О многофакторном эксперименте следует поговорить отдельно. Е1е будет преувеличением то утверждение, что разработка методологии многофакторного эксперимента имела революционное значение в развитии методологии эксперимента и научного познания вообще.

Однофакторный, или классический, эксперимент базировался на том допущении, что исследователь имеет возможность варьировать факторы, участвующие в исследовательской ситуации, по одному. Из этого следует, что экспериментатор способен выделить изучаемую зависимость в чистом виде, может четко вычленять воздействующие на зависимую переменную факторы (может, скажем, как-то упорядочить их во времени и пространстве, «включать» и «выключать» их по своему усмотрению и т.п.). Однако на самом деле исследовательские ситуации часто оказываются гораздо более сложными.

Выход к более утонченной методологии, имеющей дело с комплексным, принципиально неразделимым действием факторов, был осуществлен прежде всего под влиянием работ английского ученого Рональда Фишера (1890-1962), посвященных агробиологическим экспериментам 1925г. В сложных системах факторы, воздействующие на изучаемый объект, действуют не изолированно и не независимо друг от друга, как это предполагала концепция классического эксперимента, а довольно сложным, взаимосвязанным способом. Они зачастую сцеплены между собой таким образом, что попытка варьировать одну независимую переменную автоматически приводит к некоему замысловатому изменению и других факторов. Это означает, что исследователю приходится иметь дело с особой комплексной организацией этих факторов. Кроме того, исследователя может интересовать действие не изолированных факторов, которое в реальности не встречается, а именно влияние различных возможных комбинаций факторов. Такая постановка вопроса характерна, например, для селекционных исследований. Какой же стратегии следует придерживаться экспериментатору в этом случае?

Идея многофакторного эксперимента (иногда используют упрощенное название факторный эксперимент) состоит в следующем. Исследователь может варьировать независимые переменные как комплекс, т.е. одновременно сразу несколько; после серии экспериментов полученные результаты должны быть подвергнуты специальному статистическому анализу, где каждый участвующий фактор будет оценен по результатам всех опытов данной серии. Используя соответствующие схемы и обрабатывая данные по особым статистическим методикам, позволяющим изучать эффективность совместного полифакторного воздействия (методики дисперсионного анализа), исследователь получает картину, отражающую вклад каждого фактора в изменяющихся условиях. В итоге экспериментатор имеет возможность изучать самые сложные комбинации факторов. Причем это осуществляется достаточно экономичным способом, т.к. информативность экспериментов зависит в данном случае не от их количества в серии, а от концептуальной организации исследований.

Многофакторный эксперимент — мощное средство современной науки. К его достоинствам относятся: эффективность использования времени и средств (ведь проведение ряда экспериментов с отдельными, пофак- торными модификациями требует значительных затрат), что выражается прежде всего в сокращении числа опытов, необходимых для решения исследовательской задачи; значительная информативность эксперимента (т.к. получаемый результат показывает удельный вес каждого фактора в их совокупном действии); высокая степень достоверности данных (в то время как при попытке использовать методологию классического эксперимента результаты могут оказаться неудовлетворительными из-за воздействий неподконтрольных факторов).

Многофакторный эксперимент не просто работает с большим по сравнению с классическим количеством факторов, многофакторный эксперимент представляет собой качественно иной, более эффективный уровень методологического мышления.

Этапы экспериментального исследования

Экспериментальное исследование является в развитых дисциплинах обычно достаточно длительным процессом, в котором можно выделить несколько этапов.

1. Разработка программы эксперимента. Разумеется, экспериментальное исследование должно выполняться только тогда, когда в этом есть необходимость, т.е. существует научная задача (или совокупность задач), решение которой может быть получено именно экспериментальным методом. Поэтому на начальном этапе исследователь должен осознать и четко сформулировать свою задачу. Как правило, это происходит в виде выдвижения рабочей гипотезы, после чего исследователь, ориентируясь на имеющиеся знания и материально-технические возможности, разрабатывает адекватную этой гипотезе программу эксперимента (экспериментов); в ходе экспериментов должны быть получены данные, подкрепляющие исходную гипотезу либо опровергающие ее.

