Мястото на моделите в структурата на експеримента
Наистина, тъй като едно чисто явление се изследва в експериментална постановка и получените резултати характеризират не само дадено единично явление в даден единичен експеримент, но също така и други явления от този клас, към които резултатите от експеримента се пренасят по някакъв начин, това явление може да се разглежда в известен смисъл като модел на други явления от същия клас.
Следователно е необходимо да се отдели специална форма на експеримент, която се характеризира с използването на съществуващи материални модели като специално средство за експериментално изследване. Тази форма на експеримент се нарича моделен експеримент или симулация.
Съществена разлика между моделния експеримент и обичайния е неговата специфична структура. Отличителна черта на структурата на моделния експеримент се крие не в неговата субективна страна, а в обективната страна, в естеството на изследователските инструменти и тяхната връзка с обекта на изследване. Докато в конвенционалния експеримент средствата за експериментално изследване по някакъв начин пряко взаимодействат с обекта на изследване, в моделния експеримент няма взаимодействие, тъй като тук се експериментира не със самия обект, а с неговия заместител. В същото време трябва да се отбележи, че заместващият обект и експерименталната установка са комбинирани, обединени в едно цяло в настоящия модел. „Моделиране“, пише академик JI. И. Седов, - това е замяната на изследването на интересуващото ни явление в природата с изследване на подобно явление върху модел в по-малък или по-голям мащаб, обикновено в специални лабораторни условия. Основната точка на моделирането е, че въз основа на резултатите от експериментите с модели е възможно да се дадат необходимите отговори за природата наефекти и за различни количества, свързани с явлението в природни условия.”167
В тази връзка, нека разгледаме по-подробно структурата на моделния експеримент, използвайки конкретен пример. Да вземем за това модела на движение на газ в парен котел, описан от М. В. Кирпичев и М. А. Михеев.168 Такъв модел се конструира и изследва по следния начин. Промишлените тестове на целевия котел предоставят някои данни и параметри, представени под формата на характеристични стойности. С помощта на подходящи теоретични средства (логически правила, математически инструменти, правила и критерии на теорията на подобието) моделът се изчислява, което позволява да се реши проблемът с оптималните условия за проектиране на модела (неговите размери, физическата природа на елементите за моделиране, изборът на материали, методите и целите на последващото му изследване). По този начин първият етап е теоретичното изчисляване на модела и теоретичните разсъждения относно задачите, целите и методите на последващото експериментиране с него. Този етап се вписва изцяло в субективната страна на експеримента, която включва и последващата дейност на експериментатора по създаване на модела, въпреки че, разбира се, това не е краят на неговата дейност. Последното освен това ще се състои в наблюдение, измерване, промяна на условията, повтаряне на работните условия на самия модел.
Например, изучаването на модел на котел е както следва. Не се ограничава само до простото наблюдение, което явно не е достатъчно, правят се снимки със специално осветление (с помощта на силни светлинни източници и разсейващи екрани), създават се линейни чертежи, „които, макар и да носят отпечатъка на субективност, се отличават с голяма простота и яснота.“169 Използват се различни методи за подобряване на условията за наблюдение на движението на течност през тръбите.нейното оцветяване. След това се правят измервания на налягането или скоростта на движение на водата или газовете, потока на флуида, температурата, количеството топлина и др.
Така на новия етап от експеримента, когато моделът е изграден, субективната дейност на експериментатора продължава, но към нея се присъединяват нови моменти, свързани с обективната страна на експеримента: самият модел (т.е. някаква експериментална постановка) и техническите средства (лампи, екрани, камери, химикали, термометри, калориметри и други измервателни уреди), с помощта на които се извършват наблюдения и измервания. Всички тези средства, които се използват при изследването на модела, са материални средства, които характеризират обективната страна на всеки експеримент. Но тук, в допълнение към тях, самият модел, в нашия случай моделът на парния котел, принадлежи към обективната страна.
Законно ли е да се поставя под въпрос мястото на модела в експеримента? Ясно е, че той е част от епистемологичния обект, както и от средствата за експериментално изследване, но дали е изцяло част от последните, или е нещо различно от тях?
От една страна, очевидно е, че моделът се изгражда не като самоцел, а като средство за изследване на някакъв друг обект, който замества, с който се намира в определени отношения на подобие или съответствие. Изследователят се интересува от свойствата на модела не сами по себе си, а само дотолкова, доколкото тяхното изследване позволява да се преценят свойствата на друг обект, да се получи известна информация за него * Този обект действа като истински обект на изследване и по отношение на него моделът е само средство за експериментално изследване. От друга страна, в този експеримент той е обект на изследване. Режимът на неговата работа впри определени условия върху него се извършват не само визуални наблюдения, но и измервания на параметрите му със специални инструменти. Тя подлежи на определени; причинно-следствени въздействия, а експериментаторът регистрира реакцията на дадената система към тези планирани въздействия и пр. С една дума, в този експеримент моделът се изучава като определен обект на изследване и в това отношение той е обект на изследване.
Така се разкрива двойната роля, която моделът играе в експеримента: той е едновременно обект на изследване (тъй като замества друг, истински обект) и експериментален инструмент (тъй като е средство за познаване на този обект).
Поради двойствената роля на модела, структурата на експеримента се променя значително и се усложнява. Ако в нормален или естествен експеримент обектът на изследване и устройството са били в пряко взаимодействие, тъй като експериментаторът с помощта на устройството е действал директно върху изследвания обект, тогава в моделния експеримент вниманието на експериментатора
именно върху изследването на модела, който сега е подложен на всякакви въздействия и се изследва с помощта на инструменти. Истинският обект на изследване не участва пряко в самия експеримент.
Схематично промяната в структурата на експеримента при прехода към моделиране може да се представи по следния начин: I e>gt; ЕС О