostyczną wyższą niekiedy od tej, jaką umożliwiają badania realne. Jest to istotne zwłaszcza dla zjawisk, procesów i warunków, które trudno wytworzyć w eksperymencie realnym. Eksperyment w wersji komputerowej może skutecznie uzupełniać lub zastępować eksperyment realny. Czasami, jak podkreśla G.I. Ruzawin lub inni badacze , staje się jedynym dostępnym sposobem eksperymentowania. Dotyczy to nie tylko trudnych eksperymentalnie dziedzin przyrodo znawstwa, ale i zjawisk, z którymi eksperymentowanie jest niemożliwe lub niewskazane - zagadnień społecznych, ekonomicznych, ekologicznych oraz wszelkich prognoz wielkoskalowych i długoterminowych. Zdaniem J.W. Sączkowa , komputery przekształciły pod względem jakościowym i kształt poznania ludzkiego, i sam eksperyment. Współczesne badania doświadczalne wkraczają na drogę automatyzacji. Urządzenia eksperymentalne zaczęły współpracować z komputerami. Poza znacznym wzrostem szybkości procesu badawczego możliwa stała się analiza jakościowa i ilościowa parametrów obiektów badań i rejestracja ich własno- G.I. Ruzawin, Mietody naucznogo issledowanija, Moskwa 1974. Por. trafne spostrzeżenia na ten temat i obszerną bibliografię podane przez J. Wiśniewskiego, Matematyka w teoriach naukowych - analiza metodologiczna, w: Nauka w świetle współczesnej filozofii (red. E. Pakszys, J. Such, J. Wiśniewski), Warszawa 1992, s. 179 - 209. J.W. Sączków, Fizyka współczesna a przemiany teorii poznania naukowego, „Człowiek i Światopogląd" (6), 1985, s. 5-21. 113 ści. „Współczesny badacz ogląda cząsteczkę białka przez maszynę liczącą podobnie jak wcześniej oglądał komórkę przez mikroskop" - pisze J.W. Sączków. Wraz z rozpowszechnieniem się szczególnego typu eksperymentu maszynowego -eksperymentu imitacyjnego - zaistniała możliwość porównywania jego wyników z wynikami badań realnych, co czyni proces badawczy bardziej celowym i efektywnym. Czasami oba typy eksperymentów dają się łączyć w jeden kompleks, co tworzy nową, nie nazwaną jeszcze, formę badań. Istotną kwestią, na którą cytowany autor zwraca uwagę, jest wpływ eksperymentów komputerowych na teoretyczny aspekt nauki. Teoria fizyczna nabiera zazwyczaj dynamizmu, ujawnia więcej swoich aspektów, daje się oglądać w szczegółach, jeśli zapisze sieją w postaci programu dla maszyny liczącej. Umożliwia to badanie wewnętrznej struktury tej teorii, porównywania jej danych z wynikami eksperymentu, interpretacji lub ekstrapolacji prognoz płynących z teorii. Operacje te stają się łatwiejsze dla teorii „zdynamizowanej" niż dla przedstawionej w postaci statycznej. Zastosowanie komputerów wzbogaciło teoretyczne sposoby wyrażania wiedzy. Pojawił się nowy, maszynowy język, niezależny od istniejącego już teoretycznego języka opisu rzeczywistości. Stwarza on jednak nowego rodzaju zadanie - dokonywania przekładu klasycznego języka teorii na język komputerów (programowanie). Towarzyszy temu rozwój kompleksu nowych dyscyplin teoretycznych, takich jak: teoria algorytmów, teoria automatów, badanie operacji, programowanie, teoria gier, analiza systemowa itp. 7.3. Eksperyment komputerowy - analiza przykładu Dla zilustrowania poprzednich rozważań posłużę się przykładem zastosowania eksperymentu komputerowego do złożonego zagadnienia z zakresu hydrodynamiki. Przykład pochodzi z oryginalnych badań jednego z pionierów tej metody. N.N. Moisiejew pracował w zespole naukowym, w którym połączono badania „doświadczalników" i teoretyków. Odbywane regularnie seminaria były, jak je autor określa, szkołą modelowania matematycznego. W pracach tych, dotyczących m.in. hydrodynamiki oceanu i związanych z nią zagadnień geologicznych (podwodne trzęsienia ziemi, fale udarowe), po raz pierwszy do celów modelowania matematycznego zastosowano komputery. Były to lata czterdzieste i tego rodzaju prace należały do pionierskich. Punktem wyjścia stały się dobrze znane fakty empiryczne: wbrew pozorom woda w oceanie nie jest jednorodna. Jej gęstość rośnie wraz z głębokością: gdzie: p0 - gęstość powierzchniowa, e - stała liczbowa, f(y) - pewna funkcja ograniczona. Z tego powodu, jak również z wielu innych, np. różnicy temperatur, w oceanie mogą powstawać potężne fale. Mają one wielką amplitudę i na ogół nie dają efektów powierzchniowych. Niekiedy jednak na powierzchni oceanów powstają potężne fale stojące. To 12 Tamże, s. 9. N.N. Moisiejew, Matiematika stawit ekspierimient, Moskwa 1979. 114 interesujące zjawisko opisał w roku 1841 Scott-Russell. Podejrzewano, że fale stojące są związane z podwodnymi trzęsieniami ziemi, lecz sposób ich powstawania w naturze oraz sposób opisu teoretycznego przez ponad sto lat pozostawały zagadką. W wyniku stosowania symulacji komputerowej okazało się, że istnieje dyskretne widmo możliwych do utworzenia ciągów typu fali separowanej. Ciągi te przy ?—»0 układają się w równomierny strumień, który jest strumieniem typu fali separowanej. Jednocześnie badacze dowiedzieli się czegoś nowego o zastosowanych w tych badaniach komputerach: „Zaczęliśmy rozumieć, że elektroniczne maszyny liczące nie są po prostu arytmometrami. Robiliśmy swego rodzaju eksperymenty maszynowe, które testowaliśmy na pewnych dobrze nam znanych sytuacjach, a potem rozciągnęliśmy na szerszą klasę sytuacji - typowa zasada eksperymentowania . Innym zagadnieniem, w którym zastosowano eksperyment komputerowy, były badania turbulentnych przepływów cieczy. Istnieje znane rozwiązanie Poissona zagadnienia płynięcia cieczy w rurach dla przepływu laminarnego. Gradient ciśnienia cieczy Ap związany jest z objętością wypływającej cieczy: gdzie: p gęstość cieczy, Q - objętość cieczy wypływającej. Równanie to wyznacza proporcjonalną zależność między p i Q ; wiadomo także, że dla Q większych od G^yt przepływ przestaje być laminarny. Zamiarem Moisiejewa było ustalenie za pomocą symulacji komputerowej, czy istnieją inne rozwiązania tego równania (tj. czy istnieją inne rodzaje przepływu cieczy), i w jaki sposób są one związane z rozwiązaniem Poissona. Przedstawiając równanie wyjściowe w postaci szeregu, można układ równań początkowych wyrazić w postaci przybliżonej jako układ o dwóch niewiadomych: z oraz t (gdzie z oznacza drogę cieczy wzdłuż cylindra, t - czas). Poszukiwano odpowiedzi na pytania: - czy istnieją rozwiązania tego układu niezależne od czasu? - ile jest takich rozwiązań? Przepływ Poissona nie zależy od z. Jeżeli Q » zbliża się do rozwiązania równań Poissona. Fakt ten, znany z teorii, ustalono również drogą eksperymentowania komputerowego. Przy zbliżaniu się Q do G^yt zaczyna pojawiać się wyraźna nieciągłość przepływu. N.N. Moisiejew zaczął poszukiwać rozwiązań stacjonarnych (jedynie względem parametru z); znalazł całą klasę takich rozwiązań prawie periodycznych, z okresami Zg,Zi,Z2>--- Rozwiązania te poddano systematycznym badaniom w elektronicznych maszynach liczących, poczynając od rozwiązań z okresem Z\- Mogą one formalnie istnieć przy dowolnych liczbach Reynoldsa, tj. przy dowolnym wypływie Q. Graficznie rozwiązanie to przedstawia zbiór krzywych harmonicznych o bardzo bliskim okresie. Trudno omawiać w całości przebieg eksperymentów Moisiejewa. Przebadano cały zakres wartości p i Q oraz rozmaite ich kombinacje. Dla rozmaitych par wartości p i Q otrzymano zróżnicowane charakterystyki przepływu, interesujące ze względów naukowych i praktycznych. Dość prymitywne jeszcze lampowe maszyny liczące końca lat czterdziestych wykonywały ogromną pracę. Ta sama praca wykonana w postaci ekspe- 14 Tamże, s. 47. 115 rymentów realnych zajęłaby wiele lat całemu zespołowi badaczy. Ponadto, posiadając całe „spektrum" informacji matematycznej o typie przepływu cieczy dla różnych warunków początkowych, można było sformułować rzeczowe hipotezy naukowe o dużym znaczeniu teoretycznym. „Kiedy przyroda dopuszcza istnienie dwóch procesów osiągających ten sam cel, realizuje ten, który wymaga mniejszych nakładów energetycznych. Jest to zasada minimalnej dysypacji energii. Nie była ona nigdy w całej pełni uzasadniona, ale nie znamy przypadków, które by jej przeczyły. Oto dlaczego, w przypadku małych przepływów, dla których przepływ Poissona jest ustalony, tylko on może powstać." - pisze N.N. Moisiejew. Rozważanie całej gamy złożonych charakterystyk przepływu doprowadziło autora do hipotezy „ruchu ustalonego turbulentnego" dla Q—>Qkryt.. Określenie „ruch ustalony turbulentny" zdaje się kryć w sobie sprzeczność: ruch ustalony to klasycznie ruch bez wirów, turbulentny - zawierający zawirowania. Autor ma na uwadze przepływ laminarny, unoszący w sobie mikrozawirowania w sposób poddający się charakterystyce statystycznej. Moisiejew komentuje wprowadzone przez siebie pojęcie następująco: „Niech to określenie nie wydaje się bluźnierstwem. Rzeczywiście sądzę, że opisany eksperyment pozwolił za pomocą komputerów (...) zbudować przybliżone wyobrażenie 0 przepływie turbulentnym, przy czym to przedstawienie jest skutkiem zasad zachowa nia, tj. równań Navy-Stokesa . Zarysowana tutaj droga postępowania potwierdza podaną przez W.S. Tiuchtina 1 N.S. Wowka17 charakterystykę eksperymentu matematycznego. Jest ona faktycznie powtórzeniem klasycznej drogi hipotetyczno-dedukcyjnej.: hipoteza - dedukcja - ekspe ryment. Obiekty matematyczne bada się komputerowo w interesujących badacza warun kach narzuconych układowi liczącemu i znajduje dla nich równanie-model. Otrzymany model porównuje się z hipotezą wyjściową, dokonuje modyfikacji - i ponownie bada na komputerze. Ten cykl badań powtarza się aż do uzyskania zadowalającego rozwiązania lub decyzji o zakończeniu eksperymentu. Autorzy podkreślają, iż prowadzenie tego ro dzaju badań z zastosowaniem komputerów intensyfikuje eksperymentalny aspekt mate matyki. 15 Tamże, s. 48-49. 16 Tamże, s. 49. 17 W.S. T i u c h t i n, S.N. W o w k, O gnosieołogiczeskom statusie matiematiczeskoj tieorii ekspieri- mienta, w: Ekspierimient, modiel, tieorija, Moskwa-Berlin 1982, s.101. 8. Matematyczne teorie eksperymentu (...) 80%, może nawet 90% badaczy zajmuje się eksperymentami. Do niedawna sam eksperyment nie podlegał badaniu. Uważano, że badać można wszystko, oprócz samego procesu badawczego, zakładając milcząco, że proces ten opiera się na intuicji i że stworzenie jego teorii jest niemożliwe, lub niewłaściwe. W ciągu stuleci udoskonalono technikę eksperymentu, ale nie stworzono jego teorii. W.W. Nalimow, Z.M. Mulczenko1 8.1. U początków strategii eksperymentalnych Kiedy F. Bacon marzył o „maszynie do wykonywania wynalazków", nie sądził zapewne, że tworzy utopię podobną do Nowej Atlantydy. Historia rzadko potwierdza genialne nawet prognozy w takim kształcie, w jakim zostały wypowiedziane. Prognozy Bacona także nie przybrały kształtu „maszyny", lecz postać niezmiernie już dzisiaj rozbudowanej matematycznej strategii planowania eksperymentów. Opracowanie jej zajęło ponad trzy stulecia. W tym okresie zasadniczy rozwój strategii badań eksperymentalnych znaczą nazwiska F. Bacona, J.F.W. Herschela i J.S. Milla. Ich wkładowi w rozwój metody planowania eksperymentu poświęca wiele uwagi W. Heller2. Pozostaje zatem w skrócie przypomnieć ich zasługi. Dla F. Bacona ideałem nowego eksperymentu są badania starannie zaplanowane oraz oparte na indukcji. Jej stosowanie wymaga precyzyjnego określenia definicji „powszechnej natury" (formy) poprzez gromadzenie i porównywanie przykładów jej przypuszczalnych skutków, jak również eliminowanie form fałszywych. Indukcja będzie skuteczna w odkrywaniu tajemnic natury, gdy będzie je analizować przez odpowiednie „włączanie i wykluczanie", a po zbadaniu wystarczającej liczby przypadków negatywnych przejdzie do wnioskowania na podstawie przypadków pozytywnych. Wyniki obserwacji zaleca Bacon przedstawić w tablicach: 1 W.W. Nalimow, Z.M. Mulczenko, Naukometria, tł. S. Zasada, Warszawa 1971, s. 49 - 50. 2 W. H e 11 e r, Planowanie badań doświadczalnych w naukach technicznych. Praca doktorska pod kier. J.Szymańskiego (maszynopis), Instytut Filozofii UAM, Poznań 1985. I 117 - „istotności i obecności", - „odchyleń i nieobecności w pobliżu", - „stopnia czyli porównania''. Ograniczenia metody Bacona oceniane z punktu widzenia współczesnej metodologii, polegają, według W. Hellera3, po pierwsze, na niedocenianiu funkcji hipotez. Chociaż modelem „prahipotezy" może być postulat eliminowania form fałszywych w jego koncepcji indukcji, myśl ta nie została w znaczący sposób rozwinięta. Po drugie zaś, propozycja eksperymentu opartego na kanonach indukcji niesie ze sobą wszystkie mankamenty tej metody. Niedostatki te towarzyszą również późniejszym o około dwa stulecia koncepcjom J.F.W. Herschela i J.S. Milla. Wypada tutaj za F.L. Holmesem zadać pytanie, czy właściwe jest rzutowanie w dość odległą przestrzeń historyczną norm dzisiejszej metodologii nauk? J.F.W. Herschel w swoim Wstępie do badań przyrodniczych? uczynił znaczący krok naprzód w stosunku do myśli baconowskiej. Wymaga on mianowicie, aby: - dociekać związków nie pomiędzy własnościami współistniejącymi, lecz ustalać związki przyczynowe między zjawiskami występującymi po sobie w czasie, -nie traktować stosunku między własnościami przedmiotu a jego „formą" jako odwracalnego, lecz dostrzegać, iż ten sam skutek może mieć różne przyczyny. Zauważmy, że rozważania Herschela znalazły odbicie w późniejszych dociekaniach uczonych. Jego pierwszy postulat odpowiada zauważonemu przez H. Dinglera (por. paragraf 5.1.2) przejściu w eksperymentowaniu od „pomiarów statycznych" do „ciągów pomiarowych". Postulat drugi uwzględnił m.in. J. Szymański w swojej typologii eksperymentów według rodzajów badanych zależności. J.F.W. Herschel widział również celowość zastosowania w badaniach eksperymentalnych pewnych metod statystyki i teorii prawdopodobieństwa. Dotyczy to m.in. konieczności rozpatrywania dużej liczby obserwacji i obliczania średniej, potrzeby wykorzystania pojęcia prawdopodobieństwa w celu przybliżenia hipotezy do rzeczywistości oraz wprowadzonego przez Herschela pojęcia „stopnia zaufania", jakim można obdarzyć wniosek płynący z badań. Dalszym rozszerzeniem powyższych metod jest zastąpienie trzech tablic Bacona i dziewięciu prawideł Herschela pięcioma kanonami wprowadzonymi przez J.S. Milla. Powszechnie znane są one jako: metoda zgodności, metoda różnicy, metoda zgodności i różnicy, metoda reszt i metoda zmian towarzyszących. Metoda indukcji stosowanej do wyników eksperymentu była, już w bieżącym stuleciu, niejednokrotnie krytykowana. T. Kotarbiński zauważa, iż kanony Bacona i Milla wykazują obecność określonego następstwa zdarzeń. Ich schematy nie pozwalają jednak odkryć, jakie to są następstwa, " W. H e 11 e r, Rozwój metod planowania badań doświadczalnych w naukach technicznych jako czynnik postępu tych nauk, w: Szkice o rozwoju nauki (red. J. Such, E. Pakszys), Poznań 1986. F.L. H o 1 ra e s, Do We Understand Historically How Experimental Knowledge is Acquired?, „History of Science" XXX 1992, s. 119 - 136. 5 J.F.W. Herschel, Wstęp do badań przyrodniczych, tł. T. Pawłowski, Warszawa 1955. Porównaj na przykład: J. Szymański, Rola teorii i techniki w eksperymentalnym testowaniu wiedzy, Poznań 1982, W. Patryas, Eksperyment a idealizacja, Warszawa-Poznań 1976, J. Brzeziński, R. Stachowski, Zastosowanie analizy wariancji w eksperymentalnych badaniach psychologicznych, Warszawa 1984, s. 9- 10. T. Kotarbiński, Elementy teorii poznania, logiki formalnej i metodologii nauk, Ossolineum 1990. 118 w jakim zakresie zachodzą, według jakiej przebiegają funkcji. Obu myślicielom przyświecał cel wykrycia stowarzyszonych ze sobą, na stałe lub w stosunku następstwa, „czynnika A" i „czynnika B". Tymczasem w nauce, twierdzi Kotarbiński, chodzi zazwyczaj o uzasadnienie istnienia oraz rodzaju zależności między dwoma czynnikami zmiennymi, np. między zdolnością emisyjną a zdolnością absorpcyjną ciał, lub między kątem padania a kątem załamania promieni świetlnych. Obaj teoretycy indukcji podchodzą blisko do tego zagadnienia, a jednak chybiają celu... „Tak więc Baconowi idzie 0 uzasadnienie tezy, że kiedy jest ciepło, to jest i ruch określonego typu, i odwrotnie; w tym celu zajmuje się on przypadkami, kiedy ciepło wzrasta lub maleje wraz ze wzra staniem lub maleniem tego i owego. Ale nie dąży do tego, by zbadać np. jak wzrasta ów ruch wewnętrzny ciała w zależności od rozgrzewania się tego ciała. Przeciwnie, z góry dopuszcza tutaj coś w rodzaju proporcjonalności, ponieważ z góry zakłada, że ciepło 1 ten ruch swoisty to w gruncie to samo. Podobnie Mili stawia pytanie, co zachodzi na Ziemi jako stałe następstwo obecności Księżyca w pobliżu Ziemi. Rad by wedle metody różnicy usunąć Księżyc, że jednak tego uczynić nie może, z niechęcią chwyta się suro- gatu, zestawiając przypadki różnych położeń Księżyca wobec Ziemi i towarzyszące im przypadki różnego kształtowania się przypływów i odpływów . Krytyka dotyczy również faktu, iż eksperyment oparty na kanonach indukcji nie uwzględnia interakcji czynników. Ostatnia okoliczność uniemożliwia kontrolę zmiennych niezależnych, zwłaszcza czynników stałych i zakłócających. Z powodu niedoskonałości koncepcji Milla J. Brzeziński proponuje nazywać eksperyment oparty na takim schemacie - ąuasi-eksperymentem, a planowanie wykorzystujące kanony indukcji -quasi-planowaniem eksperymentu9. 8.2. Nowe zasady planowania eksperymentów Empirystyczne nastawienie przyrodników doby nowożytnej umocniło w nauce pozycję badań eksperymentalnych. Jednocześnie w ciągu kilku stuleci ugruntowały się zasady intersubiektywnej sprawdzalności i komunikowalności efektów badań. Rósł także krytycyzm wobec metody. Eksperyment spełniać musiał właściwe danemu etapowi rozwoju nauki kryteria naukowości, dotyczące metody, liczby powtórzeń, dokumentacji, opracowania wyników itp. Największym bodaj zmianom uległa analiza statystyczna wyników badań. G.W. Cochran i inni stwierdzają, że w chwili obecnej badacze dysponują dobrymi teoriami statystycznymi dotyczącymi interpretacji wyników badań. Podejście to jest szczególnie istotne zwłaszcza w takich dziedzinach, jak: - zagadnienia procedury (ile razy powtarzać eksperyment, jak zmieniać czynniki, które z nich traktować jako zmienne, a które jako stałe itp.), 8 Tamże, s. 296. J. Brzeziński, Empiryczne kryteria istotności zmiennych, w: Odkrycie, abstrakcja, prawda, histo- G.W. Cochran, G.E.P. B o x, D.T. C a m p w e 11, Experimental Design, w: International Encyclo- ria a idealizacja, (red. A. Klawiter, L. Nowak), Warszawa-Poznań 1976. 1(1 G.W. Cochran, G.E.P. B o x, D.T. C a m p w e 11, Experime pedia of the Social Sciences, vol.V, The Macmillan Comp. Free Press, 1968 119 - zagadnienie interpretacji (oceny i porównania poszczególnych ekperymentów, ra chunku błędów itp,), - ogólna ocena metody eksperymentalnej; w każdym eksperymencie może znaleźć się ukryty błąd. Badania wykazują, że na każde 100 analogicznych eksperymentów przeprowadzonych kontrolnie w jednym laboratorium, 5 obarczonych jest błędnym wynikiem. Cytowani autorzy podkreślają również, iż ciągle nie dość uwzględnia się znaczenie statystyki w pierwszych etapach przygotowywania badań; w planowaniu eksperymentu oraz w czynności należącej już do jego wstępnych procedur - doborze prób do badań. Chodzi tutaj o uwzględnienie rozkładów statystycznych w badanej populacji, kwestię wielkości próby reprezentatywnej, sprawę losowego pobierania prób pewnych materiałów itp. Ogromnie istotne jest zachowanie odpowiedniości między sposobem zaplanowania eksperymentu a sposobem analizy wyników. Jak słusznie zauważa W.B.I. Beyeridge11, „statystykę trzeba brać w rachubę już przy planowaniu doświadczenia, gdyż w przeciwnym razie wyniki nie będą warte analizy statystycznej". Tymczasem ciągle jeszcze pozostawia się intuicji badacza etap postawienia zadań (łącznie z opisem danych o obiekcie), określenie zmiennych zależnych i niezależnych. Innym zagadnieniem jest zasadnicza zmiana typowej organizacji eksperymentu. Od czasów nowożytnych w nauce ustalił się pewien ideał postępowania badaw-czego, sformułowanego przez A. Comte'a jako: „wprowadzanie dwóch szeregów wypadków, które byłyby identyczne co do wszystkich okoliczności z wyjątkiem tej jednej, której wpływ pragniemy ocenić". Metoda ta, określona przez Milla jako kanon jedynej różnicy, nazywana jest „badaniem wpływu jednego czynnika", lub, w nowszej literaturze, „planem monoselekcyjnym". Metodę tę opisywał już F. Bacon, stosował ją Galileusz; miała ona z pewnością ogromne znaczenie dla systematycz-no-logicznej organizacji badań eksperymentalnych - i nadal je posiada. Jednakże wielu badaczy, wśród nich Z. Polański , podkreśla, że w ciągo 350 lat rozwoju metody naukowej dały o sobie znać nieznane dawnym badaczom okoliczności i ograniczenia, na przykład: 1) W nauce zaczęto badać układy coraz bardziej złożone. Liczba kombinacji war tości czynników badanych przekroczyła praktyczne możliwości realizowania ekspery mentów. Przykładowo: dla 10 wielkości, z których każda przyjmuje 10 wartości, możliwych jest 1010 zestawień wartości wynikowej z — F{x^, x2> ??•, *io)- Przebadanie wszystkich tych kombinacji metodą monoselekcyjną, nawet po 100 dziennie, musiałoby zająć 3,3 ? 105 lat! 2) Poważną okolicznością utrudniającą stosowanie klasycznych metod indukcyjnych jest interakcja czynników. Wpływ każdego czynnika xR na wartość wielkości czynnika wynikowego z zależy na ogół od wartości innych czynników, które nie są w badaniu uwzględnione, albo ich wpływ jest trudny do oszacowania. 3) Istnieją czynniki, których wartości nie można ustalić na stałym poziomie, czyn niki niemierzalne lub w ogóle badaczom nieznane. W.I.B. Beveridge, Sztuka badań naukowych, tł. L. Żebrowski, Warszawa 1960, s.36. A. C o m t e, Metoda pozytywna w szesnastu wykładach, tł. W.Wojciechowska, Kraków 1961. 13 Z. Polański, Współczesne metody badań doświadczalnych, Warszawa 1978, s. 10-18. w 120 Z wymienionych wyżej powodów coraz częściej w praktyce badawczej stosuje się różne warianty planowania eksperymentów, rozwiązujące owe trudności. Zagadnienia te wchodzą w skład tzw. matematycznej teorii eksperymentu. Używane są różne określenia tej teorii, np. planowanie hib programowanie eksperymentów. W języku angielskim występuje najczęściej określenie design of experiment, lub theory of experiment, w języku rosyjskim -płanirowka lub tieońja ekspierimientow. Nowoczesne idee planowania eksperymentu wywodzą się od R.A. Fishera , specja-lizująceg sięo w latach 1918-30 w uprawie roli w Rothmsted Experimental Station w Anglii. W planowaniu swoich prac eksperymentalnych Fisher zastosował na dużą skalę matematyczną metodę randomizacji, a w praktyce - metodę kompensowania wpływu zewnętrznych czynników zakłócających przebieg badanego procesu. Wysoko cenione są również dalsze innowacje zaproponowane przez R.A. Fishera: - zasada, iż analiza statystyczna wyników określana jest przez sposób, w jaki prze prowadzono eksperyment (m.in. przez sposób doboru prób); - koncepcja eksperymentowania czynnikowego (factorial experimentation, factor analysis), w którym bada się wpływ grup różnych czynników w pojedynczym ekspe rymencie zamiast przeprowadzania oddzielnych eksperymentów dla poszczególnych czynników. Ostatnia koncepcja stanowi największy bodaj przełom w dotychczasowym rozumieniu i stosowaniu praktyki eksperymentalnej. W.I.B. Beveridge ocenia zalety tej metody następująco: „Fisher uważa, że w przeszłości zbyt wielkie przypisywano znaczenie temu, by zmiana dotyczyła tylko jednego czynnika w każdym poszczególnym doświadczeniu i wykazuje, że korzystniej jest przewidzieć w planowaniu doświadczeń badanie większej ilości zmiennych jednocześnie. Odpowiednia technika matematyczna umożliwia traktowanie kilku zmiennych w jednym doświadczeniu, co nie tylko oszczędza czasu i wysiłku, lecz także daje więcej wiadomości niż szereg doświadczeń poświęconych badaniu każdej zmiennej z osobna. Więcej wiadomości otrzymuje się także dlatego, że każdy czynnik bada się w świetle rozmaitych okoliczności, a ponadto, że można wykryć wzajemne oddziaływania poszczególnych czynników. Tradycyjna metoda doświadczalnego izolowania pojedynczego czynnika powoduje poniekąd arbitralne ustalenie go i badanie w niesłusznie uproszczonych, ograniczonych warunkach". Nowe metody planowania eksperymentu znalazły zastosowanie w naukach przyrodniczych i w technice; w dziedzinach tych powstała już obszerna literatura przedmiotu16. Z metod tych korzysta również medycyna, psychologia, fizjologia i podobne dziedziny, w których naturalną cechą zjawisk jest ich uwikłanie w zróżnicowany zbiór czynników nie zawsze do końca rozpoznanych. Niektóre z tych dyscyplin - zwłaszcza psychologia - odkryły w nowym podejściu do eksperymentu szansę rozwiązania własnych trudności merytorycznych i metodologicznych. Psycholodzy byli autorami pionierskich prac17 14 Jedna z pierwszych prac Fishera dotyczących tej kwestii to: R.A. Fisher, Statistical Methods for Research Workers, Edinburgh 1930; podobne zagadnienia w rozwiniętej postaci przedstawia autor w: R.A. Fisher, The Design of Experiment, New York 1960. 15 W.I.B. Beveridge, Sztuka..., op. cit., s. 38. Porównaj np. W.W. N a 1 i m o w, N.A. Czernowa, Statystyczne metody planowania doświadczeń ekstremalnych, Warszawa 1967, z obszerną bibliografią. J.C. Townsend, Introduction to Experimental Methods for Psychology and the Social Sciences, New York, Toronto, London 1953; tamże obszerna bibliografia przedmiotu. 121 w okresie powstawania matematycznej teorii eksperymentu; „szkoła eksperymentalna", powstała na Zachodzie w latach pięćdziesiątych, jest do dzisiaj licznie reprezentowana i może poszczycić się wieloma sukcesami. 8.3. Wstęp do planowania eksperymentów - tworzenie modeli matematycznych Eksperyment matematyczny (komputerowy) oraz matematyczna teoria planowania eksperymentów posiadają istotną część wspólną - tworzenie modelu matematycznego. W pierwszym z tych przypadków model jest właściwym obiektem badań matematycznych, w drugim - wyjściową hipotezą umożliwiającą zaplanowanie badań realnych. Obiektem badań może być przedmiot lub układ przedmiotów, bądź też proces - zbiór zdarzeń związany z układem przedmiotów. Od czasu pionierskich prac N. Wienera i J.von Neumana lepiej zdajemy sobie sprawę z faktu, iż nawet przy niepełnej znajomości wewnętrznych mechanizmów obiektu można poznać zasady jego działania (sterowania). Jest to tzw. zasada czarnej skrzynki. Związek między zmienną wejściową a zbiorem zmiennych niezależnych znaleźć można przy założeniu, że nie muszą być znane „mechanizmy" systemu i elementarne procesy w nim zachodzące ani szczegółowa budowa układu. Zmieniając zbiór zmiennych, wykrywając eksperymentalnie zależności między wielkościami wejściowymi i wyjściowymi, próbujemy odkryć struktury (prawidłowości), tj. postacie rozwiązań zadane na zamierzonej przestrzeni obserwacji. Struktury te są kluczem do statystycznego opisu makrozachowań obiektów i podstawą wnikania w ich wewnętrzne mechanizmy. Obiekty badań charakteryzuje się za pomocą właściwych dla nich wielkości (fizycznych, chemicznych, biologicznych, ekonomicznych itp.). Między wielkościami mogą występować związki i zależności o charakterze przyczynowo-skutkowym, których opis matematyczny nazywa się modelem matematycznym obiektu badań. Stosuje się przy tym następujące oznaczenia: A lub {oC[,a2,...,ocn} - zbiór wielkości charakteryzujących obiekt, Fz (dj, 0C2, ..., oc„) = 0 -jakościowy model matematyczny obiektu badań. Określenie zbioru wielkości a„ oraz jakościowego modelu matematycznego posiada zasadnicze znaczenie. Tylko wielkości w nich uwzględnione będą badane eksperymentalnie. Jeżeli popełniono błąd w wyborze wielkości an, to powstanie również nieadekwatny model matematyczny obiektu, nawet gdy R, będzie dana już w postaci analitycznej. Obowiązuje tutaj warunek, że zbiór wielkości an to zbiór zupełny, charakteryzujący jednoznacznie obiekt badań, a wielkości 0C[, o^,..., Ct„ są wzajemnie niezależne, czyli żadna nie może być wyznaczana na podstawie innej. Wyboru i oszacowania wielkości a dokonuje się na drodze merytorycznej analizy teoretycznej, właściwej poszczególnym dyscyplinom (fizyce, chemii itp.). Kolejną czynnością modelowania jest klasyfikacja wielkości charakteryzujących obiekt badań. Czynność ta wymaga również doskonałej znajomości odpowiedniej dyscypliny wiedzy. Wielkości, o których mowa, dzieli się następująco: T 122 1) wielkości wejściowe (niezależne, czynniki badane) xf, x2, ???, xk, ...,x(-, których wartości dobiera się w trakcie eksperymentu; 2) wielkości wyjściowe (wynikowe, zależne), Z[, z2, ???, zp, —, zw, których wartości stanowią wyniki pomiarów zależnych od ustalonych w planie eksperymentu wartości wielkości wejściowych; 3) wielkości (czynniki) stałe ej, c2, ..., cr których wartość w trakcie eksperymentu (lub w ogóle) nie ulega zmianie; 4) wielkości (czynniki) zakłócające hx, h2, ..., hz, które mogą być: - znane i mierzalne, lecz z rozmysłem pomijane; - znane, lecz niemierzalne; - nieznane, w przypadkowy i bliżej nieokreślony sposób wpływające na badany proces. Istnieje umowa, że wielkości stałe wyłącza się z zapisu relacji opisującej jakościowy model obiektu badań. Przyjmując, że wielkości wejściowe są wielkościami losowymi, w schematycznym zapisie Fz można pominąć wielkości zakłócające. Relacja Fz przyjmuje wtedy postać: Fz = (xh x2,..., zj, z2,..., zw) = 0. Następnie dokonuje się dekompozycji modelu obiektu badań polegającej na formalnym utworzeniu w obiektów badań, z których każdy charakteryzowany jest tylko jedną relacją: Fzl =(xvx2,...,xhzj) = O Fz2 = {x{,x2, ...,*, z2) = 0 Fzw = (xx,x2,...,xi,zw) = 0. Ostatni zapis przedstawia ciąg operacji ściśle formalnych, niezależnych od sposobu prowadzenia badań. Przyjęcie oznaczenia z = Z„ dla p = 1, 2,..., w, określa nową, uogólnioną relację: z = F(xx,x2,..., x;). Funkcję tę nazywamy funkcją obiektu badań (funkcją obiektu, funkcją odpowiedzi, funkcją aproksymującą). Nie jest ona jeszcze pełnym modelem matematycznym obiektu badań. Funkcję obiektu badań można wyznaczyć jako zależność aproksymującą (przybliżającą) wyniki pomiarów; może ona pozostać w swej postaci przybliżonej, spełniając pewne cele praktyczne, np. potrzeby optymalizacji eksperymentu. Przekształcenie jej we właściwy model matematyczny wymaga weryfikacji tej funkcji w świetle podstawowych praw danej nauki. Funkcja aproksymującą (w postaci rozwiniętej lub skróconej) podlega przy tym przekształceniom obrazującym w sposób matematyczny zależności przyczynowo-skutkowe w obrębie badanego zjawiska. Wśród typowych modeli matematycznych obiektów badań Z. Polański wyróżnia następujące: a) ze względu na zależność od czasu - dynamiczne i statyczne, Z. Polański, Planowanie doświadczeń w technice, Warszawa 1984, s. 26. 123 b) ze względu na udział zjawisk losowych - losowe i deterministyczne (okresowe i nieokresowe). W obu podgrupach możliwe są dalsze podziały: a) ze względu na możliwość superpozycji - liniowe i nieliniowe, b) ze względu na liczbę czynników a, czyli A (i + w) - jednowejściowe i jedno- wyjściowe (elementarne); wielowejściowe i jednowyjściowe; wielowejściowe i wielo- wyjściowe. Jeżeli utworzony model matematyczny zjawiska opiera się na dobrze znanych nauce podstawach teoretycznych, można go bezzwłocznie poddać weryfikacji eksperymentalnej . Zdarza się jednak często, że podstawy teoretyczne zjawiska są nieznane lub zjawiska występujące w obiekcie są szczególnie złożone. Badacz może wówczas obrać inną drogę postępowania: 1) poprzestać na jakościowym modelu obiektu badań Fz (a{, ..., ocn) = 0; 2) opracować plan eksperymentu; 3) przeprowadzić eksperyment; 4) przeanalizować wyniki; 5) uzyskać funkcję obiektu badań z = F (*[, x2,..., *,•); 6) podjąć próbę ustalenia modelu matematycznego. Funkcję obiektu badań (którą można nazwać modelem roboczym) aproksymuje się za pomocą wielomianów różnej postaci. Dla obiektu elementarnego (jednowejściowo--jednowyjściowego) typowym sposobem postępowania jest aproksymacja wielomianem postaci: Zazwyczaj dąży się do stosowania wielomianów drugiego, najwyżej trzeciego stopnia. Zwykle stosowane są wielomiany i operacje typowe: wielomiany Czebyszewa, metoda najmniejszych kwadratów, interpolacja wzorami Lagrangca. W najczęstszym użyciu pozostają wielomiany algebraiczne, a dla funkcji okresowych - trygonometryczne. Zastosowanie wielomianów jako przybliżeń funkcji obiektu badań posiada szereg zalet. Są one często postacią rozwiązań pewnych równań różniczkowych oraz występują w rozwinięciach funkcji w szeregi potęgowe Taylora, MacLaurina i inne. Postać wielomianu można uwzględnić jako jedną z postaci modelu matematycznego obiektu badań. Często tworzy się modele matematyczne nie tylko w celach poznawczych, ale i dla ich praktycznego zastosowania. Najczęstszym zastosowaniem, opisanym w podrozdz. 7.3, jest „symulacja komputerowa obiektu badań", sterowanie obiektem badań oraz optymalizacja (obiektu, procesu) - czyli rozmaite postacie eksperymentu komputerowego. Sterowanie i optymalizacja są szczególnie często przeprowadzane w naukach technicznych i doczekały się systematycznych opracowań . Tworzeniu modeli matematycznych, zarówno końcowych, jak roboczych, powinna towarzyszyć daleko idąca ostrożność badawcza. Model utworzony na drodze badań doświadczalnych może odzwierciedlać jedynie przypadkową korelację statystyczną, nie zaś rzeczywistą zależność przyczynowo-skutkową. Nie można bez dokonania głębszej Por. np. S.Ł. Achnazarowa, W.W. Kafarow, Optymalizacja eksperymentu w chemii i technologii chemicznej, tt. A. Kość, i. Przyiuski, C. Różycki, Warszawa 1982. 124 analizy teoretycznej ekstrapolować modelu uzyskanego doświadczalnie, na obszary przekraczające zakres warunków, w których przeprowadzono badania. Należy również pamiętać - o czym pouczali już Mach i Einstein - że model jako funkcja matematyczna, może podlegać przekształceniom matematycznym, których poszczególne etapy mogą pozostawać w sprzeczności z fizycznym sensem tych operacji. Mimo iż w przedstawionym wyżej zarysie, jak i w wielu opracowaniach podręcznikowych metody modelowania matematycznego pokazane są jako dość proste, metodzie tej daleko do algorytmizacji. Wielu badaczy uznaje, iż zasady ogólne i wskazówki ogólnie orientujące są tutaj niezmiernie przydatne; niezbędna jest, oczywiście, znajomość teorii danej dyscypliny badawczej, matematyki, technik komputerowych - oraz, jak zawsze, sztuki eksperymentu realnego. P.L. Kapica analizuje przykład projektowania pewnych stopów metalicznych o optymalnych dla celów technicznych własnościach. W tym konkretnym zadaniu badawczym dają znać o sobie istotne ograniczenia metody eksperymentalnej: realnej i komputerowej, modelowania matematycznego i planowania eksperymentu. W skład stopów wchodzi od kilkunastu do kilkudziesięciu pierwiastków. Jeżeli opis własności jednego pierwiastka zajmuje jedną stronę, dla opisu stopu dwuskładnikowego trzeba już 103 stron, dla trójskładnikowego -10 stron, itd. Jeżeli rozważać odmiany stopów o zróżnicowanym składzie procentowym, liczby te rosną jeszcze szybciej... Empiryczna metoda badań systematycznych jako pierwsza natrafia na swoje naturalne ograniczenia. Metody planowania eksperymentów sprawdzają się dla 4-5 składników, lecz dla większej ich liczby są mało skuteczne. Komputery mogą przyspieszyć procesy obliczeniowe w fazie planowania składu, szacowania własności i analizy danych, ale nie mogą wynaleźć optymalnego stopu o zadanych własnościach, gdyż nie istnieje matematyczna teoria stopów wieloskładnikowych. Czy nie lepiej więc zaniechać ścisłych badań i zdać się na szczęśliwy traf, na intuicję badacza? P.L. Kapica21 odpowiada następująco: „Wieloskładnikowe stopy, być może, zostały wynalezione przypadkowo. Najprawdopodobniej intuicyjnie, »na węch« utalentowanego uczonego, który, jak znakomity kucharz, umie smaczniej gotować od innych. Jeżeli jest intuicja, oznacza to, że jest i prawidłowość. Zadaniem nauki jest wyjaśnienie tych prawidłowości. Metody pozwalającej rozwiązywać takie złożone problemy jeszcze nie wynaleziono i to jest oczywiście jednym z problemów na przyszłość''. 8.4. Matematyczne plany eksperymentów Podstawą planowania eksperymentów są procedury eksperymentu matematycznego, szczególnie zaś modelowanie matematyczne. W planowaniu eksperymentu potrzebna jest, poza modelem, także spora doza realizmu nakazująca uwzględniać rzeczywiste warunki, w jakich przebiegać będą badania realne. Badacz zatem powinien mieć na uwadze możliwość eksperymentowania na obiekcie w przyjętym przedziale wartości wielkości charakteryzujących obiekt; winien także zwrócić uwagę na możliwość badań przy pew- 2" P.L. Kapica, Eksperyment, teoria, praktyka, tł. J. Kempa, Warszawa 1987, s. 395 - 396. 21 Tamże, s. 396. 125 nych, nawet granicznych (ekstremalnych) skojarzeniach wartości kilku lub nawet wszystkich wielkości wejściowych. W praktyce każdy z tych warunków (a zwłaszcza oba łącznie) mogą być trudne do spełnienia, gdyż zakładają istnienie pewnej wiedzy o obiekcie, której badacz „nie powinien" posiadać przed przeprowadzeniem eksperymentu. W praktyce jednak wszyscy badacze - lepiej lub gorzej - rozwiązują ten paradoks. Sam paradoks zresztą wydaje się pozorny. W jego rozwiązaniu biorą udział nie tylko przesłanki logiczne i teoretyczne dotyczące ściśle przedmiotu badań. Bierze w nim udział także całość posiadanej przez badacza wiedzy, doświadczenie zawodowe, znajomość „sztuki" eksperymentowania oraz instrumentarium badawczego, intuicja naukowa i wyczucie przedmiotu badań. Jeżeli czynniki te okażą się niewystarczające, stosuje się rozmaite rodzaje eksperymentów wstępnych metodą „prób i błędów" lub „prób wyrywkowych". Ich celem jest zdobycie rozeznania co do zachowania się obiektu lub funkcjonowania aparatu w pewnych skojarzonych zakresach parametrów minimalno-maksymalnych. Celem tych prób jest uniknięcie takich wypadków, jak wybuch, zniszczenie cennej próbki, przeciążenie lub uszkodzenie aparatu itp. Plany eksperymentów stosowane w praktyce badawczej bywają bardzo zróżnicowane. Pełna ich klasyfikacja jest wielostopniowa i obejmuje kilkadziesiąt rodzajów planów. Poprzestańmy zatem na klasyfikacji mniej rozbudowanej, podanej przez Z. Polańskiego : Plany doświadczeń - statyczne zdeterminowane randomizowane dynamiczne - opty mali zacyj ne kompletne blokowe kwadraty specjalne sekwencyjne ekstremalne adaptacyjne Klasyfikacja planów eksperymentalnych oparta jest w dużej mierze na klasyfikacji modeli matematycznych będących ich podstawą, a przede wszystkim na charakterystyce obiektów. A zatem plany statyczne odnoszą się do statycznych (czasowo niezależnych) obiektów badań, dynamiczne - do obiektów zmieniających się w czasie. W przypadku planów zdeterminowanych i randomizowanych wszystkie układy wartości wielkości wejściowych zostają ustalone przed rozpoczęciem badań eksperymentalnych (arbitralnie lub losowo) i w trakcie ich realizacji nie ulegają zmianie. Natomiast plany optymalizacyjne tworzy się na zasadzie pewnej procedury iteracyjnej. Przed rozpoczęciem badań określa się: - ograniczoną liczbę układów wartości wielkości wejściowych (układy centralne), - algorytm (procedurę) analizy wyników pomiarów umożliwiających następujące po sobie określenia dalszych układów. Plan optymalizacyjny dzieli się zatem na powtarzające się sekwencje: " S. W ó j c i c k i, Zasady eksperymentu, Warszawa 1972; por. rozdz. 5 niniejszej pracy. Z. Polański, Planowanie..., op.cit., s. 26 - 31. 126 I. Przyjęcie układów początkowych (centralnych) Realizację pomiarów i analizę wyników II. Przyjęcie nowych układów Pomiary i analiza wynjków itd. Nie próbując w tym miejscu szczegółowo analizować zasad matematycznych, na których opierają się powyższe plany organizacji eksperymentu, dokonam porównania tych planów pod względem ich przydatności, informatywności i okoliczności zastosowania. Kierować się przy tym będę pracami Z. Polańskiego24, W. Hellera2 , W.S. Tiuchtina i S.N. Wowka26. Plany zdeterminowane zestawiają kompletne (tzn. wszystkie możliwe) wartości czynników badanych wedle zasady „każdy z każdym". Operatywny aspekt tych planów to możliwość „zagęszczania" wartości czynników badanych w obszarach funkcji ważnych ze względu na szczególne zachowanie się obiektu. Plany zdeterminowane są bardzo informatywne. Dają maksimum informacji możliwej do uzyskania na drodze badań eksperymentalnych. Uwzględniają ponadto interakcje między czynnikami; w modelach matematycznych interakcje te odzwierciedla się za pomocą wielomianów wyższych stopni. Plany zdeterminowane jednoczynnikowe dają w efekcie sumę k pojedynczych funkcji obiektu badań fk (xk). Były i są często stosowane jako stosunkowo proste i wymagające niewielkiej liczby układów eksperymentalnych. Mogą jednak dawać błędne wyniki, jeżeli źle dobrano tzw. wielkości centralne (wartości wielkości, wokół których koncentruje się przebieg eksperymentu). W planach zdeterminowanych wieloczynnikowych struktura planu odgrywa rolę nadrzędną i do niej dostosowuje się zbiór wielkości wejściowych. Zakres wartości ustala się według danych teoretycznych, a ich dyskretyzację - według planu. Podstawowych rodzajów tych planów - ortogonalnych, rotatabilnych i optymalnych - nie będę tutaj omawiać. Zorganizowane są one według odmiennych zasad matematycznych. Stosuje się je dla układów, w których wartości wszystkich czynników jednocześnie ulegają zmianie. W niektórych z nich zagwarantowana jest stała adekwatność modelu w stosunku do obiektu badań (ewentualny błąd ma wartość stałą). We wszystkich układach zdeterminowanych układ czynników podyktowany jest wiedzą o zależnościach przyczynowych występujących w badanym obiekcie. Podstawą stosowania metody statystycznej są cechy pomiarów i ich powtarzalność. Plany zdeterminowane odnosi się do układów również zdeterminowanych, działających według praw przyczynowych. Z kolei plany randomizowane odnosi się do układów złożonych ale „źle zorganizowanych" (o dyfuzyjnym typie organizacji lub o zależnościach nieliniowych pomiędzy głównymi parametrami). Układy czynników są ustalone w sposób mniej lub bardziej losowy. Samo „ulosowienie" układu czynników jest podstawą metody statystycznej; dochodzą doń okoliczności wynikające z błędu pomiaru i jego powtarzania. Plany ran- 24 Z. P o 1 a ń s k i, Planowanie..., op. cit. 25 W. H e 11 e r, Rozwój metod planowania..., op. cit. 26 W.S. T i u c h t i n, S.N. W o w k, O gnosieołogiczeskom statusie matiematiczeskoj tieorii ekspieri- mienta, w: Ekspierimient, modiel, tieorija (praca zbiór.), Moskwa-Berlin 1982. 127 domizowane stosowane są w przypadku, gdy istnieje duże prawdopodobieństwo zakłócenia zjawisk lub obiektu badanego (na przykład przez oddziaływanie nieznanych wielkości zakłócających H (h{, h2, ..., hn), czyli wtedy, gdy nieznane są przyczyny zakłóceń. Poszczególnym „jednostkom doświadczalnym" przyporządkowuje się (według tablic liczb losowych) określone wartości czynnika badanego x oraz liczbę powtórzeń. Jeżeli występują inne jeszcze wielkości wejściowe, to ich losowy układ czyni losowym także wpływ wielkości zakłócających. Następuje zatem zamiana ewentualnego ukierunkowanego wpływu zakłóceń na wpływ nieukierunkowany (losowy). Plany randomizowane złożone (blokowe, kwadraty łacińskie, grecko-łacińskie itp.) stosuje się dla bardziej skomplikowanych układów eksperymentalnych, w których występują dwa lub więcej czynników wejściowych. Podstawowymi „jednostkami operacyjnymi" są w nich plany randomizowane kompletne zastosowane do wybranych losowo układów wielkości. Istotnym założeniem jest, aby między wielkościami reprezentującymi wiersze i kolumny nie było interakcji, to znaczy aby zależności odzwierciedlały model liniowy. Założenie to - co jest ogromnie cenną okolicznością - może być weryfikowane poprzez analizę statystyczną tak zwanych układów parałelnych. Weryfikacja ta bywa często drugim - obok oceny istotności wpływu czynników - celem planowanych badań eksperymentalnych. Randomizacja podnosi reprezentatywność wyboru i obiektywność eksperymentu; wnosi bowiem „z zewnątrz" regularność nie mającą miejsca w rzeczywistości. Wielu badaczy podkreśla dzisiaj duże znaczenie, jakie dla sprawdzania wiedzy mają prawidłowo pod względem metody przeprowadzone eksperymenty. Kryteria zróżnicowania i wzajemnej niezależności danych doświadczalnych są w tym sprawdzaniu ogromnie istotne. Chodzi tutaj na przykład o reprezentatywność próby pozwalającej sprawdzić prawo w całym zakresie jego domniemanej stosowalności. Rozpatrywane pod tym względem plany zdeterminowane ściślej niż randomizowane odtwarzają własności obiektu. Problemem badawczym jest jednak duża ilość układów, prowadząca do dużej liczby pomiarów. Plany jednoczynnikowe, chociaż stosowane od dawna i stosunkowo proste, są najmniej korzystne: zapewniają niski stopień ścisłości, niski stopień niezależności i zróżnicowania danych. Charakterystyki te można udoskonalić w eksperymencie wieloczynnikowym. W eksperymencie klasycznym najpierw ustala się wartości czynników, co do których zakłada się, że są istotne dla obiektu. W planie wieloczynnikowym randomizacyjnym nadrzędną rolę odgrywa plan i cele, które dzięki niemu badacz pragnie zrealizować. Aby zapewnić ścisłość (dokładne odtworzenie funkcji obiektu badań) przed eksperymentem ustala się tylko zakresy wartości wielkości; ich dyskretyzacja zależy od rodzaju planu i sposobu badania obiektu. Wszystkie plany randomizowane zapewniają znaczny, chociaż zróżnicowany stopień niezależności rozpatrywanych danych eksperymentalnych. Zróżnicowanie to daje możliwość weryfikacji istotności wpływu dowolnych czynników badanych. Jak zawsze jednak w gestii badacza pozostaje trafność oceny i wyboru, umiejętność wydzielenia potrzebnej informacji i odrzucenia błędnej - zarówno w płaszczyźnie empirycznej, jak i teoretycznej. 9. Paradoksy i dylematy eksperymentowania Niewiele są warte zarówno gola ręka, jak i sam sobie pozostawiony rozum. Dzieł dokonywa się przy pomocy narzędzi i środków pomocniczych; w nie mniejszym stopniu potrzeba ich rozumowi, niż ręce. I rzeczywiście, jak narzędzia ręki powodują ruch albo nim kierują, tak też narzędzia umysłu wspierają rozum, albo go chronią. F. Bacon 9.1. Uwagi wstępne Paradoks określa się2 jako podane w oryginalnej, błyskotliwej formie twierdzenie sprzeczne (czasem tylko pozornie) z tym, co jest ogólnie uznane za prawdę; często za paradoks uważa się takie rozumowanie, w którym pozornie poprawne założenia prowadzą do sprzeczności i fałszu. Eksperymentowanie jako działalność, i eksperyment jako zespół czynności - są wieloaspektowymi typami działań. Sama struktura eksperymentu (por. podrozdz. 5.2.) zawiera element przedmiotowy i podmiotowy, teoretyczny i praktyczny; w działalności tej spotykają się ze sobą „sztuka" i „technika" badawcza, spontaniczność działań -z planowaniem eksperymentów. W świadomości badacza przedmiot realny sąsiaduje z przedmiotem idealnym. Obiekty i zjawiska świata przyrody, a zatem „naturalne", badane są w warunkach i urządzeniach sztucznie wykreowanych. Badanie mikroobiektów w eksperymentach nowoczesnej fizyki kryje w sobie pewien paradoks, który można byłoby nazwać „paradoksem skali". Eksperymenty na mikroobiektach są mianowicie z reguły eksperymentami wielkoskalowymi. Praca wielkich akceleratorów, cyklotronów, synchrotronów itp. wymaga zaplecza o wielkości dużego zakładu przemysłowego, a przygotowanie urządzeń do pracy - sporych nakładów finansowych i zatrudnienia licznego zespołu badaczy. Wyjaśnienie tego paradoksu 1 F. B a c o n, Novum Organum, tł. J. Wikarjak, Warszawa 1955, s. 57. 2 Por. T. Kopaliński, Słownik wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych, Warszawa 1988, s. 378. 129 wydaje się dość proste: informacji o strukturze mikroobiektów (atomów, jąder atomowych) strzegą siły elektronowo-jądrowe i wewnątrzjądrowe; im głębiej ukryta jest tajemnica przyrody, którą chcemy w badaniu ujawnić, tym większych nakładów pracy wymaga jej wydobycie. Możliwości budowania błyskotliwych paradoksów o eksperymentowaniu jest sporo; co więcej, ujmując rzecz w sposób paradoksalny, ta obfitość paradoksów istniejących i możliwych wyraża pewną istotną cechę dyskutowanej formy badań. Wielość paradoksalnych sformułowań ujawnia rozliczne oblicza eksperymentu, wielość jego aspektów, złożoność tej formy badań. Pozostaje mieć nadzieję, że rozwikłanie niektórych z tych paradoksów rozjaśni także pojęcie eksperymentu, ujawni pewne głębsze pokłady jego struktury. Przedstawię tutaj, jako przykłady, dwa paradoksy (deformacji i sztuczności), korespondujące z treściami tej pracy. Osobne zagadnienie stanowią paradoksy eksperymentu myślowego. Główną ich oś stanowią punkty, w których myśl styka się ze światem realnych zjawisk. Ponieważ paradoksy eksperymentu myślowego nie znajdują często rozwiązania w postaci oczywistych wyników praktyki eksperymentalnej, sposób podejścia do nich wyznacza perspektywa filozoficzna, w jakiej są postrzegane. Mimo tych trudności, eksperymenty myślowe właśnie przyczyniają się do rozwiązania wielu sprzeczności naukowego myślenia teoretycznego ... O ile paradoksy niepokoją filozofów, o tyle dylematy eksperymentowania dotyczą istotnych, realnych trudności wyboru, przed którymi staje badacz lub cała nauka, we wszystkich swoich treściach. Podstawowym dylematem nauki naszych czasów, nauki z ogromnie rozbudowanym frontem badań empirycznych, jest zagadnienie podstawowe: co badać, a czego nie badać? Zagadnienie to rozpatrywać można na płaszczyźnie etycznej jako dotyczące losów całej ludzkości (badania nad energią jądrową lub inżynierią genetyczną), ekonomicznej (ponoszone nakłady i spodziewany zwrot kosztów badań), społecznej, edukacyjnej, medycznej - i wreszcie czysto poznawczej. Jest rzeczą oczywistą, że w zarządzaniu i finansowaniu nauki ścierać się ze sobą muszą przeciwstawne racje oraz, że konsekwencje podejmowanych decyzji mogą być nieprzewidywalne. Tego rodzaju rozważania wymagałyby jednak odrębnego studium. Tutaj ograniczę się do ukazania jednostkowego i szczegółowego, lecz dość powszechnego dylematu, przed którym stają eksperymentujący badacze. Nie od rzeczy będzie tutaj przypomnieć dinglerowski decernizm zakładający, że istotne decyzje co do sposobu prowadzenia badań, ich interpretacji itp. zależą w ostatecznej instancji od decyzji badacza. Świadomość tego, że w badaniach naukowych nie sposób uniknąć wyborów, jak się wydaje, systematycznie rośnie. Współcześnie kwestie te są przedmiotem dociekań tzw. teorii decyzji; w odniesieniu do badań empirycznych zagadnienia te podejmuje np. R.L. Ackoff3. Umiejętność podejmowania trafnych decyzji jest w istocie jednym z najważniejszych elementów sztuki eksperymentalnej. W mojej pracy kwestia ta pojawiała się już niejednokrotnie (odnośnie wyboru modeli matematycznych lub decyzji o zakończeniu eksperymentu). W tym rozdziale przedstawię ją bliżej jako zagadnienie doboru optymalnych dla danego celu środków badawczych. 3 A c k o f f, Decyzje optymalne w badaniach stosowanych, tł.B. Walentynowicz, Warszawa 1969. 130 9.2. Paradoks deformacji Wydawać by się mogło, że z punktu widzenia realistycznie zorientowanej epistemologii obserwacja powinna być lepszym i bardziej obiektywnym narzędziem poznania niż eksperyment. Dostarcza ona bowiem obiektywnej wiedzy o stanie przyrody, o niezakłóconym przebiegu jej procesów, pomaga odkryć czysty obraz jej zjawisk. Dlaczego więc sądzi się mimo wszystko, że eksperyment ujawnia głębszą prawdę o przyrodzie niż naj-staranniejsza nawet obserwacja? Problem tak sformułowany nazwę paradoksem deformacji. Rozważania nad podobnym paradoksem przedstawia J. Such . Autor, ujmując ludzkie poznanie z punktu widzenia praktyki, w następujących słowach formułuje wspomniany paradoks: „Dlaczego poznajemy lepiej działając, przekształcając rzeczywistość, skoro - stojąc na gruncie realizmu teoriopoznawczego, (...) musimy się zgodzić, że zadaniem poznania jest docieranie do „prawdy przedmiotowej", obiektywnej, a przeto kopiowanie rzeczywistości w możliwie „czystej postaci", bez subiektywnych wtrętów, a zwłaszcza zniekształceń ze strony podmiotu poznającego. Jest to w rzeczywistości paradoks badań eksperymentalnych: dlaczego eksperyment - jako procedura badawcza -wykazuje przewagę nad zwykłą obserwacją, skoro eksperyment modyfikuje przebieg badanych zjawisk, a obserwacja nie, celem zaś poznania jest odtwarzanie myślowe obiektywnej rzeczywistości"5. Można poszukiwać krótszych, bądź bardziej rozbudowanych rozwiązań tego paradoksu. Mówiąc krótko, obserwacja, chociaż drobiazgowa, bywa zazwyczaj powierzchowna; eksperyment pozwala odkryć głębsze, istotnościowe aspekty przyrody. J. Such rozwiązuje ten paradoks przez ujawnienie dwuaspektowości ludzkiego poznania: „kontemplacyjnego" charakteru metody obserwacyjnej i aktywistycznego charakteru poznania poprzez praktykę. Eksperyment służy wszechstronności poznania: przekształcając przyrodę badacz odsłania jej nowe własności i aspekty empiryczne. Nie udałoby się ich odkryć bez ludzkiego działania, bez praktyki eksperymentalnej. Bierny obserwator, w szczególności, nie byłby w stanie przyswoić sobie takiego aspektu przyrody jak „(...) jej dynamika, tkwiąca w niej siła, determinacja jej procesów rozwojowych". Wiedza ludzka kształtowana tylko i wyłącznie w wyniku obserwacji byłaby „bierna jak sam obserwator", a ewentualnie obserwowane przemiany „(...) wyglądałyby na chimery i widziadła raczej, niż na realne i głębokie przemiany w samej strukturze rzeczy, odsłaniające jej prawdziwą dynamiczną naturę . J. Such zauważa dalej, że poznanie aktywne, związane z przekształcaniem (w mojej terminologii - deformacją) obiektów, jest domeną wybitnie ludzką, zaś poznanie pasywne, związane z przystosowaniem do przyrody - domeną zwierząt. Warto zwrócić uwagę na zbieżność argumentów dialektycznej teorii poznania i argumentów ze sfery intewening, dostarczanych przez nowy ekspery-mentalizm. Ponadto argumentacja J. Sucha podważa pozytywistyczną wizję eksperymentu, zwłaszcza w wersji E. Macha (por. rozdz. 2 i 6). Wydaje się, że niewielu badaczy uświadamia sobie istnienie i sens paradoksu deformacji. Istnieje on w świadomości uczonych w postaci ukrytej, nie zwerbalizowanej, J. S u c h, Rola praktyki i doświadczenia w procesie sprawdzania wiedzy w naukach przyrodniczych i społecznych, „Panta Rei" III, Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk-Łódź 1988. 5 Tamże, s. 36. 6 Tamże, s. 37. 7 Tamże, s. 37. 131 domagając się określonego doń stosunku. Wielu badaczy poszukujących czynników przewagi eksperymentu nad innymi metodami empirycznymi de facto rozwiązuje ów paradoks. Postępuje w ten sposób np. A. Sułek8, wyliczając, dzięki jakim czynnikom eksperyment przewyższa obserwacyjną metodę badań: -jest on dobrym narzędziem sprawdzania hipotez przyczynowych. Celowa manipulacja obiektem powoduje zmiany, których sens przyczynowy badacz ocenia i kontroluje; - eksperyment upraszcza złożoną rzeczywistość i ukazuje jej związki w stanie czy stym, wolne od zakłóceń, łatwe w obserwacji; - wzbogaca doświadczenie, zwiększa zróżnicowanie zjawisk, i to w kierunkach zgodnych z logiką i potrzebami badania; - podnosi wartość i obiektywność obserwacji i opisu zjawisk; -pozwala na empiryczną interpretację pojęć teoretycznych; ponieważ w eksperymencie badacz posługuje się rzeczami, a nie słowami, nie może prześlizgiwać się nad trudnościami pojęciowymi; - w szczególnie skuteczny sposób eksperyment umożliwia zrealizowanie postulatu intersubiektywnej kontroli badań. F. Bacon pisał: ,,(...) natura rzeczy w większym stopniu się zdradza pod wpływem udręczeń doznawanych ze strony sztuki, niż w stanie swej naturalnej wolności . Klasyk metodologii eksperymentu odkrył zatem również rozwiązanie „paradoksu deformacji". Nietrudno zauważyć, że zastosowanie eksperymentów w nauce nowożytnej rozwiało wiele błędnych przekonań, właściwych potocznej, a także naukowej lecz powierzchownej obserwacji. Arystoteles i starożytni mędrcy, uczeni europejscy do czasów Galileusza, dzieci i dorośli w potocznej obserwacji przekonani byli - i bywają - że ciała cięższe spadają szybciej, a ciała lekkie - wolniej. Obserwacja często zatem bywa „powierzchowna", eksperyment zaś - „głęboki", obserwacja uwikłana w czynniki uboczne, eksperyment zaś - idealizuje zjawisko; obserwacja odnosi się często do zjawisk unikalnych, eksperyment, jak twierdzi Hacking, „stabilizuje i utrwala" zjawiska; metoda obserwacji dotyczy stanów rzeczy zastanych, eksperyment stany takie kreuje. Wszystkie swoje przewagi nad metodą obserwacyjną zawdzięcza eksperyment wykonaniu przez badaczy ogromnej pracy myślowej i realnej. Eksperymentalna penetracja rzeczywistości odbywa się kosztem wytężonej pracy całych zespołów badawczych i podobnie wielkich nakładów finansowych, energetycznych, materiałowych i technicznych. Ten aspekt eksperymentowania jest pomijany w pierwotnym sformułowaniu paradoksu, a on właśnie wydaje się kluczem do rozwiązania „paradoksu deformacji". 9.3. Paradoks sztuczności Z paradoksem deformacji wiąże się kolejny, który można byłoby określić jako paradoks sztuczności. Oba paradoksy łączy fakt, iż badanie zjawisk w stanie niezdeformo-wanym lub naturalnym wiąże się zazwyczaj z obserwacją (eksperymentem naturalnym), natomiast zjawiska i stany rzeczy „zdeformowane", „wymuszone" i „sztuczne" bada się w urządzeniach eksperymentalnych w warunkach bardziej lub mniej odbiegających od naturalnych. Zderzenie przekonania o wyższości porządku natury nad sztucznym po- 8 A. S u ł e k, w: Filozofia a nauka, Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk-Łódź 1987, s. 132. F. B a c o n, Novum Organum, op. cit. s. 36. 132 rządkiem eksperymentu rodzić może szereg pytań stanowiących treść paradoksu sztuczności. Należą do nich takie oto zagadnienia: 1. Czy - i w jakiej mierze - zjawiska naturalne można badać metodami sztucznymi? 2. Czy - i na jakiej zasadzie - wyniki badania sztucznych zjawisk można przenosić ponownie w dziedzinę zjawisk naturalnych? 3. Czy eksperyment, jako dziedzina sztuki ludzkiej, produkuje zjawiska z istoty swej sztuczne? Jakiego rodzaju jest to sztuczność? Pytanie to przybrać może postać bardziej ogólną: czy cała nauka wytwarza wiedzę i prawdę naukową z zasady swej sztuczną? Czy nauka jest „sztuczna"? 4. Powyższy problem można rozważać w wersji zawężonej do przypadku sztuczno ści związanej z funkcjonowaniem aparatury badawczej. Chodzi tutaj o problem oceny rzetelności pracy instrumentów i aparatów, jeśli ich częstą „przypadłością" jest produ kowanie artefaktów (por. § 1.4.3). Dwa pierwsze pytania posiadają w historii myśli ludzkiej tradycję sięgającą starożytności. Arystoteles, jak wiadomo, dzielił procesy i ruchy na naturalne (właściwe przyrodzie) oraz na sztuczne (wymuszone). Padający na ziemię kamień, ogień lub dym idący w górę, ku eterowi - wykonują ruchy naturalne. Podjęty z ziemi i podrzucony kamień, wóz ciągnięty przez konia, ciężar podnoszony za pomocą dźwigni - to przykłady ruchów wymuszonych. Teoria ruchów wymuszonych, zauważa A.W. Achutin , była dziedziną ludzkiej praktyki, techniki, rzemiosła; stawiała sobie własne i różne od przyrodniczych cele. Tworzyła własne zadania poznawcze. Podział świata na „naturalny" i „sztuczny" nie odbywał się jednak bez sprzeczności. Już wtedy bowiem powstawały pytania, czy istnieje coś wspólnego między ludzką mechaniką a fizyką naturalną? Czy trzeba zakładać dwa odrębne źródła działań w obu dziedzinach, czy też jedno, wspólne naturze i sztukom mechanicznym? Czy procesy naturalne wprzęgnięte w mechaniczne nie działają wbrew sobie? Dla poprzedników Arystotelesa a nawet i jego współczesnych, badanie procesów naturalnych za pomocą sztucznych urządzeń byłoby czymś paradoksalnym. Z poczucia obcości „sztuki" względem natury brała się zapewne niechęć do wprzęgnięcia działań eksperymentalnych w bieg przyrody; tego rodzaju badania zarezerwowane były jedynie do dziedziny techne. Wydaje się jednak, że sam Arystoteles w znacznym stopniu przezwyciężył obcość elementów naturalnych i sztucznych w poczynaniach człowieka. Powiada on, iż różnica między działalnością człowieka a działalnością przyrody ujawnia się w stopniu zrealizowania ich dzieł: „Zasada rozumna jest jednakowa i w dziełach sztuki, i w wytworach przyrody. Przecież, kierując się myśleniem lub zmysłami, i lekarz, i budowniczy znajdują zasady i przyczyny, wedle których pierwszy zajmuje się zdrowiem, drugi budową domu. Ale i w dziełach przyrody piękno wyraża się mocniej, niż w dziełach człowieka"11. Dodajmy, iż działalność lekarzy uważał Stagiryta za bliższą naturze, niż pracę budowniczego. Przekonanie to, jak sądzę, nie stoi w sprzeczności z intuicjami współczesnymi i trwa do dzisiaj, zarówno w przekonaniach związanych ze „sztuką medyczną", w ogóle, jak i w pewnych nowych koncepcjach medycyny naturalnej lub ekologicznej. 10 A.W. Achutin, Istorija princypow fiziczeskowo ekspierimienta. Ot anticznosti do XVI) w., Moskwa 1976, s. 78. 1' Cyt. według A.W. Achutin, Istorija..., op. cit., s. 79. 133 Na drodze do przezwyciężenia sztuczności praktyk eksperymentalnych istotną rolę odegrały arystotelesowskie kategorie aktu i możności. Według Samburskyego12 zasadniczą cechą odróżniającą istotę nowożytnej nauki eksperymentalnej od podejścia Greków, jest skoncentrowanie się nie na tym, jak działa przyroda, lecz jak może działać, jakie są jej wewnętrzne potencjały. Na przestrzeni dwóch tysiącleci rzesze inżynierów, konstruktorów i przyrodników wypełniły przepaść między dziedziną zjawisk aktualnych i naturalnych, a dziedziną zjawisk potencjalnych i sztucznych. Realizacja tych ostatnich stała się w całej pełni możliwa dopiero w laboratoriach uczonych nowożytnych. F. Bacon, wydaje się, w pełni zaakceptował sztuczność eksperymentu, w sensie obecności w nim sztuk mechanicznych, narzędzi i środków pomocniczych, jak również sztuki eksperymentalnej uczonego. Jak nikt do tej pory mocno i wyraźnie podkreślał, iż właśnie w „dręczeniu natury" upatruje istotę nowoczesnych badań przyrodniczych. Myśl tę wyraża, między innymi, wypowiedź Bacona stanowiąca motto niniejszego rozdziału. Równocześnie Bacon w pełni akceptował nadrzędność praw natury; badacz był dlań „sługą i tłumaczem przyrody , gdyż „nie można przyrody zwyciężyć inaczej, niż przez to, że się jej słucha"'4. Podobne stanowisko wyrażali i inni uczeni doby nowożytnej, np. M. Łomonosow lub M. Faraday . W czasach bliższych współczesności zagadnienia „sztuczności" badań eksperymentalnych nie przestały niepokoić badaczy. Ujawniły się jednak w nowej, rozwiniętej postaci. W dyskusjach nad „sztucznością" i „naturalnością" zarysowały się kontrowersje pomiędzy stanowiskami empirystów i konwencjonalistów, realistów i antyrealistów. Eksperyment (lub nawet nauka jako całość) traktowane być mogą jako twór sztuczny w dwojakim sensie: - nauka sama jest sztuczna jako zbiór konwencji mniej lub bardziej dowolnie ustalo nych; prawa nauki są zatem swego rodzaju artefaktem wobec prawdy natury; - zjawiska badane w eksperymencie są sztuczne w stosunku do przyrodniczych, jako że badane są w urządzeniach sztucznych, sztucznie wywoływane, sztucznie izolowa ne itp. „Czy nauka jest sztuczna?"17 pytanie to stawia H. Poincare w kontekście rozważań nad filozofią Le Roy. Według Le Roy, na treść nauki składają się jedynie umowy (konwencje) i jeśli tylko są one wzajemnie spójne, okoliczności tej zawdzięcza nauka swoją pozorną pewność. Fakty naukowe, a zwłaszcza prawa nauki, są sztucznym tworem uczonych. Nauka nie może „pouczyć nas co do prawdy", służyć może jedynie jako „prawidło działania". Zdaniem Poincare, jest to koncepcja nominalistyczna i antyinte-lektualistyczna. Neguje prognostyczną moc nauki oraz istnienie wysoko rozwiniętych dziedzin przemysłu, „olbrzymiego pola doświadczenia". Dla autora Nauki i hipotezy były to zaś realne świadectwa wartości nauki. Najbardziej paradoksalne — stwierdza — było stwierdzenie Le Roy, jakoby „uczony stwarzał fakty". Stwierdzeniu temu poświę- 12 Według S. S a m b u r s k y, The Physical World of Greeks, London 1960, s.73. " F. B a c o n, Novum Organum, op. cit., s. 57. 14 Tamże, s. 57. 15 M. Łomonosow, Pisma filozoficzne, Warszawa 1956. 16 M. F a r a d a y, Experimental Resources in Chemistry and Physics, London, New York, Philadelphia 1991. H. P o i n c a r e, Wartość nauki, tł. L. Silberstein, Warszawa-Lwów 1908, s. 136. 134 cona jest dłuższa część polemiczna, której główne tezy przytoczę. Poincare wyróżnia mianowicie fakty surowe (świadectwa zmysłów) i fakty naukowe. Fakt surowy narzuca treść i postać faktowi naukowemu, który nie jest „niczym innym, jak faktem surowym przełożonym na język wygodniejszy''18. Czy zatem uczony „stwarza" fakt naukowy? „Przede wszystkim nie stwarza go ex nihilo, lecz w każdym razie z faktu surowego, a więc nie swobodnie i nie j a k m u się podoba". Poincare nie wypowiada się wprost na temat statusu ontycznego bytów fizycznych badanych w eksperymencie. Wydaje się jednak, iż postrzegając je w perspektywie poznawczej konwencjonalizmu, jest za ich realnością w perspektywie „olbrzymiego pola doświadczenia". Bardziej radykalne stanowisko w tym względzie zajmuje H. Dingler. Jak wiadomo (por. podrozdz. 1.2), daleki był on od poglądu, jakoby prawa przyrody znajdować miały realne odniesienie w działaniach natury. Prawa przyrody traktował operacyjnie, nazywając je „alfabetem formalnym", za pomocą którego człowiek działa w przyrodzie. Sprzęt laboratoryjny - argumentuje Dingler - nie należy do „czystej" i „nienaruszonej" przyrody. Występują w nim wprawdzie realne przedmioty, lecz nie zostały one wytworzone w sposób naturalny, w jaki przyroda wytwarza swoje obiekty. Są one swego rodzaju artefaktami, jako rzeczy wytworzone w sposób mechaniczno--techniczny. W eksperymentowaniu, zdaniem Dinglera, mamy zatem do czynienia z dwoma rodzajami porządków: naturalnym, wytworzonym przez przyrodę, i metodyczno-technicz-nym, wytworzonym przez człowieka. Badacz pozostaje w kontakcie tylko z drugim z tych porządków. I tylko ten drugi rodzaj porządku ujmuje w swoje formy empiryczno--matrycowe. W niektórych rodzajach badań, dotyczących sprawdzania „czystych" lub „idealnych" praw przyrody, mamy nawet do czynienia z eksperymentami tautologicz-nymi. Eksperymenty te, jeśli nie traktować ich jako pokazów czy demonstracji, nasuwają nowy rodzaj paradoksu: prawo idealne jest badaczowi dobrze znane i w zjawisku badanym nie spodziewa się on odkryć niczego nowego. Sam to sobie wręcz uniemożliwia, zakładając, po pierwsze, całkowitą pewność swej wiedzy, i po drugie, iż z eksperymentu otrzymuje tyle tylko informacji, ile jej włożył na początku. Ten punkt widzenia można byłoby, jak sądzę, rozszerzyć na całość koncepcji empiryczno-matrycowej. Jeśli układ eksperymentalny nie przetwarza zjawisk, jeśli nie kontaktuje się z rzeczywistością, to i na „wejściu", i na „wyjściu" badacz otrzymać musi swoje formy empiryczno-matrycowe. Jeśli die Weltmaschine nie istnieje (lub jest niepoznawalna), badacz zdany jest jedynie na jałowy trud poznawania konstrukcji własnego umysłu. Paradoks tautologii daje o sobie znać we wszystkich koncepcjach antyrealistycznych, także współczesnych20. Koncepcje realistyczne, odrzucając wizję eksperymentu jako artefaktu natury, przystępują do śledzenia artefaktów rzeczywistych (por. § 1.3.4). Badacz przeświadczony o realności obiektów, które bada, może pozostać otwarty na nowe aspekty natury, potencjalnie ukryte w nowych warunkach, w jakich stawiają je badania eksperymentalne. Po- 18 Tamże, s. 148. 19 Tamże, s. 148. 2(1 Por. P. Z e i d 1 e r, Spór o realizm we współczesnej filozofii nauki, w: „Colloąuia Communia" (1-3) 1991. 135 rzucając zaś swoje totalne zaufanie do teorii i marzenia o wiedzy absolutnej, uczony bada w eksperymencie, jak to wyraził A.W. Achutin, „niewyczerpany w żadnych teoriach przedmiot''. Akceptacja kreacyjnej mocy eksperymentu i dysponowanie sposobami rozpoznawania i kontroli prawdziwych artefaktów dają poczucie autentycznego panowania nad badanymi zjawiskami. Czasy współczesne, chociaż nie bez trudu, zaakceptowały fakt „sztuczności" eksperymentu. Akceptacja ta wyraża się w świadomości uczonych, iż wytwarzają zjawiska nowe i nieznane naturze. A zatem „standard naturalności" przestał być nieprzebytą cezurą, która oddziela działania przyrody od działań natury. W świadomości zaś metodologów, w szczególności realistów i eksperymentalistów, sztuczność eksperymentu przestała być wadą, jaką była przykładowo, dla H. Dingłera. Paradoks sztuczności znika, gdy znika mało uzasadnione przekonanie o zasadniczej wyższości zjawisk natury nad zjawiskami kreowanymi przez człowieka i o nieprzekraczalnej dychotomii między obu dziedzinami zjawisk. Od kiedy ludzkość coraz bardziej zawierza swoje istnienie sztucznemu środowisku, zmienia się i sens tego, co „naturalne", i tego, co „sztuczne". Codzienne obcowanie ze sztucznie wykreowanym światem cywilizacji coraz bardziej osłabia poczucie jego „nienaturalności". Badania naukowe, a zwłaszcza spektakularne osiągnięcia nauko wo--techniczne budzą podziw, lecz nie budzą sprzeciwu wyzwaniem rzuconym „naturalności" przyrody. Wręcz przeciwnie, wydawać się mogą „naturalną" właśnie konsekwencją kreacyjnych mocy eksperymentu i techniki . W perspektywie metafizycznej i z niewątpliwą nutą nostalgii za utraconą „naturalnością" przyrody opisane zjawisko rozpatrywał M. Heidegger . Wielość wyrafinowanych technik weryfikacji wiedzy sprawia, według niego, iż eksperyment stał się próbą zmuszenia Bytu, aby zdał sprawę ze swej adekwatności względem ludzkiej wiedzy. Przyroda, czy to w badaniach naukowych, czy w technologiach życia praktycznego „staje do raportu", stawia się pod osąd umysłu lub bywa przedmiotem potężnych operacji inżynierskich. Most spinający brzegi rzeki, spiętrzenie wód przez zaporę, nowoczesne laboratorium badawcze - wszystko to jest zestawem w którym manifestuje się współczesny, nastawczy stosunek człowieka do świata, do przyrody. 9.4. Paradoksy eksperymentowania myślowego. Udział eksperymentów myślowych w rozwiązywaniu sprzeczności myślenia naukowego Myślowy sposób „obróbki" danych doświadczenia i eksperymentów realnych może kryć w sobie rozmaite sprzeczności. Ponieważ paradoksy eksperymentu myślowego posiadają odmienną naturę niż paradoksy eksperymentów realnych, warto poświęcić im nieco uwagi. Pierwszy typ paradoksów zdaje się wypływać, jak w przypadku E. Macha, z kontrowersji między jego ściśle empirystyczną filozofią, a przyzwoleniem na eksperymento- 21 Por. R. Hoffmann, Natural/Unnatural, „lnterdisciplinary Science Reviews", 199), vol. 16, No-2, s. 161 - 168. 2 M. Heidegger, Budować, mieszkać, myśleć, tł. K. Michalski, Warszawa 1977. 136 wanie w myśli z przedmiotami myślowymi. R. Sórensen23 formułuje ten paradoks pytając, jak to się dzieje, że Natura zdaje się naśladować i odzwierciedlać wzory naszego myślenia. E. Mach musiał być świadomy istnienia tego paradoksu, skoro stworzył tak obszerną koncepcję uzasadniającą wartość myślowej formy badań. Jego ewolucjonisty-czno-behawioralna teoria, kiedyś niesłusznie lekceważona24, wydaje się godna większego zainteresowania psychologów i teoretyków poznania. Zauważmy, że koncepcja ta posłużyła E. Machowi do wyjaśnienia jeszcze jednej pozornej sprzeczności eksperymentowania myślowego, polegającej na konflikcie między bierną pamięcią indywidualnego doświadczenia badacza, a prospektywną i ogólną „pamięcią gatunku" (por. podrozdz. 6.2). Typ sprzeczności, o którym mowa, znika, jeśli uczony preferuje teoretycystyczną wizję nauki i racjonalistyczną teorię poznania. A. Einstein, niezależnie od pojawiających się możliwości weryfikacji jego koncepcji teoretycznych i eksperymentów myślowych25, miał do owoców pracy swego umysłu wielkie zaufanie. W jego sposobie uprawiania nauki nie było zatem sprzeczności między sposobem pracy naukowej a wyznawaną filozofią. Podobnie harmonijnie, jak sądzę, można rozpatrywać eksperymenty myślowe na gruncie współczesnego realizmu, reprezentowanego np. przez koncepcje dialektyczne lub nowy eksperymentalizm. Filozofie te, optujące za względną jedynie prawdziwością teorii czynią eksperymentowanie w myśli pełnoprawnym i skutecznym sposobem badania. We współczesnej refleksji nad nauką jeszcze dalej odchodzi się od naiwno-realisty-cznego traktowania teoretycznych wytworów nauki. Spory o „prawdę odkrywaną" i „prawdę wytwarzaną" wyraźnie dryfują w stronę dowartościowania i przyznania prymatu tej drugiej. Zapewne wielu przedstawicieli teoretycznych dziedzin przyrodoznaw-stwa mogłoby uczynić podobne wyznanie, jak W.V. Quine : „Choć jestem naturalistą, muszę przyznać, że systematyczna struktura teorii naukowej jest dziełem człowieka. To prawda, że musi ona pasować do danych, lecz jest raczej wymyślana, niż odkrywana, gdyż dane te nie determinują jej jednoznacznie. Rozmaite alternatywne systemy, o których nam się nawet nie śniło, pasowałyby do tych danych równie dobrze''. O drugim typie paradoksów eksperymentu myślowego wspomina sam E. Mach , pisząc o ekstrapolacji wyników badań myślowych na szersze obszary rzeczywistości. Wyniki te badacze uogólniają, nie mając często warunków, aby je zademonstrować w warunkach realnej empirii. Autor dostrzega następujące rozwiązanie tego paradoksu: obiekty i otoczenie, wymagane do określenia prawa, są obiektami idealnymi, zwanymi też obiektami (ciałami) doskonałymi. Równocześnie nie są one także czystymi tworami umysłu; gdyby nimi były, prawa ich dotyczące nie interesowałyby fizyków pracujących 23 R. S o r e n s e n, Thought Experiments, „American Scientist", May-June 1991, vol. 79, s. 250 - 263. 24 Por. np. A. W. S z t o f f, Modelowanie i filozofia, tl. S. Jędrzejewski, Warszawa 1971; tradycję nie chętnego stosunku do „machizmu" w filozofii radzieckiej reprezentuje np. praca W.I. Lenina, Materializm a empiriokrytycyzm. Współcześnie podobne do koncepcji Macha próby przedstawienia „darwinowskiej walki o byt" między teoriami naukowymi podejmuje B.van Fraassen, The Scientific Image, Clarendon 1980. Por. J. L e p 1 i n, The Role of Experiment in Theory Construction, International Studies in the Philo-sophy of Science, vol. 2, No. 1, Autumn 1987. W.V. Q u i n e, Granice wiedzy i inne eseje filozoficzne, tl. B. Stanosz, Warszawa 1986, s. 157. Szerzej na ten temat piszą: J.Sójka, R.Kubicki, P. Zeidler, Problem destrukcji pojęcia prawdy, Poznań, 1992. E. M a c h, Knowledge and Error, tł. T.J. McCormack, D. Reidel Publishing Company, Dordrecht Holland, Boston USA, 1976, s. 137. 137 doświadczalnie. Są one, zdaniem Macha, obiektami z tym samym rodzajem cech, co obiekty realne. Cechy te jednak są „wzmocnione" lub „wyidealizowane". Tego rodzaju wzmocnień lub idealizacji dokonujemy na każdym kroku. Przykładowo, idealnie gładka płaszczyzna, na której ruch ślizgających się ciał ma demonstrować zasadę Galileusza, może być w rzeczywistości powierzchnią zamarzniętego stawu. Dla teoretyka eksperymentów myślowych, jak można sądzić, obiekty realne i przedmioty myślowe nie stanowiły więc dwóch zasadniczo odrębnych kategorii; antycypował zasadę „rezonansu poznawczego" w rozpatrywaniu przedmiotów myślowych i realnych i potrafił dostrzec jej zastosowanie nie tylko w eksperymencie realnym, lecz i myślowym. Podobne intuicje zdają się wyrażać rozważania Dinglera nad idealizacją jako stosowaniem apriorycznych form matrycowych i ich realizacją w postępowaniu eksperymentalnym. W jeszcze pełniejszy i szerzej opracowany sposób do problemu tego podchodzi teoria idealizacji i stopniowej konkretyzacji L. Nowaka . Trzecim, i być może najistotniejszym paradoksem eksperymentów myślowych, na który zwracają uwagę zarówno E. Mach, jak R. Sórensen i T.S. Kuhn, jest fakt, iż ten rodzaj badań bazuje na wiedzy już posiadanej, a jednak w istotny sposób wiedzę wzbogaca. ,,(...) empiryczne dane, na których jest on oparty, musiały być zarówno dobrze znane, jak powszechnie uznane, nim eksperyment myślowy został pomyślany. Jak zatem eksperyment myślowy opierający się na znanych danych może prowadzić do nowej wiedzy lub do nowego rozumienia przyrody?" - zapytuje T.S. Kuhn. Autor cytowanego studium rozważa dwie możliwe odpowiedzi na tak sformułowane pytanie. Pierwsza z nich sugeruje, że ,,(...) nowe rozumienie, jakiego dostarcza eksperyment myślowy, dotyczy nie tyle przyrody, ile aparatury pojęciowej uczonego" . Inaczej niż przy zdobywaniu nowej wiedzy, eliminacja błędnych przekonań, niejasności czy sprzeczności w rozumieniu pewnych pojęć zdaje się nie wymagać dodatkowych danych z eksperymentów realnych. Eksperymenty myślowe torują drogę do innych praw i teorii naukowych niż wyznawane poprzednio. E. Mach znakomicie opisał tę sytuację jako rozwiązywanie kolejnych „układanek", co wydaje się zbieżne z prezentowaną w podrozdz. 7.1 koncepcją Mostepanienki. T.S. Kuhn szerzej, w kontekście swojej wizji historycznego rozwoju nauki, widzi rolę eksperymentów myślowych w dokonywaniu rewolucji w myśleniu naukowym. Proces ten ilustruje historia zmian w rozumieniu pojęć ruchu jednostajnego i przyspieszonego, prędkości średniej i chwilowej w rozważaniach Arystotelesa, średniowiecznych filozofów przyrody oraz Galileusza. Druga odpowiedź Kuhna na przedstawione pytanie głosi, że ,,(...) większość ludzi dowiaduje się z eksperymentów myślowych zarówno czegoś o swej aparaturze pojęciowej, jak i o świecie. Czytelnicy Galileusza, dowiadując się czegoś o pojęciu prędkości, uczą się zarazem czegoś o ruchu ciał". Bowiem w eksperymencie myślowym badacz pokonywać musi nie tylko trudności myślenia o danym zjawisku, ,,(...) lecz również trudności związane z dopasowaniem tej aparatury pojęciowej do nie przyswojonego dotąd obszaru doświadczenia"32. 28 L. N o w a k, Wstęp do idealizacyjnej koncepcji nauki, Warszawa 1977; L. N o w a k, Zasady marksi stowskiej filozofii nauki, Warszawa 1974. 29 T. S. K u h n, Rola eksperymentów myślowych w: Dwa bieguny, tł. S. Amsterdamski, Warszawa 1985, s. 338. 30 Tamże, s.338. ' Tamże, s. 353. 1 Tamże, s. 364. 138 Jeżeli zatem eksperymenty myślowe spełniają niekiedy podobną, heurystyczną rolę, jak eksperymenty realne, musi się to dokonywać drogą zdobywania nowej informacji. R. Sorensen , idąc tropem myśli Macha, zauważa, iż eksperymentowanie w myśli nie polega wyłącznie na „tasowaniu" przeszłego doświadczenia; doświadczenie to, według Macha, uzupełniała „wiedza instynktowna". T.S. Kuhn inaczej objaśnia swój zaskakujący wniosek: interesująca poznawczo informacja może występować w eksperymencie myślowym w sposób niejawny, nie została bowiem wyraźnie rozpoznana w empirii. Ujawnienie tej wartościowej poznawczo informacji następuje wskutek wyraźnego uświadomienia przez badacza pewnych anomalii występujących w badaniach realnych. Niekiedy anomalie takie spychane są na margines świadomości chociażby na mocy żartobliwie przez uczonych nazwanego ,,IV i V prawa termodynamiki" . Nie wszystkie jednak anomalie dają się usunąć poprzez drobne usprawnienia pojęciowe lub instrumentalne. Niektóre z nich występują coraz częściej i coraz bardziej niepokoją badaczy. Odzywa się coraz więcej głosów donoszących o kryzysie w łonie „nauki normalnej". Stanowią one „niezmienne preludium zasadniczej przebudowy pojęciowej, która niemal zawsze wymaga usunięcia takiej opornej anomalii. Kryzys kończy się dopiero wówczas, gdy obdarzona szczególną wyobraźnią jednostka lub grupa badaczy sformułuje nowy układ praw, teorii i pojęć zdolny do wchłonięcia zarówno tej anomalii, jak i większości doświadczeń dotąd teoretycznie zasymilowanych"35. Eksperyment myślowy, podkreśla Kuhn, jest jednym z podstawowych narzędzi intelektualnych, z których korzystają badacze w dobie rewolucji naukowej. Ich wyniki umożliwiają poszerzenie wiedzy o to, co w świetle wiedzy poprzednich epok było niedostępne. Z tego powodu historia nauki znaczona jest nazwiskami twórców przełomowych eksperymentów myślowych. Na koniec autor zastanawia się nad sprawą „uprawnień wyobraźni" w eksperymentowaniu myślowym. Otóż, jeśli eksperyment myślowy ma tylko ujawnić sprzeczności w aparaturze myślowej, warunek jego fizycznej wiarygodności nie musi być spełniony. Jeżeli jednak, co jest ciekawszą sytuacją, w konflikt poznawczy uwikłana jest ludzka „sieć pojęciowa" i realny świat zjawisk, wymyślona sytuacja eksperymentalna winna umożliwiać uczonemu korzystanie z jego zwykłych pojęć w taki sposób, w jaki korzystał z nich do tej pory (np. „winda Einsteina"). Sytuacja taka niekoniecznie musi być możliwa do zrealizowania, lecz powinna ukazywać istotny konflikt, który sama przyroda mogłaby ujawnić (np. „pociąg Einsteina"). 9.5. Między sztuką a techniką badań czyli o równowadze między treścią a formą Badacze współcześni czasami nie dbają zbytnio o indywidualizację i nadawanie piętna mistrzostwa pracom laboratoryjnym. Zanika zaufanie do zręczności manualnej i nieoprzyrządowanej obserwacji, rośnie zaś fascynacja osiągnięciami techniki, nowo- R. Sorensen, Thought Experiments, op. cit. W żartobliwym żargonie uczonych czwarte „prawo" termodynamiki głosi, że żadne urządzenie eksperymentalne nie działa dobrze bezpośrednio po zmontowaniu; piąte „prawo" głosi, że żaden eksperyment nie daje nigdy ściśle oczekiwanych wyników. Por. T. S. K u h n, Funkcja pomiaru w nowożytnej fizyce, w: Dwa bieguny, op.cit., s. 263. 35 T.S. Kuhn, Rola eksperymentów myślowych, op.cit., s. 366. 139 czesnymi metodami, unikalną aparaturą. Jest to szczególnie widoczne w laboratoriach bogato wyposażonych, w których wszelki sprzęt znajduje się dosłownie w zasięgu ręki, albo, przeciwnie, w laboratoriach ubogich, w których unikalna aparatura to prawdziwy przedmiot pożądania... Sytuacja oscylowania eksperymentu między sztuką a techniką jest złożona. W pewnych dziedzinach badań zastosowanie wyrafinowanego sprzętu jest konieczne dla sprostania światowym standardom naukowości i nawiązania równorzędnego dialogu z czołowymi reprezentantami danej specjalności. Jednak tylko w oczach bezkrytycznych badaczy zastosowanie wyszukanej metody lub unikalnego aparatu zdecydowanie i zawsze podnosi „naukowość" badań. Opisaną tendencję zauważał H. Selye i wielokrotnie nawoływał do zachowania odpowiednich proporcji pomiędzy charakterem badanego obiektu (zjawiska) a złożonością zastosowanych środków poznawczych. Wytrawni badacze nieomylnie wyczuwają optimum odpowiedniości między środkiem i celem, w praktyce jednak kwestia ta zależy od indywidualnych preferencji, od lokalnych mód i zwyczajów. Autorce tych słów znany jest przykład zastosowania spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego do badania zmian zachodzących w oleju podczas smażenia frytek. Sprawa ta wywołała ożywioną dyskusję i podzieliła jej uczestników na zdecydowanych zwolenników nowoczesności i równie nieprzejednanych tradycjonalistów. Kwestia, o której mowa, różnie jest rozwiązywana przez różne szkoły badaczy pracujących doświadczalnie. Mistrz ustala zwykle zagadnienie odpowiedniości przedmiotu i środków badawczych wedle własnego rozeznania i sposób ten przekazuje uczniom. Wśród uczonych starszego pokolenia obowiązywało zachowanie umiaru i prostoty. P.L. Kapica , uczeń Rutherforda, podkreślał w pracy swojego nauczyciela „jasność stawianego zadania, prostotę i prostoliniowość jego rozwiązania. Prostota - oto najwyższa mądrość" - zwykł był mawiać Rutherford. Myśl podobną, chociaż przekazaną bardziej metaforycznie, wyraża również H. Selye: „Można kopiować dokładnie wszystkie szczegóły zjawisk przez mozolną, powolną pracę, lecz można również narysować wytworną krzywą o wiele łatwiej -jednym szybkim pociągnięciem. Sztuka klasyczna, podobnie jak fotografia, kładzie nacisk na szczegóły, podczas gdy sztuka nowoczesna usiłuje symbolizować za pomocą abstrakcji, w oderwaniu od szczegółów, podkreślając elementy zasadnicze. Oba te kierunki mają swoje miejsce i w nauce. Dzisiejsza moda niewątpliwie daje pierwszeństwo badaniom szczegółów za pomocą przyrządów i obliczeń o coraz większej dokładności. Stanowisko to przynosi dobre wyniki, lecz nie może być jedyne; możemy bowiem w szalonej pogoni za szczegółami zapomnieć o zasadniczych problemach" . Autor przytoczonej wypowiedzi korzysta z analogii pomiędzy mistrzostwem eksperymentalnym a sztuką wykonawczą artystów. W porównaniu tym kryje się niewątpliwie głęboka intuicja. Nie próbując tutaj szukać głębszych analogii pomiędzy nauką i sztuką, skoncentrujmy się na tych elementach formalnych, które łączą twórcze eksperymentowanie w obu dziedzinach. Eksperymentowanie jest grą między człowiekiem a światem rzeczy; jest czynnością wysoce angażującą intelektualnie i emocjonalnie, rodzajem, jednocześnie, zabawy i pra- 36 P.L. Kapica, Eksperyment, teoria, praktyka, tt. J. Kempa, Warszawa 1987, s. 284 - 285. " H. S e 1 y e, Od marzenia do odkrycia naukowego, tt. L. Zembrzuski, W. Serzysko, Warszawa 1969, s. 219. 140 cy. Wymaga specyficznej dla obu dziedzin wrażliwości percepcyjnej i zręczności manualnej, odpowiednio kształtowanych i rozwijanych. Rozwinięcie mistrzostwa w obu dziedzinach wymaga praktyki, „terminowania", nauki pod kierunkiem doświadczonego pedagoga. Zarówno w zawodzie naukowca jak i artysty ogromne znaczenie posiada osoba mistrza, nauczyciela, profesora. W obu przypadkach ważna jest również przynależność do określonej szkoły, ośrodka, środowiska. W obu dziedzinach twórcze eksperymentowanie wymaga tego, co wymyka się próbom definicji i ścisłego opisu: talentu, intuicji, inwencji, umiejętności stawiania i rozwiązywania problemów, umiejętności przewidywania. Eksperymentowanie należy do dziedziny twórczości. W świetle rozważań psychologii teza ta zdaje się nie budzić wat-pliwości . Na podobnym stanowisku stała zresztą również psychologia dawniejsza. H.C. Sanborn , badacz twórczości H. Dinglera, jest zdania, iż jego pojęcie eksperymentu jako „działania twórczego" wywodzi się z rozważań W. Wundta. Wielu badaczy podkreśla, iż dla eksperymentujących naukowców cenne jest posiadanie pewnych umiejętności rzemieślniczych w zakresie obróbki podstawowych materiałów oraz umiejętność konstrukcji prostszego sprzętu. Mimo rozwoju przemysłowej techniki wytwórczej, pracującej dla potrzeb nauki, sprawności te bynajmniej nie przestały być ważne. Zawsze zaistnieć może konieczność dokonania drobnej naprawy, przeróbki, dobudowania przystawki itp. Wielu badaczy chętnie wykonuje te czynności osobiście, wielu również lubi pracować z aparaturą częściowo lub całkowicie przez siebie skonstruowaną. Prototypowe modele laserów powstały właśnie w pracowniach naukowych (m.in. w Instytucie Fizyki UAM) i dopiero stamtąd przeszły do produkcji seryjnej. Wiele z tych pierwszych modeli służy do dzisiaj celom badawczym. Wydaje się, że dzisiejsza technika poznawcza nie tylko nie zwalnia eksperymentatorów z pracy rzemieślniczo-konstrukcyjnej, lecz wręcz wymusza na nich stałe podnoszenie poziomu wiedzy i kultury technicznej. Dla współczesnego pokolenia badaczy koniecznością dnia stała się umiejętność pracy z komputerem, programowania, znajomość podstaw elektroniki i elektrotechniki oraz teorii fizycznych będących podstawą działania różnorodnej aparatury. Jest to konieczne dla przekonania się o prawidłowej pracy aparatów, dla diagnozowania ewentualnych uszkodzeń, dokonywania konserwacji oraz drobnych napraw. Wytrawny badacz zna i „czuje" sprzęt będący jego warsztatem pracy i jedynie w krytycznych sytuacjach korzysta z pomocy serwisu. Pozostaje na koniec kwestia najtrudniejsza do jednoznacznego rozwiązania. Czy można mianowicie znaleźć ilościowy, wymierny wskaźnik mistrzostwa eksperymentalnego? Czy możliwe są jakieś bezwzględne skale oceny, czy też należałoby je zrelatywizować do czasu, epoki, dyscypliny naukowej? Czy może należałoby oceniać wielkich eksperymentatorów porównawczo, w skali „mniej -bardziej"? Można przypuszczać, że wszelkie tego rodzaju próby ocen i porównań są co najwyżej względne i często zawod- " Por. np. Z. Pietrasiński, Myślenie twórcze, Warszawa 1969. H.C. Sanborn, Das Experiment als schopferische Tat, w: (red. W. Krampf), Hugo Dingler Gedank-buch zum 75. Geburstag, Eidos - Verlag Miinchen 1956. Por. cytowane tutaj prace Kapie y, Selye'a, Zenzena i R e s t i v o, W o r o b' j e w a i Jet-s u k o w a i in. Por. np.A.Szczuciński, Między eksperymentem fizycznym i technicznym, w: Teoria i doświadczenie, (red. J.Such, J. Wiśniewski) Poznań 1992. 141 ne. Znawca tych zagadnień, i sam wielki eksperymentator, P.L. Kapica, pisał w tej sprawie następująco: „Wątpię, czy w dziedzinie twórczości naukowej, jak i w dziedzinie twórczości w sztuce można będzie znaleźć sposób ilościowej oceny osiągniętych rezultatów. Nie umiemy nawet rozwiązać prostszego problemu, mianowicie ilościowego porównania osiągnięć naukowych poszczególnych wielkich uczonych, dobrze znanych i uznanych. Jak, na przykład, porównać osiągnięcia Newtona i Einsteina? Jest to tak samo niemożliwe, jak porównać dzieła dwóch wielkich malarzy, na przykład Rembrandta i Picassa'' . ' P.L. Kapica, Eksperyment, teoria..., op.cit., s. 292. 10. Perspektywy eksperymentowania Galileusz śpiewa badając prawa spadku na równi pochyłej sam jest zegarem zdarzeń bez swego głosu i skurczów zaciskającego się gardła nie mógłby zmierzyć zbyt krótkich odstępów pomiędzy chwilą a chwilą G. Białkowski1 10.1. Z punktu widzenia teorii Przyszłość eksperymentowania widziana w perspektywie teoretycznej nie wydaje się zbyt obiecująca. Radykalne poglądy w tej kwestii wypowiadają niektórzy teoretycy, np. R. Thom2, wybitny matematyk francuski, twórca teorii katastrof. Wychodzi on z założenia, że ,,(...) gdy eksperymenty są drogie, należy odwoływać się do modeli bardzo dobrze uzasadnionych a priori. Ale każda modelizacja jest zakładem, gdzie się coś stawia i coś zyskuje: stratą jest uzasadnienie a priori, zyskiem - a posfenon. Tymczasem w nauce współczesnej rzeczy się mają dokładnie odwrotnie: uzasadnienie a priori są praktycznie znikome w porównaniu z uzasadnieniem a posteriori. Ponieważ chce się robić kosztowne doświadczenia, machina eksperymentalna musi funkcjonować za wszelką cenę . Uwagi R. Thoma korespondują w pewnej mierze z argumentacją A. Franklina (podrozdz. 1.3) dotyczącą konieczności dobrego uzasadnienia teoretycznego kosztownych eksperymentów. Zdecydowanie różny jest jednak u obu autorów sposób wartościowania zarówno teorii, jak eksperymentu. Dla teoretyka, oczywiście, uzasadnienia teoretyczne pozostają wartością samą w sobie; skłonny jest natomiast nie dostrzegać istotnych celów eksperymentowania np. w sprawdzaniu wiedzy, weryfikacji teorii itp. G.Białkowski, fragment wiersza Przestrzeń i czas z tomiku Całopalenie, Warszawa 1986. 2 R. T h o m, Parabole i katastrofy, tł. R. Duda, Warszawa 1991. Renę Thom jest także autorem książki poświęconej eksperymentowaniu: R. Thom, La methode experimentale: un mythe des epistemologues (et de savants ?), 1986. 3 R. Thom, Parabole..., op. cit., s. 125. 143 Według Thoma praca teoretyczna w nauce polega na tworzeniu modeli (modeliza-cji4) „zaskakujących sytuacji naturalnych". Model symuluje naturalną sytuację wyjściową poprzez mniej lub bardziej bezpośrednią analogię. Działanie analogii polega na wytwarzaniu relacji korespondencji pomiędzy sytuacją naturalną a modelem, a z drugiej strony - pomiędzy modelem a sytuacją eksperymentalną. Uzasadnienie a priori wymaga istnienia jakiejś, możliwie pojemnej teorii analogii' pomiędzy systemem naturalnym a modelem. Teoria taka obejmowałaby, w pewnym sensie, wszelkie możliwe postacie relacji, nieskończenie bardziej złożone niż np. relacja odpowiedniości, łącząca mapę i przedstawiany teren. W tym kierunku, zdaniem R. Thoma, powinny iść poszukiwania badaczy. Naukowcy tymczasem zadowalają się na ogół uzasadnieniami a posteriori, nie dość wnikliwie dociekając filozoficznej istoty stosowanych przez siebie modeli. Skutkiem tego, jak można wywnioskować z rozważań R. Thoma, jest absurdalny i niczym nie uzasadniony pęd do eksperymentowania w nauce współczesnej. Pęd ten oznacza jałową produkcję danych maskującą brak ogólniejszych koncepcji teoretycznych. Nie chodzi tutaj, jak już wspominano, o koncepcje stricte przedmiotowe, lecz o pomysły uniwersalne, stanowiące unifikację teorii filozoficznych i naukowych. Wyjałowienie umysłów z tego rodzaju szerokiego spojrzenia jest dla Thoma „jedną z zasadniczych przyczyn ste-rylności nauki współczesnej . Autor jest zdania, że większość uzyskiwanych w nauce rezultatów była „do przewidzenia od samego początku", a najlepsze wyniki poznawcze dają „najbardziej ekstrawaganckie i najgorzej uzasadnione modele" . Ten na pozór paradoksalny pogląd wyraża prostą prawdę, że ważne i ciekawe wyniki uzyskiwano w naukach empirycznych w doświadczeniach, które praktycznie nie kosztowały nic. W dzisiejszej nauce doszło bowiem do „inflacji eksperymentalnej". Eksperymentuje się ciągle, nieustannie, nie pytając o głębszy sens badań, dewaluując fakty naukowe. Badaniom brak istotnej motywacji, zarówno w perspektywie teorii jak i wymiernych korzyści praktycznych. „Nauka współczesna, w punkcie, w którym się znajduje, jest potokiem bez znaczenia" - stwierdza R. Thom. Polemizuje on dalej z potrzebą i zasadnością kosztownych badań w dziedzinie mi-krofizyki. Potwierdza sygnalizowaną już w tej pracy paradoksalność sytuacji badawczych, które wymagają wielkich nakładów finansowych i energetycznych dla realizacji sytuacji ekstremalnych - a zarazem marginalnych. Nie uwzględnia wszakże faktu, iż badania mikrocząstek można prowadzić za pomocą urządzeń o wiele mniej kosztownych -za pomocą laserów. N.G. Basów, noblista (1964 r.) i konstruktor (wraz z Ch.T. Townesem i A. Prochorowem) tych urządzeń, zauważa: „Stosunkowo niedrogie, prowadzone w laboratoriach o niedużych rozmiarach, eksperymenty laserowe mogą dać taką 4 Tłumacz stosuje określenie „modelizacja". Trudno ocenić, czy słowo to, mało stosowane w języku pol skim, lepiej oddaje sens swego odpowiednika francuskiego, czy jest po prostu niezręcznością językową. 5 W swojej teorii katastrof R. Thom proponuje nowe spojrzenie na wszelkie zmiany, które mają charakter gwałtowny, nieprzewidziany, dramatyczny; teoria katastrof w wizji jej autora dostarczać ma jednoczącego ujęcia rozwoju biologicznego, ale i naukowego, społecznego i politycznego. 6 R. T h o m, Parabole ..., op. cii., s. 125. 7 Tamże, s. 125. 8 Tamże, s. 126. 144 informację, co eksperymenty tradycyjne w fizyce cząstek elementarnych, wykorzystujące technikę akceleratorów . Często wygłaszaną przez fizyków opinię, iż badania mikroświata doprowadzą do lepszego zrozumienia „sytuacji normalnych" (w obszarze makrofizyki) - R. Thom uważa za bardzo trudną do uzasadnienia. Autor życzyłby nauce mniej swobody eksperymentowania, więcej - swobody teoretyzowania: ,,(...) pewna swoboda rozważań teoretycznych, teoretycznej spekulacji, proliferacja idei, większa niż swoboda badań eksperymentalnych miałaby przynajmniej tę zaletę, że nie byłaby kosztowna. A minęłoby trochę czasu i myśl spekulatywna mogłaby stworzyć idee, które prowadziłyby do zastosowań interesujących zarówno z teoretycznego, jak i praktycznego punktu widzenia". Nie powinno budzić zdziwienia, że platonizujący matematyk wartościuje tak wysoko rolę podejścia teoretycznego w nauce i że uniwersalna teoria filozoficzno-fizyczna stanowi dlań istotną (jeśli nie jedyną) treść poszukiwań nauki. Perspektywa taka właściwa jest chyba wszystkim wielkim umysłom teoretycznym, a marzenie o wielkiej unifikacji teoretycznej przyświeca również innym uczonym naszej doby. Faktem jednak pozostaje, iż nie będąc czynnym eksperymentatorem, nie potrafi zapewne należycie docenić zalet metody empirycznej. Wizję fizyki tożsamej z filozofią głosi również C.F. von Weizsacker . Jego widzenie fizyki przyszłości pozostaje pod wpływem idei wielkich, zamkniętych systemów filozoficznych, w szczególności I. Kanta . „Fizyka wtedy dopiero znajdzie swe zakończenie, kiedy okaże się nauką strukturalistyczną o najprostszych elementach systemu, prostych i dających się empirycznie rozstrzygać alternatywach" - pisze uczony. Fizyka osiągnie wówczas swój kres historyczny: wszystkie jej podstawowe prawa zostaną odkryte. Czy zakończą się wówczas także prace eksperymentalne fizyków? Otóż zapewne nie; wyznaczone bowiem równania ogólne określają na ogół całe klasy rozwiązań szczegółowych, dla poszczególnych przypadków, obiektów, substancji. „Badanie szczegółowych przedmiotów fizycznych - ciał stałych, związków chemicznych, cieczy, gazów i plazmy itd. - a szczególnie praktyczne zastosowanie tej wiedzy nigdy nie osiągnęłyby kresu - gdyby nawet okazało się, że szukająca podstawowych praw fizyka da się zakończyć - właśnie bowiem te podstawowe równania dopuszczają praktycznie nieograniczoną ilość rozwiązań'' . Fizyk przyszłości będzie mógł więc albo badać substancje i przedmioty, zajmując się klasyczną pracą eksperymentalną, albo też skoncentruje się na rozwiązywaniu „podpro-blemów" równania podstawowego. Dla Weizsackera, fizyka i filozofa, podrzędność fizyki w jej zakresie empirycznym wobec filozofii nie budzi wątpliwości. Fizyka doświadczalna, jak sądzi, okazać się może kiedyś najzupełniej zbędna. Jeśli prawa przyrody wynikać mają z jednego prawa podstawowego, to dotyczyć to musi - na drodze N.G. Basów, Kwantowaja elektronika i fiłosofija, w: Dialektika w naukach o prirodie i czetowiekie, Moskwa 1983, s. 123. 10 R. T h o m, Parabole..., op.cit., s. 127. "S. Olczyk i M. Przanowski, Fizyka jako filozofia: przypadek C.F. von Weizsackera, w: Wizje człowieka i społeczeństwa w teoriach i badaniach naukowych, (red. S. Nowak), Warszawa 1984. 12 J. S u c h, Szkice o dialektyce. Warszawa 1986. C.F. von Weizsacker, Jedność przyrody, tł. K. Napiórkowski, J. Prokopiuk, H. Tomasik, K. Wo-licki, Warszawa 1978, s. 47. 14 Tamże, s. 47 145 dedukcji - także ustalania parametrów ciał, wyznaczania stałych materiałowych, przewidywania własności. Jeśli mimo tego badacze nadal będą eksperymentować, to tylko dla swoistej ekonomii działań. Droga rachunkowa może okazać się bardziej żmudna i złożona niż wykonanie pomiaru: „Również wtedy wiele reguł uzasadnialibyśmy empirycznie, liczne stałe materiałowe wyznaczalibyśmy przez pomiar. Jednak ze ściśle teoretycznego punktu widzenia byłaby to tylko sprawa praktycznej prostoty; liczne konsekwencje teorii podstawowej wymagają więcej wysiłku rachunkowego, niż potrafimy lub chcemy włożyć i dlatego w praktyce rozstrzygamy te pytania przez pomiar"15. Rozważania Weizsackera, niewątpliwie dyskusyjne ze względu na jego rozumienie istoty i natury fizyki, posiadają pewien zapoznany przez autora aspekt, któremu należałoby poświęcić więcej uwagi. Gdyby zgodzić się z jego teoretycystyczną wizją nauki, nie sposób zaprzeczyć, że w jej uprawianiu pomocne być mogą myślowe i teoretyczne sposoby zdobywania i weryfikacji wiedzy (eksperymenty myślowe, matematyczne, komputerowe). Wymienione formy badań zyskują wielkie znaczenie w nauce zbliżającego się przełomu wieków. Wielu badaczy fascynują możliwości komputerów, wielu sądzi, iż możliwość symulacji komputerowej wyeliminuje w ogóle konieczność przeprowadzania eksperymentów realnych. Powściągając nieco entuzjazm dla komputerów -„bogów naszego wieku", wspomnijmy o pewnych ograniczeniach metody komputerowej . Pierwszą z nich stanowi sformułowanie problemu badawczego w języku maszynowym, „przekład" zagadnienia przyrodniczego na język matematyki, a dalej - programu komputerowego. Jest to bodaj najistotniejsza bariera: dopóki problem pozostaje nieprze-kładalny na język maszynowy, dopóty musi być badany metodami tradycyjnymi i wyrażany za pomocą praw empirycznych (por. uwagi P.L. Kapicy w podrozdz. 8.3). Inną, wcale niebłahą trudnością stosowania komputerów i eksperymentów komputerowych w obliczeniach i interpretacji wyników jest fakt, że w złożonych zagadnieniach przekroczony zostaje wyraźnie próg rozumienia dzielący badacza od maszyny liczącej 16. Maszyna wykonuje tysiące, setki tysięcy operacji, za którymi jej operator nie może nadążyć, a zatem - prześledzić ich szczegółowo i zrozumieć. Jaki zatem sens: matematyczny, fizyczny, i poznawczy może mieć przeprowadzanie obliczeń i formułowanie wniosków, które „zrozumieć" może tylko inny komputer? Czy człowiek, podmiot i twórca badań może pogodzić się z taką sytuacją? Czy powstanie tego rodzaju nauki „maszynowej" nie eliminuje człowieka z poznawczego obszaru nauki? Czy nie zmusza go, aby rezygnując z osobistego wysiłku tworzenia, pogodził się z istnieniem „protez" dla swojego intelektu? Wielu adeptów teoretycznych dziedzin przyrodoznaw-stwa daje się uwieść (gdyż rzadko jest to wybór świadomy) magii „sztucznego intelektu". Fizycy, chemicy, inżynierowie pracujący w sposób bardziej tradycyjny, nazywają tych „uwiedzionych" badaczy - „komputerowcami". Komputerowcy przestają obcować z prawdziwym, realnym materiałem swojej nauki; związani są tylko z komputerowym instrumentarium, oprogramowaniem itp. Przestają być fizykami, chemikami, konstruktorami, gdyż nie spoglądają już w oblicze Natury, lecz w sztuczny blask ekranów. 15 Tamże, s. 223 16 Na poniższe aspekty pracy z komputerem zwrócił moją uwagę Pan Profesor R. Parzyński. 146 W filozofii nauki teoretycyzm znalazł alternatywę w koncepcjach postmodernistycznych, anarchistycznych, eksperymentalistycznych. W samych naukach przyrodniczych podział na zwolenników opcji teoretycznej i eksperymentalnej, chociaż nienowy, zdaje się pogłębiać. „Teoretycyści" naukowi zdobyli nowe argumenty i nowe, potężne środki działania - właśnie komputery. Czy jednak ich dociekania i argumenty - racjonalne, logiczne, oparte na sztucznych intelektach, okażą się wystarczające? 10.2. Kierunki rozwoju eksperymentalnych dziedzin wiedzy O technice wytwórczej jako nośniku badań empirycznych w nauce napisano już sporo . Zarówno teoretycy poznania naukowego i metodolodzy, jak naukowcy-praktycy jednoznacznie pozytywnie oceniają wpływ materialnych środków technicznych na rozwój wiedzy. Natomiast pytanie, czy w perspektywie rozwoju techniki można prognozować rozwój przyszłych dziedzin doświadczalnych, należałoby potraktować bardziej wnikliwie. Jest podobno rzeczą niemożliwą prognozować rozwój nauki dalej niż na 20 - 30 lat. Prognozy tego rodzaju, dokonywane w przeszłości, okazywały się na ogół zawodne, nauka nie jest bowiem organizmem rozwijającym się wzdłuż swoich wektorów autonomicznych. Równie często dochodzą do głosu czynniki zewnętrzne, zgoła nieprzewidywalne. Pomimo więc, że zazwyczaj o roli techniki w nauce mówi się raczej w kategoriach maksymalistycznych, skoncentrujmy się tutaj na trendach rozwojowych, które wydają się niewątpliwe oraz na technicznych ograniczeniach eksperymentowania i dokonywania odkryć płynących z określonego dla danej epoki poziomu rozwoju techniki i technologii. Kiedy w latach trzydziestych naszego stulecia P.L. Kapica otrzymał bardzo silne pola magnetyczne, dziesięciokrotnie silniejsze od otrzymywanych poprzednio, naturalnym oczekiwaniem fizyków była chęć sprawdzenia działania tych pól w obszarach fizyki najbardziej wówczas fascynujących: w elektrodynamice i w dziedzinie teorii względności. Najbardziej zainteresowany problemem był, oczywiście, sam Einstein. „Nie wierzę, aby Bóg stworzył świat takim, że prędkość światła nie zależy od niczego' - twierdził. Wielu innych badaczy namawiało Kapicę do przeprowadzenia tego trudnego i subtelnego eksperymentu. Ten jednak uporczywie odmawiał. Dlaczego? - dlatego, między innymi, że wstępne, rozpoznawcze badania z polami rzędu 20 000 Oe nie wykazały znaczącego efektu. Były jednak i inne powody. Jak wiadomo, prawo zachowania masy zostało odkryte doświadczalnie, niezależnie przez Łomonosowa i Lavoisiera w drugiej połowie XVIII stulecia. Na początku XX w. Landoldt powtórzył ten eksperyment z największą, możliwą wówczas do uzyskania, dokładnością, do dziesiątego miejsca po przecinku. Gdyby Landoldt był w stanie zwiększyć dokładność swoich pomiarów jeszcze o 2 - 3 miejsca, odkryłby tzw. relatywistyczny defekt masy, przewidziany nieco później w teorii Einsteina. „Dzisiaj już rozumiemy - pisze Kapica - że Landoldt był bardzo blisko odkrycia jednego z najbar- J. S z y m a ń s k i, Rola teorii i techniki w eksperymentalnym testowaniu wiedzy, Poznań 1982; B. D i x o n, Nie igra się z nauką, tt. H. Pawlikowska, Warszawa 1984. 18 P.L. Kapica, Przyszłość nauki, w: P.L. Kapica, W.N. S t o 1 e t o w, R.G. H a v e 1 o c k, K.D. B e n n e, J.R. P 1 a 11 i in., Przyczynek do rozwoju nauki w świecie współczesnym, Warszawa 1969. 147 dziej fundamentalnych praw przyrody'' . Lecz nawet gdyby poświęcił jeszcze wiele lat na zwiększenie dokładności swoich pomiarów, czy współcześni uwierzyliby, że ostatnie miejsce po przecinku kryje w sobie wielkie odkrycie? I czy potrafiliby je zinterpretować? „Życie podpowiada, że dopóki rozwiązanie zadania znanymi metodami znajduje się na granicy dokładności doświadczalnej, przekonywającym może być ono tylko wtedy, kiedy sama przyroda podpowie nowy sposób jego rozwiązania' - kończy P.L. Kapica. Przykład ten koresponduje bardzo wyraźnie z rozważaniami P. Galisona o zakończeniu eksperymentu. I Galison i pozostali eksperymentaliści istotny sens powtórzeń eksperymentu widzą w ustalaniu stałych, lub, jak w powyższym przypadku, sprawdzaniu uniwersalnych praw przyrody. Widać tutaj, że w pewnym szczególnym sensie nie widać końca badań eksperymentalnych. Doskonaląca się technika daje możliwość coraz subtelniejszych dociekań teoretycznych. Poziom rozwoju techniki badawczej wyznacza pewien pułap naukowości, pewien horyzont odkryć możliwych. A zatem technika, w dynamicznym sprzężeniu z teorią, wyznacza określoną postać naukowości danego czasu, kształtuje zręby paradygmatów naukowych, wyznacza cele badań. Poczyniwszy te ogólne uwagi, przejdźmy do rozważenia dwóch istotnych nurtów, którymi zdaje się płynąć eksperymentowanie współczesności. Jednym z nich jest pogłębianie penetracji obszarów mikroświata. Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z 1990 r., J.I. Friedman, H.W. Kendall i R.E. Taylor, otrzymali ją za rozbudowanie kwarkowego modelu fizyki cząstek. Z zastosowaniem gigantycznych akceleratorów odkryto nową cząstkę, której istnienie dało się wyjaśnić tylko tym, że w jej skład powinien wchodzić kwark czwarty - kwark „powabny". Hipoteza czysto matematyczna uzyskała wyjaśnienie fizykalne. Hipoteza i teoria przewidziały istnienie tej efemerycznej cząstki, technika badawcza odkryła jej istnienie. Badacze mają podstawy, aby oczekiwać, że z jej pomocą ujawnione zostaną pozostałe i być może ostateczne elementy materii istniejące w stanie związanym, wewnątrz hadronów. Nikt jednak nie potrafi dzisiaj przewidzieć, do jakich celów poznawczych mogą zostać użyte i w jakiego rodzaju urządzeniach zastosowane. Tę szczególną sytuację badań w dziedzinie mikrofizyki dobrze oddaje stanowisko realizmu dotyczącego przedmiotów teoretycznych, reprezentowane m.in. przez I. Hac-kinga (por. § 1.4.3). W „łańcuchu bytów", jak mówi Hacking, prowadzącym w głąb mikroświata, badając obiekty jednego rodzaju - posługujemy się obiektami innych rodzajów. Zazwyczaj przedmioty o bardziej złożonej strukturze badamy za pomocą obiektów o niższej strukturze - np. atomy za pomocą elektronów. Tym samym realność poszczególnych poziomów Bytu łańcuchowo się potwierdza; jednocześnie zaś wskazany kierunek potwierdzania realności ukazuje drogę możliwego eksperymentowania. Eksperymenty w skali mikro, w „ujemnej nieskończoności", to jeden z horyzontów eksperymentowania, jeden z biegunów ludzkiej sztuki eksperymentu. Drugi, równie odległy, to eksperymenty dotyczące wielkich obiektów, skali planety lub skali kosmicznej. Pierwsze, w skali planetarnej, stały się rzeczywistością w dużej mierze niezamierzoną, od kiedy Ziemia skurczyła się do rozmiarów „globalnej wioski"; lecz i w dziedzinie eksperymentów planowanych dokonywane są przedsięwzięcia ogromne. Należy do nich 19 Tamże, s. 8. Tamże, s. 11. 148 słynny eksperyment ekologiczny „Biosfera II" przeprowadzany w Arizonie. Przedsięwzięcie to stanowić ma wstęp do budowy załogowej stacji planetarnej na Marsie, która, być może, powstanie jeszcze w naszym stuleciu. Wobec niedawnego odkrycia przez A. Wolszczana i D. Fraila dwóch planet okrążających odległą gwiazdę (parę pulsarów odległych od Ziemi o 1 630 lat świetlnych), plany tego rodzaju przedsięwzięć nabierają konkretnego, chociaż bardzo perspektywistycznego sensu. W literaturze metodologicznej pojawia się od pewnego czasu problem, czy astronomia jest (lub staje się) nauką eksperymentalną. Interesującą koncepcję „kosmizacji" eksperymentu przedstawia A.D. Ursuł . Stwierdza on, iż na historię kosmonautyki złożyły się: - idee i teorie; - eksperymenty naziemne; - wyniesienie pierwszych satelitów na orbitę okołoziemską; - loty pojazdów kosmicznych z załogą ludzką po orbicie okołoziemskiej; lądowanie ludzi na Księżycu. Statki kosmiczne wynoszą w przestrzeń teleskopy, spektroskopy i inny sprzęt pomiarowy. Sondy kosmiczne lądują na Księżycu, Wenus i Marsie. Aparatura badawcza odbywa „podróże naukowe". Rozszerzenie możliwości obserwacji dokonuje się za sprawą eksperymentu kosmicznego, który w fazie obecnej polega na obserwacji Ziemi lub innych obiektów z Kosmosu. A.D. Ursuł jest zdania, że przebywszy etapy: geocen-tryzmu, kosmicznego geocentryzmu, antropogeokosmizmu, ludzkość na początku XXI wieku wejdzie w erę oswajania kosmosu. W tym kierunku badań niemożliwe będzie „oszukanie" przestrzeni i nieodkrytych światów drogą symulacji komputerowej lub zunifikowanej teorii. W dziedzinie eksploracji kosmosu nic nie zastąpi realnego odkrywania i realnego, nie symulowanego ich badania. Szerokie perspektywy roztaczają się niewątpliwie przed symulowanymi badaniami komputerowymi i tzw. eksperymentami imitacyjnymi w wielu skomplikowanych dziedzinach przyrodoznawstwa i technologii. Zagadnieniom tym poświęcono sporo uwagi w rozdziałach poprzednich; tutaj zaprezentujemy prospektywny punkt widzenia. Ostatnie lata przyniosły przełomowe sukcesy w tworzeniu za pomocą komputerów tzw. „rzeczywistości wirtualnej". Możliwość taką przewidywał w latach sześćdziesiątych S. Lem , jako tzw. fantomatykę. Fantomatyka oznacza kreowanie rzeczywistości „równoległej" lub „alternatywnej", w którą badacz może wkraczać za pośrednictwem specjalnych instalacji audio-wizualno-mechanicznych. Wynalazek taki, bliski już realizacji, może okazać się błogosławieństwem dla osób niewidzących lub niesłyszących, które zachowały mózgowe ośrodki wzroku i słuchu. Fantomatyka zapewnić może najwyższej jakości (bo nieodróżnialne od rzeczywistych) sytuacje treningowe, szkolące i badawcze w szerokim obszarze dyscyplin inżynieryjnych, przyrodniczych i społecznych. Jeżeli prognozy te staną się rzeczywistością, pojawią się i paradoksy, o których dotychczas filozofom się nawet nie śniło... W dziedzinie computer science przewiduje się w najbliższej przyszłości skonstruowanie neuralnetu - komputera zbudowanego na wzór sieci komórek nerwowych mózgu ludzkiego; powstanie zatem „sztuczna inteligencja", która ma rozumieć mowę, rozpoznawać obrazy itp. Czy i pod innymi względami będzie podobna do ludzkiej? Czy, po- A. D. U r s u ł, Kosmonawtika, ekspierimient, praktika, w: Ekspierimient, modiel, tieorja, (praca zbiór.), Moskwa-Berlin 1982. 22 S. L e m, Summa technologiae, Kraków 1973, s. 256 - 309. 149 za możliwością budowy robotów wyposażonych w neurokomputery, sztuczna inteligencja stworzy możliwości współpracy naukowej? Wśród prognoz rozwoju nauk doświadczalnych na najbliższe lata trzy kolejne budzą wiele oczekiwań; dwie z tych prognoz wydają się zdecydowanie optymistyczne, obiecujące dla ludzkos'ci. Wykorzystanie paliwa wodorowego w pojazdach powinno zdecydowanie poprawić stan czystości atmosfery. Zjawisko nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego, jeśli stanie się podstawą technologii przemysłowych i urządzeń codziennego użytku, zażegnać może wizję kryzysu energetycznego wraz ze wszystkimi jego negatywnymi skutkami. Więcej natomiast obaw i niepokojów budzi realizowany w największych laboratoriach światowych program GENOM. Jego celem jest opracowanie - także przed końcem stulecia - całościowej „mapy genetycznej" człowieka. Czy „mapa" ta w istocie odsłoni przed ludźmi tajemnicę ich człowieczeństwa? 10.3. Uwagi końcowe Spoglądając w przyszłość, ku szerokim horyzontom otwierającym się przed eksperymentalnymi badaniami naukowymi, trudno nie podzielić zdziwienia, wyrażonego swego czasu przez J. Fourastie : „Jak to się stało, że dopiero my, ludzie XX wieku, uprzytomniliśmy sobie, że metoda eksperymentalna od samego początku leżała w zasięgu możliwości umysłów takich, jak nasze? Dlaczego nie odkryliśmy i nie zastosowaliśmy jej kilka tysięcy lat wcześniej? Dlaczego jest ona jeszcze na ogół mało znana lub źle rozumiana?'' Pytania tego rodzaju nie są bynajmniej retoryczne. Każą zastanowić się nad długą drogą rozwoju eksperymentowania, zanim z działalności „instynktownej" przekształciło się w rzetelną, płodną poznawczo i godną zaufania metodę poznawczą. Tempo tej ewolucji nasiliło się znacznie, gdy eksperyment włączyła do arsenału swoich środków poznawczych rozwijająca się nauka nowożytna. Już wówczas, w początkach XVII stulecia, ważnym odkryciem przenikliwego filozofa stało się rozpoznanie, iż „(...) metoda doświadczalna, jaką ludzie obecnie stosują, jest ślepa i niemądra. Toteż błąkając się i wałęsając bez żadnej pewnej drogi i czerpiąc wiadomości jedynie z przypadkowo spotkanych rzeczy, wielu sprawami się zajmują, lecz mało posuwają się naprzód. Niekiedy pełni są radości, to znów ogarnia ich niepokój, lecz zawsze znajdują sobie przedmiot dalszych poszukiwań. Przeważnie zaś zdarza się, że ludzie robią eksperymenty lekkomyślnie i jakby dla zabawy - wprowadzając do poznanych już eksperymentów maleńkie zmiany, a jeżeli się rzecz nie udaje - zniechęcają się i odstępują od przedsięwzięcia" . Początki systematycznych badań eksperymentalnych nie były łatwe. Uczeni eksperymentowali jak gdyby po omacku, w mało ukierunkowany sposób próbując zmieniać własności rzeczy i badając ich podatność na kierowane ku nim oddziaływania. Sami badacze zaś, raz „pełni radości", to znów „ogarnięci niepokojem", zdobywali w trudzie pracy przekonanie o efektywności swych działań, przeświadczenie o skuteczności metody. Uczyli się dopiero eksperymentu, jako sposobu dialogu z naturą. Gdy eksperymentowanie w początkach naszego stulecia szerokim frontem wkroczyło do nauki, stało się jasne, że działalność ta nie jest tylko zbiorem, prostą sumą wykonanych eksperymentów. Nie oznacza także badania tylko poszczególnych klas obiektów J.Fourastie, Myśli przewodnie, Warszawa 1972, s. 51. F. B a c o n, Novum Organum, tł. J. Wikarjak, Warszawa 1955, s. 92. 150 czy zjawisk. Jest rozległą, historycznie zmienną formą społecznej praktyki badawczej. Na rozwój badań empirycznych spojrzeć można jako na proces, w którym, oprócz efektów istotnych dla przyrodoznawstwa, powstawała i narastała nowa wiedza - wiedza o samym eksperymentowaniu. Badacze, eksperymentując - uczyli się eksperymentować, a czasy współczesne są* niewątpliwie okresem uświadamiania i podsumowywania tej niejako ubocznej, nowej wiedzy. Trawestując powiedzenie Bacona, rzec można, iż w badaniach eksperymentalnych mieści się „tyle sztuki - ile niewiedzy". Sztuka badań eksperymentalnych pozostaje „sztuką" dopóty, dopóki brak środków w postaci ścisłych teorii i rachunku matematycznego, które pozwoliłyby ten „przyziemny" sposób prowadzenia badań zastąpić teorią. Czy kiedykolwiek będzie to możliwe? - prawdopodobnie nie, z powodów, o których pisał Weizsacker, i dlatego, że nie zechcą tego uczynić sami badacze. Z pewnością jednak samo eksperymentowanie będzie musiało zmienić się znacznie, a zadaniem uczonych stanie się zmiany te zrozumieć, przyswoić, zastosować. Truizmem będzie stwierdzenie, że eksperymentowanie w nauce przeszło długą drogę od czasów, gdy Galileusz toczył kule po równi pochyłej; spontaniczność badań pierwszych wielkich uczonych nowożytnych ustąpiła metodycznej, świadomej działalności. Wyrazem tego procesu jest, między innymi, komputeryzacja eksperymentów, rozwój metod matematycznych i modelowych, powstanie matematycznych teorii planowania eksperymentu. Wyrafinowane badania empiryczne konkurują z coraz bardziej skomplikowanymi matematycznie i pojęciowo teoriami. „Sztuka", próbując doścignąć zmatematyzowaną wiedzę teoretyczną, staje się z konieczności coraz bardziej naukowa. I znów wracając do Bacona rzec można, że w badaniach empirycznych eksperymentatorzy osiągają tyle władzy nad zjawiskami, ile włożyli w nie wiedzy. W kręgu nowego eksperymentalizmu powstały określenia technicznie dobrego (technically good) i pojęciowo ważnego (conceptually important) eksperymentu. A. Franklin25, który pojęcia te wprowadził i scharakteryzował, oba typy eksperymentów traktował początkowo rozłącznie. Eksperyment „dobry technicznie" niekoniecznie musiał być „ważny pojęciowo", i odwrotnie. Franklin podawał przykłady eksperymentów z 1927 r. Davisona i Germera, które przekonały badaczy do falowej natury elektronu, oraz eksperymentów z 1957 r. Friedmana, Garwina i Wu nad niezachowaniem parzystości. A. Franklin uznaje, że były to eksperymenty ogromnie ważne teoretycznie, lecz nie odznaczały się perfekcją techniczną. Oba te warunki spełniały natomiast eksperymenty Millikana z pomiarem ładunków elektronu na kroplach oleju. O innych aspektach relacji między eksperymentami dobrymi technicznie i ważnymi pojęciowo pisze T. Lai w krótkim artykule poświęconych cechom eksperymentów współczesnej nauki. Wykazuje on, że do zaplanowania eksperymentu potrzeba nie mniejszej pomysłowości i kreatywności niż dla skonstruowania teorii. Rygoryzm ekspertyz i surowość osądu naukowego, stosowanych wobec eksperymentów, są w dzisiejszej nauce bardzo wysokie. Idąc śladem rozważań obu autorów, M. Morrison zastanawia się nad rolą technicznie dobrych eksperymentów w podnoszeniu statusu uza- 25 A. F r a n k 1 i n, What Makes a „Good" Experiment?, Brit. Jour. Phil. Sci., 32, 1981, s. 367 - 374. 26 T. L a i, On the Philosophical Relevance of Technically Good Experiments\ Brit. Jour. Phil. Sci., 35, 1984, s. 156-159. 27 M. M o r r i s o n, Morę on the Relationship Between Technically Good and Conceptually Important Experiments, Brit. Jour. Phil. Sci., 37, 1986, s. 101 - 122. 151 sadnień eksperymentalnych uznawanych za pojęciowo znaczące. Jej obszerne studium dotyczy historii badań nad subtelną strukturą widma atomu wodoru. W rozwoju tych badań znajduje autorka liczne momenty świadczące o tym, że eksperymenty dobre i wiarygodne technicznie stały się pojęciowo istotne i zapoczątkowały rozwój nowej gałęzi fizyki — elektrodynamiki kwantowej. Eksperymentowanie naukowe zmienia się zatem i ewoluuje w wielu kierunkach. Najbardziej spektakularne drogi tego rozwoju, to badania w obszarze mikro- i mega--świata, wyrafinowane badania w dziedzinie medycyny, biochemii i fizjologii, „inżynieria materiałowa", czyli wytwarzanie materiałów o z góry zadanych własnościach itp. W aspekcie teoretycznym eksperymenty stają się coraz bardziej skomplikowane: sztuka techniczno-eksperymentalna podźwignąć musi coraz subtelniejsze i bardziej wyrafinowane problemy stawiane przez teorię. Nie tylko zresztą przez nią. Nie można zapominać, że nauka współczesna, jak żadna do tej pory, rozwiązuje szereg problemów technicznych związanych z bytowaniem człowieka w sztucznych niszach cywilizacyjnych. Problematyka ta zasila główne źródła finansowania nauki i nie ma od niej ucieczki. Oblicze nauk eksperymentalnych z racji zróżnicowania metod i wielości wykorzystywanych środków zmienia się szybciej, niż kanony klasycznej metodologii nauk. „Kultura eksperymentalna" współczesnej nauki stanowi integralną część „ekspery-mentalistycznej" cywilizacji końca XX wieku. Można nawet zaryzykować twierdzenie, że stanowi jej siłę napędową. Jest więc rzeczą zrozumiałą, że o nowej, i w pewnej mierze szczególnej sytuacji eksperymentu w nauce mówią dzisiaj filozofowie wywodzący się z rzesz naukowców - nowi eksperymentaliści. Wydaje się, że racjonalność strategii eksperymentalnych, surowość osądu ekspertów, inżynieryjno-operacyjna znajomość aparatury, korzystanie w jej budowie z dobrze uzasadnionych teorii - to zbiór kryteriów, za pomocą których można dzisiaj skutecznie oceniać rzetelność badań eksperymentalnych. Od czasów, gdy Galileusz miarą własnego pulsu i głosu wyznaczał okresy zdarzeń, zmieniło się radykalnie instrumentarium badawcze, strategie eksperymentalne i metodyczne kryteria oceny wyników. Zmieniła się także perspektywa filozoficznego postrzegania i wartościowania eksperymentu. Przyswojeniu i akceptacji uległa przede wszystkim „sztuczność" sytuacji eksperymentalnych. Filozofowie przyjęli do wiadomości i włączyli do rozważań nad kulturą i współczesnym kształtem świata „demoniczne moce" wyzwolone w pracowniach naukowych. Eksperymentowanie, jako forma aktywnego, twórczego sposobu poznawania i kształtowania świata uzyskała także należne miejsce w filozofii i metodologii nauk. Czy jednak zmieniła się wiele istota, najgłębsza treść eksperymentu naukowego? Pozostaje on stale miejscem sokratycznego dialogu - lub gry - z przyrodą, sposobem kreowania zjawisk, spotkaniem myśli i rzeczy. Jak dawniej, tak i dzisiaj, jest sytuacją, w której sztuka rąk i umysłu badacza wybiega ku nierozpoznanym zjawiskom, lub tworzy nowe, tylko w laboratoriach możliwe. Jak dawniej, tak i dzisiaj badacze ufają, iż obcują z realnością prawdziwie im daną. Sztuka eksperymentalna pozostała twórczością i autentyczną potrzebą ludzi nauki. Trwają oni w swoich pracowniach w głębokim przekonaniu, że poprzez nich samych i poprzez ich sztukę wypowiada się świat - i że nie znamy lepszego sposobu nawiązania z nim kontaktu. Literatura Achnazarowa S.Ł., Kafarow W.W., Optymalizacja eksperymentu w chemii i technologii chemicznej, tł. A.Kość, J. Przyłubski, C. Różycki, Warszawa 1982, WNT. Achutin A.W., Istorija princypow fiziczeskogo ekspierimienta. Ot anticznosti do XVII w., Moskwa 1976, Izd. Nauka. Ackermann R., The New Experimentalism, Brit. J. Phil. Sci., 40, 1989, s. 185 - 190. Ackoff R.L., Decyzje optymalne w badaniach stosowanych, tł. B. Walentynowicz, Warszawa 1969, PWN. Ajdukiewicz K., Logika pragmatyczna, Warszawa 1974, PWN. Ajdukiewicz K., Język i poznanie, Warszawa 1985, PIW. Amsterdamski S., Między doświadczeniem a metafizyką, Warszawa 1973, PIW. Amsterdamski S., Między historią a metodą, Warszawa 1983, PIW. Amsterdamski S., Nauka a porządek świata, Warszawa 1983, PIW. Bacon F., Novum Organum, tł. J. Wikarjak, Warszawa 1955, PIW. Basów N.G., Kwantowaja elektronika i fiłosofija, w: Dialektika w naukach o prirodie i czełowiekie, Moskwa 1983. Bernal J.D., Nauka w dziejach, tł. S. Garczyński, Warszawa 1957, PWN. Beveridge W.I.B., Sztuka badań naukowych, tł. L. Żebrowski, Warszawa 1960, PZWL. Białkowski G., Całopalenie, Warszawa 1986, Czytelnik. Bloor D., How Experiments End, by P. Galison, „Social Studies of Science", vol. 21, 1991,s. 186- 189. Bós J., Durch modernę Forschungstechnologie zu hoheres Effektwitat, ,,Spektrum"(15) 1969, s. 23 - 29. Bradley J.,Mach's Philosophy of Science, London, 1971. Brenker H., Drevermann H., Grab Ch., Rademakers A.A., Stone H., Na tropach cząstek, „Świat Nauki", (10)1991,s.38-44. Bronowski J., Źródła wiedzy i wyobraźni, tł. S. Amsterdamski, Warszawa 1984, PIW. Brown J.R., The Laboratory of the Mind. Thought Experiments in the Natural Sciences, London, New York 1991. Brzeziński J., Stachowski R., Zastosowanie analizy wariancji w eksperymentalnych badaniach psychologicznych, Warszawa 1984, PWN. Brzeziński J., Empiryczne kryteria istotności zmiennych, w. Odkrycie, abstrakcja, prawda, empiria, historia a idealizacja, (red. A. Klawiter, L. Nowak), Poznań 1979. Butterfield H., Rodowód współczesnej nauki 1300 - 1800, tł. H. Krahelska, Warszawa 1963, PWN. Byków W.W., Naucznyj ekspierimient, Moskwa 1989, Izd. Nauka. Cackowski Z., O teorii poznania i poznawania, Warszawa 1968, PZWS. Cackowski Z., Człowiek jako podmiot działania praktycznego i poznawczego, Warszawa 1979, KiW. Carroll L., Przygody Alicji w krainie czarów. O tym, co Alicja odkryła po drugiej stronie lustra, tł. M. Słom- czyński, Warszawa 1975, Czytelnik. Cassirer E., Esej o człowieku, tł. A. Staniewska, Warszawa 1971, Czytelnik. Chramowicz M.A., Naucznyi ekspierimient, jego miesto i roi w poznanii, Mińsk 1972. Churchman C.W., Theory of Experimental Inference, New York 1960. 153 Cochran W.G., Cox G.M., Experimental Design, New York 1960. Cohen I.B., Franklin and Newton: An Inąuiry into Speculative Newtonian Experimental Science and Frank- lin's Work in Electricity as an Example Thereof, Philadelphia 1956. Comte A., Metoda pozytywna w szesnastu wykładach, tł. W. Wojciechowska, Kraków 1961, PWN. Czarnocka M., Zmiany pojęcia obserwacji w naukach przyrodniczych, „Panta Rei" II (red. S. Butryn), 1986, s. 219-244. Czarnocka M., Obserwacja a eksperyment, „Studia Filozoficzne" (4) 1989, s. 117- 131. Dewey J., Wybór pism pedagogicznych, opr. J. Pięter, Ossolineum, Wrocław 1967. Diemer A., Grundriss der Philosophie, Band I, II, Meisenheim am Glan 1962. Dingler H., Das Experiment. Sein Wesen und seine Geschichte, Mtinchen 1928, Verlag Ernst Reinhardt. Dingler H., Grundlinien einen Kritik und exakten Theorie der Wissenschaften, insbesondere der mathemati- schen, Miinchen 1907. Dingler H., Der Glaube an die Weltmaschine und seine Uberwindung, Stuttgart 1932. Dingler H., Das Geltungsproblem als Fundament aller strengen Naturwissenschaft und das Irrationale, w: Na- turwissenschaft, Religion, Weltanschauung, Clausthal - Zellerfeld 1949. Dingler H., Grundriss der methodischen Philosophie. Die Losungen der philosophischen Hauptprobleme, Fiissen 1949. Dingler H., Die Ergreifung der Wiklichen, Miinchen 1955. Dirac P.A.M., The Evolution of Physicists Picture of Naturę, „Scientific American", May 1963. Dixon B., Nie igra się z nauką, tł. H. Pawlikowska, Warszawa 1984, PIW. Duhem P., Ziel und Struktur der physikalischen Theorien, tł. F. Adler, Hamburg 1978. Einstein A., Mój obraz świata, tł. S. Łukomski, Warszawa 1935, Wyd. Fruchtmana. Einstein A., Infeld L., Ewolucja fizyki, tł. R. Gajewski, Warszawa 1959, PWN. Encyklopedia Techniki. Chemia (red. zbiór.) Warszawa 1972, WNT. Engels F., Dialektyka przyrody, tł. W. Zabłudowski, Warszawa 1979, PWN. Engels F., Ludwik Feuerbach i zmierzch klasycznej filozofii niemieckiej, w: K. Marks, F.Engels, Dzieła, Warszawa 1949. Enzyklopadie Philosophie und Wissenschaftstheorie, Mannheim, Wien, Zurich 1980. Faraday M., Experimental Resources in Chemistry and Physics,London, New York, Philadelphia 1991. Feynman R.P., Leighton R.B., Sands M., Feynmana wykłady z fizyki, tł. T. Butler, M. Grynberg, A. Jure- wicz, M. Kozłowski, Warszawa 1974, PWN. Filozofia a nauka (praca zbiór.), Ossolineum, Wrocław 1987. Fiłosofskij słowar' (praca zbiór.) Moskwa 1980. Fisher R.A., Statistical Methods for Research Workers, Edinburgh 1930. Fisher R.A., The Design of Experiment, New York 1960. Fleck L., Genesis and Development of a Scientific Fact, Chicago, London 1979. Fourastie J., Myśli przewodnie, tł. T. Jaworski, J. Lindner, Warszawa 1972, PIW. Fraassen B.C. van, The Scientific Image, Clarendon 1980. Fraassen B.C. van, Zachować zjawiska, tł. A. Chmielecki, „Literatura na Świecie" (5) 1991, s. 88 - 99. Franklin A., The Neglect of Experiment, Cambridge 1986. Franklin A., What Makes a „Good" Experiment?, Brit. J. Phil. Sci., 32, 1981, s. 367 - 374. Galison P., How Experiments End, Chicago, London 1987. Gamow G., Mr Tomkins w krainie czarów, tł. B. Wójtowicz-Natanson, L. Natanson, M. Nowakowska- Hurwic, Warszawa 1962, PWN. Gandevia S.C., A Human Factor in „Good" Experiments, Brit. J. Phil. Sci., 37, 1986, s. 463 - 466. Giedymin J., Problemy, założenia, rozstrzygnięcia, Poznań, 1964, PWN. Giza P., Realizm I. Hackinga a konstruktywny empiryzm B. van Fraassena, praca doktorska pod kier. E. Pie- truskiej-Madej (maszynopis), Uniwersytet Warszawski 1991. Głuszkow W.M., Matiematizacyja naucznogo znanijai tieorija rieszenij, „Woprosy fiłosofii" (1) 1978. Goethe J.W., Faust, tł. W. Konopka, Warszawa 1986, PIW. Gooding D., Experiment in the Making of Meaning. Human Agency in Scientific Observation and Experi- ment, Kluwer Academic Publishers, 1990. Gorn E., Die Philosophie Hugo Dinglers, Dusseldorf 1960. Greenwood E., Experimental Sociology, New York 1945. Grobler A., Między realizmem a instrumentalizmem: empiryzm konstruktywny, „Colloquia Communia" (1 - 3) 1991, s. 5-17. 154 Guerlac H., Lavoisier - the Crucial Year: The Background and Origin of His First Experiments on Combu- stion in 1772, Ithaca 1961. Gutting G., Gaston Bachelards Philosophy of Science, „International Studies in the Philosophy of Science", vol. 2, No.l, Autumn 1987, s. 55-71. Habcrmas J., Teoria i praktyka, tl. M. Łukasiewicz, Z. Krasnodębski, Warszawa 1983, PIW. Hacking I., Representing and Intervening, Cambridge 1983. Hacking I., Experimentation and Scientific Realism, w: Scientific Realism, (red. J. Leplin), Berkeley, Los Angeles, Boston 1984, s. 154 - 172. Hacking I., Do We See Through a Microscope? , w: Images of Science (red. Churchland P.M., Hooker C.A.), Chicago, London 1985, s. 132- 152. Hali R.A., Rewolucja naukowa 1500 - 1800. Kształtowanie się nowożytnej postawy naukowej, tl. T. Zembrzu- ski, Warszawa 1966, PIW. Heidegger M., Budować, mieszkać, myśleć, tł. K. Michalski, Warszawa 1977, Czytelnik. Heisenberg W., Ponad granicami, tł. K. Wolicki, Warszawa 1979, PIW. Heisenberg W., Część i całość, tł. K. Napiórkowski, Warszawa 1987, PIW. Heller W., Planowanie badań doświadczalnych w naukach technicznych - analiza metodologiczna. Praca doktorska pod kier. J. Szymańskiego (maszynopis), Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Poznań 1985. Heller W., Rozwój metod planowania badań doświadczalnych w naukach technicznych jako czynnik postępu tych nauk, w: Szkice o rozwoju nauki, (red. J. Such, E. Pakszys), Poznań 1986, Wyd. Nauk. UAM, s. 73-83. Herschel J.F.W., Wstęp do badań przyrodniczych, tł. T. Pawłowski, Warszawa 1955, PWN. Historisches Worterbuch der Philosophie (red. J. Ritter, K. Grunder), Basel-Stuttgart 1984. Hoffman R., Natural/Unnatural, „Interdisciplinary Science Reviews", 1991, vol. 16, No. 2, s. 161 - 168. Holmes F.L., Do We Understand Historically How Experimental Knowledge is Acquired? „History of Science" XXX, 1992, s. 119- 136. Hooke R., Shaffer D., Modele matematyczne a rzeczywistość, tł. L. Kubik, Warszawa 1969, PWN. Horz H., Sootnoszenije mieżdu ekspierimientom, modielju i tieorijej w processie jestiestwiennogo naucznogo poznanija, w: Ekspierimient, modiel, tieorija, Moskwa-Berlin 1982. Huizinga J., Zabawa jako źródło kultury, tl. M. Kurecka, W.Wirpsza, Warszawa 1985, Czytelnik. Infeld L., Szkice z przeszłości, Warszawa 1964, PIW. International Encyclopedia of the Social Sciences, New York 1968. International Encyclopedia of Unified Sciences, Chicago, Illinois 1938. Jevons W.J., Zasady nauki, tł. M. Choynowski, B.J. Gawecki, Warszawa 1960, PWN. Jevons W.J., Logika, tł. Cz. Znamierowski, Warszawa 1936, Nasza Księgarnia. Kapica P.L., Eksperyment, teoria, praktyka, tł. J. Kempa, Warszawa 1987, PWN. Kapica P.L., Stoletow W.N., Havelock R.G., Benne K.D. i inni, Przyczynki do rozwoju naufri w świecie współczesnym, Warszawa 1969. Kiedrow F., Kapica, żyzń i otkrytija, Moskwa 1979. Kmita J., O kulturze symbolicznej, Warszawa 1982, COM i UP. Kopaliński W., Słownik wyrazów obcych i zwrotów obcojęzycznych, Warszawa 1988, WP. Kopnin P.W., Ekspierimient i jego roi w poznanii, „Woprosy fiłosofii" (4) 1955, s. 29 - 43. Korch H., Zur Kritik des physikalischen Idealismus, Berlin 1959. Kornas S., Współczesne eksperymenty medyczne w ocenie etyki katolickiej, Częstochowa 1986, Regina Poloniae. Kotarbiński T., Program Bacona, „Przegląd Humanistyczny", Kraków, PAU, 1932, s. 1 -22. Kotarbiński T. Elementy teorii poznania, logiki formalnej i metodologii nauk, Wrocław-Warszawa-Kraków- -Gdańsk-Łódź 1990. Krajewski W., Correspondence Principle and Growth of Science, Dordrecht 1977. Krajewski W., Prawa nauki, Warszawa 1982, KiW. Krajewski W., Czy prawa nauki są prawdziwe? (rec. książki N. Cartwright, How the Laws of Physics Lie?, Oxford 1983), „Studia Filozoficzne" (5) 1986. Kubicki R., Sójka J., Zeidler P., Problem destrukcji pojęcia prawdy, Poznań 1992, Wyd. Nauk. Inst. Filozofii UAM. Kuhn T.S., Dwa bieguny, tł. S. Amsterdamski, Warszawa 1985, PIW. Kurner W., Induktion, Wahrscheinlichkeit und Experiment, w: Philosophie und Naturwissenschaften in Ver- gangenheit und Gegenwart, Heft V, Philosophische Probleme der Logik, Berlin 1978, s. 23 - 37. 155 Lai T., On the Philosophical Relevance of Technically Good Experiments', Brit J Phil Sci 35 i Q«A s. 156-159. " ' ' Lanius K, Grotę C, Klugov J., Peter C, Zur Verbesserung der Technologie der Forschung, Spektrum" (15) 1969, s. 189- 191. Laue M. von, Historia fizyki, tł. A. Teske, Warszawa 1960, PWN. Lederman L.M., Drugie neutrino, w: Na tropach cząstek, (red. K. Majewski), tł. W. Majewski, Warszawa 1967, PWN. Leksykon PWN (praca zbiór.), Warszawa 1972, PWN. Lem S., Summa technologiae, Kraków 1973, Wydawnictwo Literackie. Lenin W., Materializm a empiriokrytycyzm, Warszawa 1984, KiW. Lenzen V.F., Procedures of Empirical Sciences, w: International Encyclopedia of Unified Science,vol 1 No. 5, Chicago, Illinois 1938. Leplin J., The Role of Experiment in Theory Construction, „International Studies in the Philosophy of Sciences" vol. 2 , No 1, Autumn 1987, s. 72 - 83. Lotz G., Wissenschaftsanalyse und Forschungstechnologie, w: Strategiebildung in Wissenschaft und Technik Berlin 1978. Łomonosow M., Pisma filozoficzne, tł. K. Błeszyński, B.J. Gawecki, I. Złotowski, Warszawa 1956, PWN. Łosiew A.F., Istorija anticznoj estetiki rannogo ktassika, Moskwa 1963, Izd. Nauka. Mach E., Knowledge and Error, tł. T.J. McCormack, Dordrecht Holland, Boston USA, 1976. Mach E., Die Aenlichkeit und die Analogie als Leitmotiv der Forschung, „Annalen der Naturphilosophie" (1) 1902, s. 3 - 14. Mach E., Ueber Gedankexperimente, „Zeitschrift fur physikalische und chemische Unterricht'' No. X, 1897. Makarewiczus K., Miesto myslennogo ekspierimienta w poznanii, Moskwa 1971, Izd. Nauka. Mała encyklopedia logiki, (red. W. Marciszewski), Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk-Łódź 1988. Mańczak K., Technika planowania eksperymentu, Warszawa 1976, WNT. Marks K., Engels F„ Dzieła wybrane, Warszawa 1949. Matiematiczeskoje obiespieczenije słożnogo ekspierimienta, (red. 1.1. Laszko) t. I - V, Kijew 1982, Izd. Nauk. Dumka. Maurin K., Matematyka jako język i sztuka, w: Wizje człowieka i społeczeństwa w teoriach i badaniach naukowych, (red. S. Nowak), Warszawa 1984, s. 253 - 278. Mechling J., Homo Ludens, Subsp. Scientiflcus, „Play & Culture", vol. 4, No. 3, Aug. 1991, s. 258 - 271. Michałowski K., Technika grecka, Warszawa 1959, PWN. Mili J.S., System logiki dedukcyjnej i indukcyjnej, 1.1 i II, tł. Cz. Znamierowski, Warszawa 1962, PWN. Moisiejew N.N., Matiematika stawit ekspierimient, Moskwa 1979. Morrison M., Morę on the Relationship between Technically Good and Conceptually Important Experiments: A Case Study, Brit. J. Phil. Sci., 37, 1986, s. 101 -122. Mostiepanienko M.W., Myslennyj ekspierimient i problema formirowanija tieorieticzeskogo znanija, „Wo-prosy fiłosofii" (2) 1973, s. 94 - 101. Moszkowski A., A. Einstein. Rzut oka na świat jego myśli, Łódź 1922. Musgrave A., Realizm a konstruktywny empiryzm, tł. M. Kwiek, „Colloquia Communia" (1-3) 1991, s. 19-42. Nalimow W.W., Czernowa N.A., Statisticzeskije mietody płanirowanija ekstriemalnych ekspierimientow, Moskwa 1965. Nalimow W.W., Mulczenko Z.M., Naukometria, tł. S. Zasada, Warszawa 1971, WNT. Nowak I., Dialektyczna korespondencja w rozwoju nauki, Warszawa-Poznań 1975, PWN. Nowak L„ U podstaw marksistowskiej metodologii nauk, Warszawa 1971, PWN. Nowak L„ Zasady marksistowskiej filozofii nauki, Warszawa 1974, PWN. Nowak L., Wstęp do idealizacyjnej teorii nauki, Warszawa 1977, PWN. Nowak S. (red.) Wizje człowieka i społeczeństwa w teoriach i badaniach naukowych, Warszawa 1984, PWN. Olczyk S., Przanowski M., Fizyka jako filozofia: przypadek C.F. von Weizsackera, w: Wizje człowieka i społeczeństwa w teoriach i badaniach naukowych, (red. S. Nowak), Warszawa 1984, s. 229 - 252. Omieljanowskij M.E., Ekspierimientalnoje nabludienije, tieorija i praktika w fiziczeskoj naukie, „Woprosy fiłosofii" (10) 1976. Omieljanowskij M.E., Objektiwnoje i subjektiwnoje w kwantowoj tieorii, „Woprosy fiłosofii" (6) 1974. Ostwald W., Jak powstała chemia, tł. L. Bruneri S. Tołłoczko, Lwów 1910. Pabis S., Metodologia i metody nauk empirycznych, Warszawa 1985, PWN. 156 Partington J.R., A History of Chemistry, New York, London 1964. Patryas W., Eksperyment a idealizacja, Warszawa-Poznań 1976. Piekara A., Nowe oblicze optyki, Warszawa 1976, PWN. Pięter J., Analiza i krytyka teorji doświadczalnej J. Deweya, „Kwartalnik Filozoficzny" t. X, 1932, Kraków, PAU. Pietrasiński Z., Myślenie twórcze, Warszawa 1969, PZWS. Poincare H., Wartość nauki, tł. L. Silberstein, Warszawa-Lwów 1908. Polański Z., Współczesne metody badań doświadczalnych, Warszawa 1978, WNT. Polański Z., Planowanie doświadczeń w technice, Warszawa 1984, WNT. Popper K.R., Logika odkrycia naukowego, tł. U. Niklas, Warszawa 1977, PWN. Prigogine I., Stengers I., Z chaosu ku porządkowi, tł. K. Lipszyc, Warszawa 1990, PIW. Quine W.V., Granice wiedzy i inne eseje filozoficzne, tł. B. Stanosz, Warszawa 1986, PIW. Rossi P., Filozofowie i maszyny, tł. A. Kreisberg, Warszawa 1978, PWN. Ruzawin G.I., Mietody naucznogo issledowanija, Moskwa 1974. Ruzawin G.I., Suszcztnost' matiematiczeskogo modielirowanija, „Fiłosofskije nauki" (1) 1982, s. 37 - 50. Sączków J.W., Fizyka współczesna a przemiany teorii poznania naukowego, „Człowiek i Światopogląd" (6) 1985, s. 5-21. Sadler J., Ideologies of „Art" and „Science" in Medicine: The Transition from Medical Care to the Application of the Technique in the British Medical Profession, „Sociology of Sciences. The Dynamics of Sciences and Technology". A Yearbook, vol. II, 1978, D. Reidel, Dordrecht-Boston. Samarskij A.A., Popów J. P., Wyczislennyj ekspierimient w fizikie, w: Nauka i czełowieczestwo, Moskwa 1975. Samarskij A.A., Czto takoje wyczislennyj ekspierimient ?, „Nauka i żyzń" (2) 1979, s. 32 - 49. Sambursky S., The Physical World of the Greeks, London 1960. Sanborn H. O, Das Experiment als schopferische Tat, w: Hugo Dingler Gedankbuch zum 75. Geburstag, (red. W. Krampf), Munchen 1956, s. 173 - 189. Schiller F.C.S., Logic for Use. An Introduction to the Voluntarist Theory of Knowledge, London 1929. Schmidt S.J., (red.) Das Experiment in Literatur und Kunst, Munchen 1978. Selye H., Od marzenia do odkrycia naukowego, tł. L. Zembrzuski, W. Serzysko, Warszawa 1967, PZWL. Shimkin M.B., Guttentag O.E., Kidd A.M., Johnson W.H., The Problem of Experimentation on Human Beings, „Science" vol. 117 Feb. 1953 s. 205 - 215. Siemianowski A., Poznawcze i praktyczne funkcje nauk empirycznych, Warszawa 1976, PWN. Siwokoń P.E., O proischożdienii i filosofskom znaczenii jestiestwonaucznogo ekspierimienta, Moskwa 1962. Smart JJ.C, Between Science and Philosophy, New York 1968. Sobczyńska D., Osobliwości chemii, Poznań 1984, Wyd. Nauk. UAM. Sobczyńska D., Problemy metodologiczne chemii a idealizacyjna koncepcja nauki, w: Poznańskie Studia z Filozofii Nauki, nr 7, Warszawa-Poznań 1982, s. 215 - 232. Sobczyńska D., O eksperymencie i rozwoju eksperymentowania w naukach przyrodniczych, w: Szkice o rozwoju nauki (red. J. Such, E. Pakszys), Poznań 1986, Wyd. Nauk. UAM, s. 151 - 171. Sobczyńska D., Od spontaniczności do samoświadomości. O rozwoju eksperymentowania w naukach przyrodniczych, „Człowiek i Światopogląd" (10) 1987, s. 24 - 39. Sobczyńska D., Nie tylko technika, czyli kilka uwag o sztuce badań eksperymentalnych, w: Techniczne determinanty rozwoju wiedzy, (red. D. Sobczyńska, A. Szczuciński), Poznań 1992, WAWE. Sobczyńska D„ Theory and Experiment in Chemical Research Practice, w: Laws and Theories in Empirical Sciences (red. T. Buksiński), Poznań 1988, Wyd. Nauk. UAM, s. 43 - 63. Sobczyńska D., Między nauką a twórczością artystyczną, w: Współczesna filozofia nauk (red. T. Buksiński), Poznań 1991, Wyd. Nauk. UAM, s.288 - 307. Sobczyńska D., Wokół filozofii eksperymentu. Poglądy nowego eksperymentalizmu, w: Teoria i eksperyment (red. J. Such, J. Wiśniewski), Poznań 1992, Wyd. Nauk. Inst. Filozofii UAM, s. 7 - 34. Sobczyńska D., Między obserwacją a eksperymentem, w: Nauka w świetle współczesnej filozofii (red. E. Pakszys, J. Such, J. Wiśniewski), Warszawa 1992, PWN, s. 118 -142. Sorensen R., Thought Experiments, „American Scientist" vol. 79, May-June 1991, s. 250 - 263. Stasiak M. K., Practical Idealisation, w: Polish Essays in the Philosophy of the Natural Sciences (red. W. Kra-jewski), Dordrecht Holland, Boston USA, London England, 1982. Stepin W.S., Stanowlenije naucznoj tieorii: sodierżatielnyje aspiekty strojenija i gieniezisa tieorieticzeskich znanij fiziki, Mińsk 1976. Stone Ch.H., An Experiment in Teaching, „Journal of Chemical Education", vol. 2, No 1, 1925, s. 119 - 122. Strongina R.P., Gnosieołogiczeskije aspiekty matiematiczeskogo ekspierimienta, „Fiłosofskije nauki" (1) 1983, s. 38-49. 157 SuchJ., Rola techniki w kształtowaniu nowożytnego przyrodoznawstwa, „Studia Filozoficzne" (7) 1973, Such J., Czy istnieje experimentum crucis?, Warszawa 1975, PWN. Such J., Marksowska metoda abstrakcji i stopniowej konkretyzacji w naukach przyrodniczych Studia Filr, zoficzne" (2) 1972, s. 3 - 34. Such J., Problemy weryfikacji wiedzy, Warszawa 1975, PWN. Such J., Rola praktyki i doświadczenia w procesie sprawdzania wiedzy w naukach przyrodniczych i społecznych, „Panta Rei" (red. S. Butryn), t. III, Ossolineum 1988, s. 27 - 54. Such J., Empiryzm atomistyczny czy empiryzm holistyczny? „Studia Filozoficzne" (12) 1975, s 149 - 160 Such J., Szkice o dialektyce, Warszawa 1986, KiW. Sułek A., Eksperyment na zwierzętach jako narzędzie nauk o zachowaniu ludzkim, „Studia Filozoficzne" (7) 1975, s. 83-93. Szabó A., Anfange der griechischen Mathematik, Budapest 1969. Szczuciński A., Zasada nieoznaczoności Heisenberga a sprawdzanie praw mikrofizyki, Poznań 1982 Wyd Nauk. UAM. Szczuciński A., Rozwój fizyki a rozwój astrofizyki, w: Szkice o rozwoju nauki (red. J. Such, E. Pakszys), Poznań 1986, s. 61 - 68. Szczuciński A., Rewolucja w naukach przyrodniczych a rozwój nauk o Wszechświecie (praca przygotowana do druku). Szczuciński A., Między eksperymentem fizycznym a technicznym, w: Teoria i eksperyment (red. J. Such, i. Wiśniewski), Poznań 1992, Wyd. Nauk. Inst. Filozofii UAM, s. 57 - 67. Sztoff W.A., Modelowanie i filozofia, tł. S. Jędrzejewski, Warszawa 1971, PWN. Sztoff W.A., Wwiedienije w mietodołogiju naucznogo poznanija, Leningrad 1960. Szymański J., Rewolucja naukowo-techniczna a nowa technika obserwacji naukowej, w: Studia nad zagadnieniami rewolucji naukowo-technicznych, Wrocław-Warszawa-Kraków-Gdańsk 1974, s. 71 - 104. Szymański J., „Sztuczna obserwacja" jako kategoria poznania empirycznego, „Studia Filozoficzne" (2) 1972, s. 113- 119. Szymański J., Technika a nowe sposoby gromadzenia informacji empirycznej, „Studia Filozoficzne" (11) 1977, s. 81-87. Szymański J., Rola teorii i techniki w eksperymentalnym testowaniu wiedzy, Poznań 1982, Wyd. Nauk. UAM. Teoria i eksperyment (red. J. Such, J. Wiśniewski), Poznań 1992, Wyd. Nauk. Inst. Filozofii UAM. The Oxford English Dictionary, Oxford, 1961. Thom R., Parabole i katastrofy, tł. R. Duda, Warszawa 1991, PIW. Tiuchtin W.S., Wowk S.N., O gnosieologiczeskom statusie matiematiczeskoj tieorii ekspierimienta, w: Eks-pierimient, modiel, tieorija, Moskwa-Berlin 1982, s. 59 - 75. Townsend J.C., Introduction to Experimental Methods for Psychology and the Social Sciences, New York, Toronto, London, 1953. Trigg G.L., Crucial Experiments in Modern Physics, New York, Cincinnati, Toronto, London, Melbourne, 1971. Ursuł A.D., Kosmonawtika, ekspierimient, praktika, w: Ekspierimient, modiel, tieorija, Moskwa-Berlin 1982. Watkins J., Nauka a sceptycyzm, tł. E.A. Chmieleccy, Warszawa 1989, PWN. Watkins J., Nowe spojrzenie na racjonalność nauki, tł. A. Chmielecki, „Literatura na Świecie" (5) 1991, s. 9-31. Weizsacker C.F. von, Jedność przyrody, tł. K. Napiórkowski, J, Prokopiuk, H. Tomasik, K. Wolicki, Warszawa 1978. Williams L.P., Michael Faraday, New York 1966. Wiśniewski J., Matematyka w teoriach naukowych - analiza metodologiczna, w: Nauka w świetle współczesnej filozofii (red. E. Pakszys, J. Such, J. Wiśniewski), Warszawa 1992, PWN, s. 179 - 208. Worobjew W.J., Jełsukow A.N., Tieorija i ekspierimient, Mińsk 1989. Wójcicki S., Zasady eksperymentu, Warszawa 1972, WNT. Zeidler P., Spór o realizm we współczesnej filozofii nauki, „Colloąuia Communia" (1 - 3), styczeń-czerwiec 1991, s. 43-60. Zeidler P., Theorie und Experiment im Licht gegenwartiger Philosophie der Wissenschaften, w: Zur Fragen der heutigen Theorie und Methodologie der wissenschaftlichen Erkenntnis (red. J. Such, J. Wiśniewski, I. Czerwonogóra, B. Husak), Poznań 1992, Wyd. Nauk. Inst. Filozofii UAM. Zeidler P., Historyczny program badawczy metodologii, „Studia Metodologiczne" (26) 1991, s. 3 - 23. Zenzen M., Restivo S., The Mysterious Morphology of Immiscible Liquids: A Study of Scientific Practice, „Social Science Information" (3) 1982, s. 447 - 473. The art of experimental research Problems of the philosophy and methodology of scientific experiment (Summary) The book presented is devoted to the consideration of the essence of experimentation and the role of expe-riments in sciences as well as the philosophy and methodology of science. The problems of experimental stu-dies have not appeared distinctly in classical philosophy. Also the philosophers of the periods of positivism and postpositwism investigated rather unwillingly the morę detailed technical, methodological and subjective aspects of research. They were engaged rather in finite knowledge than in the in statu nascendi one and rather in the context of justification than in the context of discovery. That kind of philosophical perspective has at present been neither the onJy one nor the distinctly domina-ting. The growth of the significance of experimental studies is beyond doubt. They morę and morę influence contemporary philosophy of science. It has often happened that the authors who write about the experiment play at the same time the role of scientists, philosophers and historians of science. In contemporary literaturę, especially in that from western countries, two totally different orientations are in collision: theoreticism and experimentalism. Experimentalism, represented by I. Hacking, A. Franklin and P. Galison was formed in the middle of the '80s and its assumptions are still being developed. The repre-sentatives of this orientation mentioned have been giving a lot of their attention to destroying of the stereoty-ped theoreticistic thought. And vice versa, the theoretists resign with great objections from the dogm&s of the philosophy of science like the superiority of the theory to the experiment or the auxiliary role of the experiment to the theory. Moreover, both orientations have been involved in epistemological controversy between realism and antirealism. It is rather easy to notice that the antirealistic conceptions are closer to theoreticistic trends and the realistic option to experimentalism. However, the problem of interdependencies is much morę compli-cated. In Chapter 1 of the book three different ideas of experiment have been presented: the dialectical-historical conception of Achutin, Dingler's conventionalistic critical idea and the experimentalistical one of I. Hacking, P. Galison and A. Franklin. Different functions, components and factors of an experiment reflected in the conceptions mentioned have been separated in the book as operational and cognitive categories. The experiment itself can therefore be re-garded as a set of highly complicated and specialized skills which is called by the author an art of experimental research. Both manuał and executive aspects, manifested in real research and conceptional ones, characteristic of real and thought experiments constitute the art of experimental research. The „art of experimental research" makes both the title and the central idea of the book. Besides the individual conceptions of experiments mentioned their classical problems like semantic, defi-nition and typological are also of great value. They comprise the essence of Chapters 3, 4 and 5 of the book. These chapters include also some individual conceptions of the author regarding the proposed new categories termed an obsemational experiment and a structure of experimental situation. The last category constitutes a base for a new typology of experiments which seems to be morę comprehenswe and opened to new ideas. Mathematical and thought experiments are also included in the term experiment in its broad meaning. They have gained the status of an experiment sińce a short time ago. The specificity of these experiments, the 159 large number of their kinds and the possibility of their computation form a new picture of the scientific ex ment in its conceptual aspect. Experimental research is one among the factors which form human practice in its sociohistorical asn The researchers of any period improve experimental techniques, they form new schools, they build scientf tradition. As a result, a new knowledge is formed, also a knowledge about experimentation itself The knowledge comprises some methodological prescriptions, new strategies for studying complex problems and complicated, multifunctional systems. However, none of the methods can show a researcher how to design a good experiment. Therefore, they are not the algorithms ofthe imention (see Chapter 8). The multifunctionality of an experiment and the complexity of its structure favour an arising of many ex-perimental paradoxes (see Chapter 9). The summary of the book (see Chapter 10) shows some of the opposite views on the future of experimentation, which originated among the scientist-theoreticians and experimenta-tors. The theoretical and experimental attitudes in a philosophical sense have been revealed in the ideas of many researchers. These among them who profess a slow fali of experimentation, are rather wrong. However, the idea concerning experimental inflation can be partly justifiable because of the deluge of science with a real avalanche of experimental data. Therefore, the art of experimental research has to hołd morę information than ever, some of them being very important and complicated. The ways of their selection have to be contrived. Sciences can find their success in the solicitude about the development of the art of experimental research, namely in the rational selection of investigative tasks, in the improvement of utilized strategies, in computer elaboration of data, in the creation of technically good and conceptually important new experiments. It seems that experimental research becomes the most important and indispensable way of scientific penetration of the Universe.