Круг работ, принадлежащих к этой стадии, достаточно обширен. Исследователю необходимо продумать цель, смысл, структуру экспериментов, условия их проведения, подобрать адекватный объект исследования, учитывая и этическую сторону (в медико-биологических и гуманитарных науках), необходимые приборы и материалы. Особое значение имеет разработка адекватной методики. Методика исследования — это упорядоченная совокупность предписаний, необходимая и достаточная для достижения цели исследования. Итогом подготовительной деятельности экспериментатора должна явиться программа эксперимента, в которой указаны все компоненты, требующиеся для проведения экспериментального исследования, описаны объем экспериментальных работ, материально-техническое обеспечение, детально изложена методика, а также рассчитаны сроки выполнения. Важнейшим методологическим требованием к плану эксперимента является его реализуемость. Это означает, что количество задач не должно быть слишком большим; проект должен обладать прозрачной логической структурой, отличаться максимальной простотой, наглядностью, удобством в применении. На стадии разработки программы нет мелочей, все должно быть тщательно продумано и упорядочено.

План эксперимента — это определенная логическая схема, выбранная для достижения исследовательских целей. В англоязычной литературе также употребляется термин «дизайн» (design) эксперимента. Следует отметить, что современная научная методология обеспечивает серьезную концептуальную поддержку стадии планирования эксперимента. Так, существует специальная прикладная математическая дисциплина — математическая теория эксперимента. Среди массы источников, посвященных этой теме, достаточно указать на работы В.В. Налимова1, известного

' Налимов В.В Планирование эксперимента. М.. 1972.

также своими философскими сочинениями. Математическая теория эксперимента разрабатывает условия оптимального планирования исследований. Она содержит ряд концепций последовательного эксперимента, многофакторного эксперимента (вкратце описанного выше), рандомизации, оптимального использования факторного пространства и др.

Эти теории совершенствуют стратегию исследователя, способствуют успешному достижению целей. Для иллюстрации назовем концепцию последовательного эксперимента, ее предложил в 1943 г. А. Вальд. Это пошаговая стратегия, главной идеей которой является деление исследовательской задачи на последовательные этапы; при выполнении этой стратегии каждый последующий шаг исследования зависит от результатов анализа предыдущего шага[32].

Для нужд исследователей сейчас имеются специальные каталоги планов эксперимента, в которых приводятся сравнительные оценки различных экспериментальных дизайнов и даются рекомендации по их выбору в сответствии с конкретными условиями исследований. Но в любой ситуации, использует ли исследователь готовые схемы экспериментов или сталкивается с каким-то особым случаем, требующим от него самостоятельного планирования, ведущим принципом на стадии разработки программы опытов остается прекрасное правило французского физиолога и патолога Клода Бернара (1813-1878): «Нужно заботиться не столько об увеличении числа экспериментов, сколько о том, чтобы свести их к небольшому количеству решающих опытов».

2. Проведение экспериментального исследования. Непосредственное проведение исследований является для экспериментатора наиболее напряженным, динамичным этапом работы, требующим от ученого инициативности, быстроты реакции и внимания. Будучи включенным в режим экспериментирования, исследователь должен следить за поддержанием стандартных условий эксперимента, систематически регистрировать, оценивать, осмысливать происходящие события и их характеристики — их частоту, интенсивность, какие-либо количественные параметры ит.п.; оказывать, если это возможно, направленное воздействие на изучаемый объект, управляя независимыми переменными, варьируя и дозируя их. Разумеется, экспериментатор опирается на имеющийся у него план, но использует его с известной долей инициативы, т.к. вполне возможны неожиданные изменения ситуации.

Важную роль в ходе этой стадии работы имеет, как известно, составление и ведение протокола исследования (лабораторного журнала). В протоколе фиксируется информация о ходе эксперимента, действиях экспериментатора, состоянии изучаемого объекта. Протокол является научной основой для последующего анализа и обобщения результатов, а также не только фактическим, но даже юридическим доказательством правомерности сделанных иследователем выводов (есть случаи, когда для присуждения ученой степени комиссии требовалась проверка фактических данных по первичным документам исследования). Поэтому к записям протокола приложимо требование точности и подробности: исследовательский протокол должен быть изначально ориентирован на достижение интерсубъективной значимости полученных результатов.

Вообще в работе экспериментатора как на предварительной стадии, так и в ходе проведения исследования должно быть внимательное отношение к деталям. Наблюдательность, точность, аккуратность, даже некоторая педантичность — важнейшие добродетели экспериментатора; эти качества отличают профессионала от дилетанта. И, конечно, для занятий экспериментальной наукой требуется особый талант экспериментатора. В экспериментальной науке, как, впрочем, и во всех других видах научной деятельности, многое зависит от личности исследователя, ярко видна роль субъекта как непосредственного автора научной работы.

Не следует забывать и о том, что в ходе реализации программы эксперимента исследователь не перестает мыслить теоретически. Уже на стадии проведения экспериментального исследования ученый осуществляет первичную обработку получаемых им результатов, дает им оценку и решает вопрос о дальнейшем ходе эксперимента. Предварительная обработка данных позволяет исследователю адекватно откликаться на изменения ситуации, варьировать нужные параметры, активно управлять процессом. Уже на этой стадии ученый может столкнуться с данными, имеющими принципиальное теоретическое значение, поэтому уже здесь эксперимент непосредственно встречается с теоретизированием.

3. Анализ и обобщение результатов эксперимента. Эта стадия завершает экспериментальное исследование. Здесь исследователь проводит общий анализ достигнутых результатов. В ходе непосредственной экспериментальной работы часто трудно бывает уяснить суть происходящего, увидеть ее за сочетанием факторов и изменением переменных, а ведь для науки важны не эмпирические данные сами по себе, в чистом виде, а стоящие за ними смыслы, их теоретическая ценность. Именно осмысление проведенного исследования, т.е. содержательная интерпретация первичного материала, и составляет задачу третьей стадии. Прежде всего исследователь оценивает сами полученные данные — насколько они отвечают статистическим требованиям, не содержат ли они систематические ошибки и артефакты (искусственно произведенные лабораторные эффекты, не имеющие объективного значения). Далее исследователь производит сопоставление исходной гипотезы с полученными данными. В случае расхождения приходится решать вопрос либо о необходимости скорректировать исходные теоретические положения, либо о достоверности экспериментального исследования. Таким образом, исследователь принимает решение о дальнейшей экспериментальной деятельности: считать ли основную часть работы завершенной, а цель эксперимента— достигнутой, или провести дополнительный сбор информации и перейти к планированию новой серии исследований, а работу считать неудачной и требующей повторного выполнения и т.п.

На этой стадии изучаемый объект как бы восстанавливается во всей полноте связей тех его отдельных сторон, которые были искусственно вычленены и разделены в эксперименте. Исследователь должен обобщить полученные данные и сформулировать выводы, которые станут основой для последующих исследований.

Следует отметить, что, хотя в нашем предыдущем изложении экспериментальное исследование было упрощенно представлено как линейная последовательность этапов, в реальности соотношение этих стадий между собой более сложное. Стадии экспериментального исследования не только логически связаны между собой, но и хронологически пересекаются в реальной научной практике, часто плавно переходя один в другой, так что провести строгое разграничение этапов не всегда представляется возможным. Например, не такой уж редкой является та ситуация, когда ученый в ходе самого исследования оказывается вынужден менять его план и цели, т.е. возникает потребность пересмотреть стадию планирования эксперимента. В целом экспериментальное исследование протекает скорее циклически: