Эпистемологические и социально-онтологические особенности современного физического эксперимента Пронских Виталий Станиславович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Структура современного ускорительного эксперимента и проблемы его теоретической нагруженности и закрытости 20

1.1. «Эмпиризм» и «экспериментализм» 22

1.2 Специфика эксперимента Нового Времени 24

1.3 Структура сложного эксперимента: теория, эксперимент и приборы 28

1.3 Постановка эксперимента Большой Науки 31

1.4 Описание эксперимента Гаргамель 35

1.5 Проблема закрытости эксперимента 40

Выводы по Главе 1 44

Глава 2. Теоретическая нагруженность анализа данных 47

2.1. Анализ данных 48

2.2 Отбор и исключение данных 50

2.3 Триггеры и теоретическая нагруженность 52

2.4 Фон и теоретическая нагруженность 54

2.5 Пристрастность экспериментаторов 70

2.6 Стандартное отклонение как конвенциональный критерий окончания эксперимента 71

2.7 Проблема надежности критерия сигма 76

Выводы по Главе 2 79

Глава 3. Социально-онтологическая схема современного физического эксперимента 82

3.1 Разделение труда в современном эксперименте 82

3.2 Эпистемическая разобщенность Большой Науки 84

3.3 Новации в авторстве публикаций современной науки 87

3.4 Изменения в способе представления эксперимента 89

3.5 Интеракционная компетентность и граничные объекты в эксперименте 91

3.6 Большая Наука и предпосылки возникновения меганауки 94

3.7 «Очарованные» кварки и возникновение меганауки 97

3.8 Эпистемические и этические следствия разобщенности экспериментирования 104

Выводы по Главе 3 108

Заключение 108

• Структура сложного эксперимента: теория, эксперимент и приборы
• Проблема закрытости эксперимента
• Пристрастность экспериментаторов
• Интеракционная компетентность и граничные объекты в эксперименте

Введение к работе

Актуальность темы исследования

Несмотря на то что физика и другие области естествознания с самого их возникновения в виде наук в их нововременном понимании считаются экспериментальными науками, вопросу о том, что такое современный эксперимент, вплоть до конца XX века уделялось недостаточно внимания. Вопрос о том, чем эксперимент в физике Нового времени отличается от наблюдения и опыта античности или оксфордских схоластов средних веков с разных сторон рассматривается в русскоязычной литературе. В отличие от классического эксперимента, современные физические эксперименты Большой Науки и меганауки (megascience¹) как ее вырожденного случая (начиная с 1970х годов), подобные тем, что выполняются в ЦЕРН (Франция/Швейцария), Лаборатории им. Э.Ферми (США) или ОИЯИ (Дубна), носят существенно иной характер. Они нередко вовлекают тысячи участников, стоят сотни миллионов долларов, длятся десятки лет. По способу социальной организации они сопоставимы с производством, в связи с чем требуют особенного внимания и контроля со стороны общества. Такие эксперименты являются характерными для постнеклассического этапа развития науки². При этом системный исторический, философский и социологический анализ подобных экспериментов в мировой литературе достаточно редок, а в русскоязычной философской литературе практически отсутствует.

В связи с этим актуальными представляются следующие вопросы. Во-
первых, вопрос о роли теории в эксперименте. Финансирование больших
экспериментальных проектов требует определенности и предсказуемости
результатов исследований ввиду высоких рисков вложения средств, что
обостряет проблему теоретической нагруженности. Кроме того,

исключительная техническая и организационная сложность постановки
подобных экспериментов и их анализа приводит к необходимости как
использования в эксперименте методов, обладающих высокой

неопределенностью (статистическими методами, селекцией данных), так и учета социальных и психологических факторов.

Во-вторых, в современном эксперименте выходят на первый план
явления, которые могут имитировать изучаемое явление, вводя

дополнительную теоретическую нагруженность, но имеют при этом другую природу (так называемый фон). Особая роль фона в современной физике связана с неразличимостью квантовых частиц.

¹ Hoddeson L., Kolb A.W., and Westfall C. Fermilab. Physics, the Frontier, and Megascience. Chicago and
London: The University of Chicago Press. 2008. P. 497.

² В.С. Степин, Теоретическое знание. [Электронный ресурс]. М., 1999. – Режим доступа

В-третьих, разделение труда, возникшее в современном эксперименте,
привело к стратификации научного сообщества на теоретиков,

экспериментаторов и изготовителей приборов (инструменталистов), что
нашло свое отражение в эпистемической зависимости одних групп от других.
Для оптимальной организации познавательного процесса, принимающей во
внимание требования эпистемического равенства всех членов научного
сообщества, требуется детальный эпистемологический анализ процессов,
происходящих в научном сообществе, и выработка методических
рекомендаций. По этой причине исследования коллабораций –

распределенных по всему миру научно-технических коллективов,

объединенных общими целями – становятся все более распространенными за рубежом, в связи с тем что, с одной стороны, происходит глобализация научных проектов, а с другой - новые коммуникационные технологии позволяют координировать пространственно распределенные научные группы. Все эти факторы также требуют философского анализа.

Степень разработанности проблемы

Научный эксперимент оказался в центре внимания философов в ходе
научной революции XVII века. При этом дискуссии о природе и роли
экспериментирования в основном касались физического эксперимента. Одной
из первых и наиболее детальных работ стал трактат Галилея³ (День Третий), в
котором он описал возможные эксперименты с падающими телами и
наклонной плоскостью, подробно изложил методологию и обсудил
использование приборов (например, водяных часов), а также разъяснил
способы, которыми он пришел к теоретическим заключениям. Способы,
которыми натурфилософы могут сделать выбор между конкурирующими
гипотезами, обсуждал с позиций эмпиризма в «Новом Органоне» Фрэнсис
Бэкон⁴. В этой работе, увидевшей свет в 1620 году, он, в частности, ввел
понятие experimentum crucis, т.е. решающего эксперимента, который может
помочь осуществить такой выбор. Этот вопрос по-прежнему является
актуальной темой философии науки. Индуктивистский взгляд на роль
эксперимента отражен в работе Ньютона⁵. Обзор ранних взглядов на роль
эксперимента в познании и полемика между экспериментализмом и
эмпиризмом по поводу места экспериментальных манипуляций,

сопровождаемые популярным изложением физических экспериментов, представлены в книге Шейпина и Шаффера⁶.

³ Galilei, Galileo. Two New Sciences, Including Centers of Gravity and Force of Percussion. Translated by
Stillman Drake. Toronto: Wall and Emerson, 2000.

⁴ Bacon, Francis. The New Organon. Edited by Lisa Jardine and Michael Silverthorne. Cambridge, UK:
Cambridge

⁵ Newton, Isaac. Newton’s Philosophy of Nature: Selections from His Writings. Whitefish, MT: Kessinger,
2003.

⁶ Shapin, Steven, and Simon Schaffer. Leviathan and the AirPump: Hobbes, Boyle, and the Experimental

На смену дебатам эмпиристов и рационалистов с наступлением XX века
пришли дискуссии, вызванные появлением и развитием логического
позитивизма. Логические позитивисты руководствовались приматом опыта
над теорией, однако, поскольку они ограничивались анализом языка, ставили
в центр своего внимания понятие наблюдательных предложений. Они
основывали все возможное знание на «протокольных предложениях»,
которые, в свою очередь, опирались на факты наблюдения. Поэтому
эксперимент понимался ими как простой поставщик подобных

наблюдательных предложений. В 1966 году Гемпель⁷ предложил
позитивистскую схему развития физического знания «снизу вверх», от
экспериментов, производящих наблюдательные предложения, к теориям

явлений «высокого уровня». Карнап⁸ выполнил сходный анализ, приведший его к убеждению, что теоретические утверждения физики основываются исключительно на протокольных предложениях наблюдения. Другие последователи логического эмпиризма⁹ рассмотрели вопрос проверки и фальсифицируемости гипотез экспериментом, сопровождая его обсуждением постановки ряда важных экспериментов (таких, как эксперимент Майкельсона-Морли).

Вопросы условий получения данных в эксперименте и

многоаспектность связи эксперимента с теорией были подняты уже К.
Поппером, а затем, в конце 1970х годов, в период «Нового
Экспериментализма». Родоначальником этого движения можно считать
Я.Хакинга¹⁰, выступившего с двумя тезисами. Первый из них гласил, что
«эксперименты имеют собственную жизнь», то есть экспериментальные
наблюдения (которые более правильно называть измерениями) остаются
неизменными и стабильными (робастными) несмотря на то, что
экспериментальные установки зависят от различных теорий. Второй тезис
Хакинга сводился к тому, что если объектом можно манипулировать
(например, напылять электроны), то он реален (таким образом, провозгласив
позицию т.н. манипулятивного реализма). Обзором позиций «Нового
Экспериментализма» может служить работа Хакинга «Философы

эксперимента»¹¹. В последовавшей вскоре работе Гудинга, Пинча и Шаффера¹² содержится более широкий и сложный взгляд на возможные роли

Life. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1985.

⁷ Hempel, Carl Gustav. Philosophy of Natural Science. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1966.

⁸ Carnap, Rudolf. “Protocol Statements and the Formal Mode of Speech.” In Essential Readings in Logical
Positivism. Edited by Oswald Hanfling, 150–160. Oxford: Blackwell, 1981.

⁹ Laymon, Ronald. “Independent Testability: The Michelson-Morley and Kennedy-Thorndike Experiments.”
Philosophy of Science 47.1 (1980): 1–37.

¹⁰ Hacking, Ian. Representing and Intervening: Introductory Topics in the Philosophy of Natural Science.
Cambridge, UK:

¹¹ Hacking, Ian. “Philosophers of Experiment.” PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy
of Science Association 2 (1988): 147–156.

¹² Gooding, David, Trevor Pinch, and Simon Schaffer, eds. The Uses of Experiment: Studies in the Natural

эксперимента, чем подтверждение теории. Они выполнили исторический,
социологический и философский анализ четырнадцати различных

экспериментов разных эпох: от экспериментов Галилея по механике и викторианской эпохи с электричеством до климатологии и ядерной физики. Авторы приходят к выводу, что эксперименты всегда включают выбор, а также тактику и стратегию в убеждении публики в том, что Природа проявляется именно способом, продемонстрированным экспериментаторами.

Начиная с 1980х годов одной из центральных тем философских дискуссий по поводу эксперимента становится проблема теоретической нагруженности эксперимента. Первым утверждение о теоретической нагруженности наблюдения и недоопределенности теорий опытом сделал Дюгем¹³ в 1906 году. В противовес позиции логического позитивизма, Кун¹⁴ и Фейерабенд¹⁵ считали, что фундаментальными являются физические теории, а не экспериментальные данные. Их позиции состояли в том, что наблюдательные и экспериментальные результаты являются частью теории и не могут независимо ее подтверждать, а независимый от теории язык наблюдений невозможен. Даже показания ртутного термометра зависят от теоретического концепта температуры¹⁶. На это возразили Боген и Вудвард¹⁷, которые предложили различать явления и экспериментальные данные. Они предположили, что эксперимент получает данные, независимые от теорий высокого уровня (а зависимые только от инструментальных теорий), которые могут служить для последующего независимого подтверждения или опровержения этих теорий. Со сходным тезисом выступил Роберт Аккерман¹⁸, который отметил, что теории и данные (явления) разделены областью измерительных приборов и опосредуются ими, в связи с чем приборы и инструменты снимают зависимость данных от теорий.

Социальные конструктивисты¹⁹ (наиболее известный пример – исследование Пикерингом экспериментов по обнаружению нейтральных токов в ЦЕРН) показали важную роль социальных факторов и влияние интересов научного сообщества (их теоретических и метатеоретических

Sciences. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1989.

¹³ Duhem, Pierre Maurice Marrie. The Aim and Structure of Physical Theory. Princeton, NJ: Princeton

University Press, 1991.

Kuhn, Thomas. The Structure of Scientific Revolutions. 50th Anniversary Edition. 4th ed. Chicago:

University of Chicago Press, 2012.

¹⁵ Feyerabend, Paul. Against Method. 4th ed. London and New York: Verso, 2010.

¹⁶ Franklin, Allan and Perovic, Slobodan, "Experiment in Physics", The Stanford Encyclopedia of
Philosophy (Summer 2015 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL =
<>.

¹⁷ Bogen, Jim, and James Woodward. “Saving the Phenomena.” Philosophical Review 97.3 (1988): 303–352.

¹⁸ Ackermann, Robert John. Data, Instrument, and Theory: A Dialectical Approach to Understanding
Science. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1985.

¹⁹ Pickering, Andy. “Against Putting the Phenomena First: The Discovery of the Weak Neutral Current.”
Studies in History and Philosophy of Science Part A 15.2 (1984): 85–117.

соображений) на результаты экспериментов. Гарри Коллинз²⁰

продемонстрировал на примере экспериментов с гравитационными волнами, что экспериментальные результаты основываются на теориях, которые основываются на других, калибровочных экспериментах, а те, в свою очередь, – еще на каких-либо теориях, образуя таким образом замкнутый круг, или так называемую «дурную бесконечность». Это вызвало возражения со стороны Аллана Франклина²¹, который на материале ситуационных исследований изложил доводы, отражающие эмпиристскую позицию.

В конце 1990х – начале 2000х вышел ряд работ, в которых исследовалась роль эксперимента в формировании теории. В частности, авторы, изучавшие классический эксперимент, критикуя тезис Куна и Фейерабенда о несоизмеримости теорий, делали акцент на изменении теории в результате экспериментов^22,23 и отмечали влияние деятельности экспериментатора в лаборатории на развитие научных концепций в ходе научного открытия (на материале опытов Фарадея с электромагнетизмом²⁴). Перович²⁵ на примерах из квантовой механики показал, что понимание деталей эксперимента и знание экспериментального контекста могут оказывать на развитие теорий большее влияние, чем концептуальные аргументы. Чанг²⁶, также опирающийся на ситуационные исследования из квантовой физики (в области спектрографии и фотоэффекта), показал, что в ряде случаев феноменологические теории играют в эксперименте бльшую роль, чем теории высокого уровня. Другими авторами подчеркивалась²⁷ высокая эвристическая значимость экспериментов.

Одним из ключевых наблюдений Нового Экспериментализма было то, что экспериментальные приборы и измерения, выполняемые при их помощи, не являются эпистемически нейтральными поставщиками данных и наблюдательных протокольных предложений. Роль приборов осмыслялась в

²⁰ Collins, Harry M. “A Strong Confirmation of the Experimenters’ Regress.” Studies in History and
Philosophy of Science Part A 25.3 (1994): 493–503.

²¹ Franklin, Allan. “How to Avoid the Experimenters’ Regress.” Studies in History and Philosophy of
Science Part A 25.3 (1994): 463–491.

²² Andersson, Gunnar. “The Tower Experiment and the Copernican Revolution.” International Studies in the
Philosophy of Science 5.2 (1991): 143–152.

²³ van Dyck, Maarten. “The Paradox of Conceptual Novelty and Galileo’s Use of Experiments.” Special
Issue: Proceedings of the 2004 Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association, Part I:
Contributed Papers. Edited by Miriam Solomon. Philosophy of Science 72.5 (2005): 864–875.

²⁴ Gooding, David. Experiment and the Making of Meaning: Human Agency in Scientific Observation and
Experiment. Dordrecht, The Netherlands: Kluwer, 1990.

²⁵ Perovic, Slobodan. “Schrdinger’s Interpretation of Quantum Mechanics and the Relevance of Bohr’s
Experimental Critique.” Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and
Philosophy of Modern Physics 37.2 (2006): 275–297.

²⁶ Chang, Hasok. “The Quantum Counter Revolution: Internal Conflicts in Scientific Change.” Studies in
History and

Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics 26.2 (1995): 121–136.

²⁷ Hudson, Robert G. “Novelty and the 1919 Eclipse Experiments.” Studies in History and Philosophy of
Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics 34.1 (2003): 107–129.

работах Хенцшела²⁸ и Беллер²⁹. Харре³⁰ обращается к столь философски значимой категории, как причинность, применительно к приборам, а Шаффер³¹ доказывает, что, с позиции Ньютона, отбор наблюдаемых явлений приборами был не столь важен и наблюдения могут быть очищены от вносимых приборами искажений. Однако, в противовес этому, Бухвальд³² предостерегает от попыток рассмотрения экспериментальных приборов классической эпохи в терминах современной физики.

Отдельная линия дискуссий в философии эксперимента посвящена обсуждениям статистических методов и выводов, основанных на таких методах. Она прослежена в работах Милля³³, Майо³⁴, Франклина и Хаусон³⁵, Акинстайна³⁶. Проблема теоретической детерминированности эксперимента обсуждается Раддером³⁷, разделение между прибором и явлением - Бором^38,39, Шрайбе⁴⁰, Раддером⁴¹, Липкиным^42,43, Джаничем^44,45.

Вудвард⁴⁶ на примере ситуационных исследований экспериментов в биологии, бихевиористских и социальных науках предлагает концепцию

²⁸ Hentschel, Klaus. “The Interplay of Instrumentation, Experiment, and Theory: Patterns Emerging from
Case Studies on Solar Redshift, 1890–1960.” Philosophy of Science 64 (December 1997): S53–S64.

²⁹ Beller, Mara. “Experimental Accuracy, Operationalism, and Limits of Knowledge: 1925 to 1935.” Science
in Context 2.1 (March 1988): 147–162.

³⁰ Harr, Rom. “The Materiality of Instruments in a Metaphysics of Experiments.” In The Philosophy of
Scientific

Experimentation. Edited by Hans Radder, 19–39. Pittsburgh, PA: University of Pittsburgh Press, 2003.

³¹ Schaffer, Simon. “Glass Works: Newton’s Prisms and the Uses of Experiments.” In The Uses of
Experiment: Studies in the Natural Sciences. Edited by David Gooding, Trevor Pinch, and Simon Schaffer,
67–105. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1989.

³² Buchwald, Jed Z. “Why Hertz Was Right about Cathode Rays.” In Scientific Practice: Theories and Stories
of Doing

Physics. Edited by Jed Z. Buchwald, 151–170. Chicago: University of Chicago Press, 1995.

³³ Mill, John Stuart. Collected Works of John Stuart Mill. Vol. 7, System of Logic: Ratiocinative and
Inductive. Edited by John M. Robson. London: Routledge, 1996.

³⁴ Mayo, Deborah. Error and the Growth of Experimental Knowledge. Chicago: University of Chicago Press,
1996.

³⁵ Franklin, Allan, and Colin Howson. “It Probably Is a Valid Experimental Result: A Bayesian Approach to
the Epistemology of Experiment.” Studies in History and Philosophy of Science Part A 19.4 (1988): 419–
427.

³⁶ Achinstein, Peter. The Book of Evidence. Oxford: Oxford University Press, 2001.

³⁷ Раддер, Ханс, Подходы к более развитой философии научного экспериментирования, пер. с англ.
А.Ю. Сторожук, Философия Науки, №3 (22), 2004, с.62-86.

Bohr, Niels, Atomic physics and human knowledge. – N.Y., Wiley, 1958;

Bohr, Niels, Essays 1958-1962 on atomic physics and human knowledge. – N.Y., Wiley, 1963;

Schreibe, E, The logical analysis of quantum mechanics.—Oxford: Pergamon Press, 1973, P. 25.

⁴¹ Radder, Hans, Philosophy and history of science: beyond the Kuhnian paradigm// Studies in History and
Philosophy of Science. – 1997. – V.28. – P. 427-428.

⁴² Философия науки. Учебник для магистратуры (2-е изд, перераб. и доп. / под ред. А.И.Липкин)
М.:ЮРАЙТ, 2015, с.199.
⁴³Липкин А.И. Основания физики. Взгляд из теоретической физики. М.: УРСС, 2014.

⁴⁴ Раддер, Ханс, Подходы к более развитой философии научного экспериментирования, пер. с англ.
А.Ю. Сторожук, Философия Науки, №3 (22), 2004, с.62-86.

⁴⁵ Janich, P., Was macht experimentelle Resultate empiriehaltig?: Die methodish-kulturalistische Theorie des
Experiments // Experimental Essays – Versuche zum Experiment. – P. 102-107.

⁴⁶ Woodward, J., Experimentation, causal inference, and Instrumental realism// In: The philosophy of
scientific experimentation/ Ed. Hans Radder. – The University of Pittsburg Press.—2003, P. 87.

экспериментального вмешательства и утверждает, что вмешательства экспериментатора в ходе эксперимента доказывают наличие причинных связей. Этот подход является развитием юмовской причинности, сводящей отношение причинности к постоянной связи между двумя событиями, происходящими фактически. Однако здесь возникает логический круг, поскольку определение вмешательства требует в свою очередь обращения к причинности. Такого логического круга, по мнению Вудварда, позволяет избежать различение «между преднамеренным осуществлением и причинным происхождением экспериментальных систем»^47,48. Это третий подход к причинности как таковой говорит о ней как о причинности, которой можно управлять.

Отдельная проблема, рассматриваемая в методологической литературе, – связь экспериментов с моделями и симуляциями (применением моделей в познании), а также роль и содержание компьютерного моделирования. Ее анализируют Вайсберг^49,50, Галисон⁵¹, Паркер⁵², Гелферт⁵³, Барберус⁵⁴, Винсберг⁵⁵, Хамфри⁵⁶, Парк⁵⁷ и Сокулер⁵⁸.

В числе особенно активно развивающихся в последнее десятилетие
областей философии научного эксперимента – исследования философских и
социологических аспектов экспериментирования в физике высоких энергий и
физике элементарных частиц, возникновение и развитие которых совпало с
периодом Нового Экспериментализма. Сложные и масштабные

ускорительные и детектирующие установки и методы, необходимость совместных усилий со стороны многочисленных и сложно организованных коллективов вызвали к жизни вопросы, не поднимавшиеся в эпоху классического эксперимента. Особенности таких экспериментов, в которых

⁴⁷ Раддер, Ханс, Подходы к более развитой философии научного экспериментирования, пер. с англ.

А.Ю. Сторожук, Философия Науки, №3 (22), 2004, с.62-86.

⁴⁸ Von Wright G.H., Explanation and understanding. – L.: Routledge and Kegan Paul, 1971.

⁴⁹ Michael Weisberg: Simulation and similarity. Using models to understand the world. New York: Oxford
University Press, 2013,

⁵⁰ Pronskikh, How to model the world.

⁵¹ Galison, Peter. “Computer Simulations and the Trading Zone.” In The Disunity of Science: Boundaries,
Contexts, and Power. Edited by Peter Galison and David J. Stump, 118–157. Stanford, CA: Stanford
University Press, 1996.

⁵² Parker, Wendy S. “Franklin, Holmes, and the Epistemology of Computer Simulation.” International
Studies in the Philosophy of Science 22.2 (2008): 165–183.

⁵³ Gelfert, Axel. “Scientific Models, Simulation, and the Experimenter’s Regress.” In Models, Simulations,
and Representations. Edited by Paul Humphreys and Cyrille Imbert, 145–168. New York: Routledge, 2011.

⁵⁴ Barberousse, Anouk, Sara Franceschelli, and Cyrille Imbert. “Computer Simulations as Experiments.”
Synthese 169.3 (2009): 557–574.

⁵⁵ Winsberg, Eric. Science in the Age of Computer Simulation. Chicago: University of Chicago Press, 2010.

⁵⁶ Humphreys, P., Extending ourselves: Computational science, empiricism, and scientific method, New
York: Oxford University Press.

⁵⁷ Parke, E., 2004. “Experiments, Simulations, and Epistemic Privilege,” Philosophy of Science, 81(4): 516–
36.

⁵⁸ Сокулер, З.А., Вычислительный эксперимент как проблема для эпистемологии, Вестник
Московского Университета, Сер. Философия. 2014. № 4, 62-77.

познавательные аспекты тесно переплетаются с социальными и

политическими, перекликаются с чертами введенной В.С. Степиным постнеклассической науки⁵⁹, в которой происходит разделение специалистов по областям знания, а социальные и политические цели начинают определять научно-исследовательские приоритеты.

Защита эмпиристской позиции в отношении сложного современного эксперимента в сочетании с рассмотрением ряда важных ситуационных исследований содержится в работах Франклина^60,61. В ставшей классической книге Галисона⁶² «How experiments end» выявлено влияние теоретических представлений и приоритетов ученых на получаемые ими результаты, а также обнаружены три подгруппы в структуре научного сообщества: теоретики (высокого уровня), экспериментаторы и инструменталисты – и описаны механизмы их взаимодействия по поводу производства результатов. Пикеринг предложил социально-конструктивистский подход к эксперименту в физике высоких энергий, предприняв попытку объяснить открытия в этой области с позиций интересов научного сообщества^63,64. Галисон⁶⁵ развил свой анализ сообществ в эксперименте на примере создания сложных экспериментальных установок и показал, как длительная потребность в конструировании приборов отдаляет научного работника от конечного результата и его анализа, порождая разнообразные технические традиции и служа провозвестником грядущего разобщения сообщества. При этом он обнаруживает возникновение в эксперименте так называемых «зон обмена» - пространств, где происходит обмен между представителями различных сообществ продуктами их труда, по аналогии с торговлей между первобытными племенами. Эта работа привлекла внимание к проблеме организации и разделения эпистемического труда в коллективах научных работников. Она также обратила внимание на возникновение в группах ученых политических интересов микроуровня.

Стейли⁶⁶ детально изучил эксперименты коллабораций D0 и CDF в Лаборатории им. Э.Ферми, измеривших массу топ-кварка на коллайдере Теватрон, и указал на возникновение в коллаборациях проблемы собственности на коллективные познавательные результаты, которой не

⁵⁹ Степин В.С. Теоретическое знание [Электронный ресурс]. М., 1999. – Режим доступа

⁶⁰ Franklin, Allan. The Neglect of Experiment. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1986.

⁶¹ Franklin, Allan. Experiment, Right or Wrong. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1990.

⁶² Galison, Peter Louis. How experiments end. - Chicago and London: The University of Chicago Press,
1987.

⁶³ Pickering, Andrew. The Mangle of Practice: Time, Agency, and Science. Chicago: University of Chicago
Press, 1995.

⁶⁴ Pickering A. Constructing quarks. A sociological history of particle physics. – The University of Chicago
Press, 1984.

⁶⁵ Galison P. Image and logic: a material culture of microphysics, Chicago: The University of Chicago Press,
1997, 955 p.

⁶⁶ Kent W. Staley, The Evidence for the Top Quark: Objectivity and Bias in Collaborative Experimentation

возникало в классическом эксперименте, и, в более широком смысле,
проблему авторства в больших научных коллективах. В книге Шрама⁶⁷ с
соавторами изучается мезо-уровень взаимодействия в научных проектах, а
именно сотрудничество между разными организациями в распределенном
научном проекте. Эта книга обозначила проблематизацию

эпистемологического статуса совместно получаемого научного знания и
поставила вопрос о необходимости исследования эпистемической

зависимости коллаборантов друг от друга.

В 2008 году Ходдесон, Колб и Вестфол опубликовали монографию⁶⁸, в
которой исследовали историю возникновения коллабораций в физике высоких
энергий в Лаборатории им. Э. Ферми. Авторы обнаружили, что Большая
Наука, под которой обычно понимается сходная по организации с
промышленностью фундаментальная наука больших коллабораций,

установок, длительности и стоимости, постепенно превращается в свою особую вырожденную разновидность, названную меганаукой (megascience). Они подчеркнули важность учета интересов групп ученых в эксперименте для понимания логики развития научных проектов в современной физике высоких энергий, а также необходимость дальнейшего изучения структуры социальности, возникающей в научных коллаборациях в этой области, и ее эпистемологические импликации.

В современной литературе по эксперименту широко обсуждаются
основания стратегий, которые применяют экспериментаторы, чтобы
убедиться в отсутствии ошибок, вопросы о том, открываются ли явления в
эксперименте или создаются в лаборатории; дают ли эксперименты основания
верить в теоретические онтики; в чем состоит научная и философская
значимость приборов; какова эпистемическая роль фона в эксперименте; в
чем отличие экспериментов в различных науках; является ли условие
воспроизводимости экспериментальных результатов требованием

индуктивной логики; в чем состоит сходство и различие компьютерных симуляций и эксперимента⁶⁹.

На основании изучения вышеперечисленной зарубежной и российской (в первую очередь, обзора А.Ю. Сторожук⁷⁰) философской литературы по эксперименту можно констатировать, что, несмотря на исключительную важность системного философского анализа современного физического

⁶⁷ Wesley Schrum, Joel Genuth and Ivan Chompalov, Structures of Scientific Collaboration

⁶⁸ Hoddeson L., Kolb A.W., and Westfall C. Fermilab. Physics, the Frontier, and Megascience. Chicago and

London: The University of Chicago Press. 2008. P. 497.

⁶⁹ Пронских В.С. Актуальные вопросы философии научного эксперимента (обзор конференции),
Epistemology & Philosophy of Science / Эпистемология и философия науки, 2014, т. 42, №4, с. 192-196.

⁷⁰ Сторожук А. Ю. Философия научного эксперимента: реакция на кризис рационализма
// Философия науки, № 3(22), 2004, с. 87-120.

эксперимента в физике высоких энергий, эта проблематика недостаточно изучена в российской философской литературе и ее русскоязычные исследования находятся только на начальной стадии. Выбор темы настоящего исследования «Эпистемологические и социально-онтологические особенности современного физического эксперимента» был в существенной степени предопределен этим обстоятельством.

Объектом исследования в настоящей диссертации выступает современный физический эксперимент в физике высоких энергий как сложный социокультурный феномен.

Предметом исследования является язык описания взаимосвязи теорий
явления и инструментальных теорий в контексте современного физического
эксперимента, экспериментальный фон как фактор нагруженности

эксперимента теориями явления, а также эпистемическая зависимость и разобщенность научного сообщества в современном эксперименте меганауки (megascience) как социокультурном явлении.

Основные цели и задачи исследования

Цель настоящего диссертационного исследования – экспликация роли
инструментальных, с одной стороны, и проверяемых в эксперименте
физических теорий – с другой, а также социокультурных факторов в
структуре современного физического эксперимента. Достижение данной цели
предполагает решение следующих исследовательских задач: рассмотрение
ряда важнейших экспериментов последней трети XX века на предмет влияния
проверяемой теории на эксперимент на различных его этапах и изучение
истории экспериментов для установления вероятных механизмов такого
влияния; развитие универсального языка описания эксперимента,

различающего такие этапы эксперимента, как приготовление, измерение и анализ данных, и позволяющего отразить включенность теоретических компонент на этих этапах; применение развитого языка для схематического представления рассмотренных экспериментов и последующий анализ полученных схем; разработка типологии физического эксперимента, основанной на включенности теоретических компонент на этапах приготовления и измерения; выявление тенденций изменения роли теоретических компонент по мере перехода к более сложным экспериментам с ускоренными пучками частиц; применение операционального языка описания эксперимента для анализа социально-онтологической структуры научного сообщества Большой Науки и меганауки.

Научная новизна исследования состоит в изучении влияния проверяемых физических теорий и метатеоретических факторов на современный физический эксперимент на различных его этапах. В ходе исследования был развит язык описания эксперимента, применимый как к операциональной

стороне эксперимента, так и к его социально-онтологической структуре. Показано, что экспериментальный фон вводит в структуру эксперимента не только инструментальные теории, но и теории явления. Отмечена особая ситуация в отношении роли фона в нейтринных ускорительных экспериментах, связанная с недостаточной локализуемостью этих частиц в приборе. Выявлены граничные объекты в структуре современного ускорительного эксперимента меганауки, такие, как пучки ускоренных частиц, установки и данные, и показана их роль в возникновении эпистемической разобщенности и стратификации научного сообщества. Исходя из положений теоретического феминизма предложен подход к преодолению эпистемической разобщенности, состоящий в необходимости совместной проектной работы и обучения представителей различных страт, который обосновывается требованием эпистемической демократии.

Теоретическая значимость результатов диссертационного исследования

Диссертационное исследование посвящено решению актуальной проблемы философии научного эксперимента – влияния различных теоретических и метатеоретических компонент на результаты эксперимента Большой Науки и меганауки. Автор впервые прослеживает вхождение теоретических компонент на различных этапах эксперимента и развивает схему Фока-Липкина, включая инструментальные теории, адаптируя ее к описанию социальных онтик, возникающих в связи с экспериментами меганауки. Анализ философских аспектов современного физического эксперимента меганауки дает основания для выявления роли этого типа экспериментов в познании, роли социальности и этических проблем, возникающих в научном сообществе в связи с осуществлением экспериментов.

Практическая значимость работы

Практическая значимость результатов диссертационного исследования
состоит в возможности их применения в курсах истории и философии науки,
естественнонаучных и гуманитарных дисциплинах, популяризации науки, а
также разработки специализированных курсов по философии научного
эксперимента, что приобретает особую актуальность в условиях

модернизации российского образования с учетом мировых тенденций.

Положения, выносимые на защиту

1. На основе операционального подхода В.А. Фока и А.И. Липкина развит
язык описания эксперимента, эксплицирующий включенность

компонент теорий явления («теорий высокого уровня») и

инструментальных (приборных) теорий в процесс получения экспериментального результата на этапах приготовления и измерения явлений, а также анализа данных.

1. С использованием разработанного языка описания предложена теоретико-операциональная схема современного сложного ускорительного эксперимента в физике элементарных частиц на примере экспериментов ЦЕРН по обнаружению нейтральных токов.

2. Выявлено, что наличие в эксперименте фона и необходимость его квантификации в условиях сложного ускорительного эксперимента могут вводить в анализ данных непосредственно теорию собственно изучаемого явления. Показано, что данное заключение в особенности относится к экспериментам с нейтрино, в силу их слабой инструментальной локализуемости.

3. Предложена социально-онтологическая схема эксперимента в Большой Науке и меганауке (megascience), дополняющая операциональную схему сложного эксперимента как экспликацией стратификации научного сообщества в физике элементарных частиц на сообщества теоретиков, экспериментаторов и инструменталистов, так и фиксацией в ней граничных объектов (ускоренных пучков, детектора и данных), разделяющих указанные сообщества.

4. Показано, что наличие граничных объектов в социально-онтологической структуре эксперимента меганауки служит причиной возникновения эпистемической зависимости и разобщенности в научном сообществе, что приводит к превращению значительной части научного сообщества в неэпистемическое в отношении теории явления.

5. В рамках концепции институциональной эпистемической справедливости и эпистемической демократии обосновывается требование преодоления эпистемической разобщенности. Предлагаются подходы к решению данной проблемы, заключающиеся в создании условий совместного обучения и проектной деятельности членов различных сообществ на всех этапах эксперимента для обеспечения эпистемического равенства.

Апробация работы

Основные положения диссертации были представлены на российских и
международных конференциях: Научных конференциях МФТИ-50 (2007),
МФТИ-53 (2010), МФТИ-55 (2012), международной конференции «Образ
России в кросскультурной перспективе» (Дубна, 2012, 2013), международной
конференции «Россия в глобальных сценариях XXI века» (Дубна, 2014),
семинарах по философии науки МФТИ (2013, 2014), семинаре

«Конструирование реальности в науке» в Учебно-Научном Центре Объединенного Института Ядерных Исследований (2007), семинарах Fermilab Philosophy Society (Батавия, США, 2014, 2015), международной конференции Models and Simulations, 6 (Нотр Дам, США, 2014), лектории «Доступная наука» (Дубна, 2014), международной конференции «Социальная философия

науки. Российские перспективы» (Институт философии Российской академии наук, 18 – 19 ноября 2014 г.), совещании прото-коллаборации ELBNF (Батавия, США, 2015).

Структура диссертации

Структура сложного эксперимента: теория, эксперимент и приборы

Этот эксперимент – один из ряда экспериментов по проверке квантово-полевой теории электрослабого взаимодействия, являющейся теорией «первого уровня»136 (новым разделом физики (в данном случае новой квантовой теорией поля (КТП)), где создаются новые первичные понятия и объекты раздела физики). В основе этого эксперимента лежит также теоретическая модель, включающая «нейтральные токи» – продукт теории «второго уровня» (теории, являющейся следствием теории первого уровня)137.

Один из взглядов на ход формирования теоретической модели (т.е. теории

второго уровня) эксперимента довольно подробно представлен в работе Галисона138. На протяжении более чем тридцати лет после опубликования Э.Ферми его работы о бета-распаде, было принято считать, что все промежуточные частицы, при помощи обмена которыми осуществляется этот вид взаимодействия (так называемые «слабые токи»), являются заряженными. Все процессы, известные к 1964 году, отмечается в работе Галисона139, хорошо описывались модификациями такой теории Ферми, и нижний предел на существование обмена нейтральными промежуточными частицами («нейтральных токов»), описание которых выходило за рамки этой теории, был весьма низким.

К 1969 году в литературе по слабым взаимодействиям отмечалось, что нейтральные токи либо отсутствуют вовсе, либо существуют на уровне, на несколько порядков величины ниже, чем заряженные. В предлагавшихся в то время теориях необходимость введения таких токов не имела достаточного обоснования, чтобы привлечь широкое внимание. Один из недостатков теории Ферми состоял в том что, в отличие от квантовой электродинамики, она не была перенормируемой.

Галисон справедливо отмечает, что на протяжении 1960-х годов, время от времени появлялись предложения экспериментов по поиску нейтральных токов в процессах рассеяния, которые могли бы внести поправки высокого порядка в теорию заряженных токов, однако расчеты показывали, что экспериментально их обнаружить невозможно, Вероятности, оцененные ими на основе развитых к тому времени теорий, оказались слишком малы (примерно одно событие в день), что было недостаточно для обоснования экспериментальной программы, как указывали сами авторы.

Добавление промежуточной частицы (обозначавшейся также W+ или W-) позволяло создать перенормируемую теорию слабых взаимодействий, более универсальную теорию, предполагавшую существенно более широкую эмпирическую базу. А такой вариант теории слабых взаимодействий привлекал особый интерес и с точки зрения постановки экспериментов после 1960 года, который ознаменовался выходом работ М. Шварца, Т.Д. Ли и К.Н. Янга. В этих работах подчеркивалось, что нейтрино могло бы стать оптимальной частицей для проверки этого вида взаимодействий, так как, будучи подобно электрону и мюону лептоном, не подвержено сильному взаимодействию, а поскольку не имеет электрического заряда – не участвует и в электромагнитном взаимодействии.

В связи с этим в конце 1960-х годов первоочередной задачей был поиск возможных переносчиков объединенного электрослабого взаимодействия -обладающих электрическим зарядом W±-бозонов (заряженных токов), тогда как поиск другого возможного переносчика этого взаимодействия - электрически нейтрального г-бозона (нейтральных токов), не исключался, но и не имел достаточного теоретического обоснования. После экспериментального обнаружения неупругого рассеяния электронов на точечных рассеивающих центрах в протонах и нейтронах (кварках), проявившегося в виде так называемого «скейлинга», поиск W-бозонов (W и W") стал привлекать особенный интерес и в связи с изучением партонного (кваркового) строения нуклона.

Таким образом, невнимание к нейтральным токам вызывалось такими факторами, как отсутствие теоретической актуальности, повышенный интерес к другим исследованиям и отрицательные косвенные данные других экспериментов. После доказательства Г.т Хофтом в 1971 году перенормируемости теории электрослабого взаимодействия (Глэшоу-Вайнберга-Салама), начались интенсивные расчеты возможных экспериментальных следствий теории, дававшие уже заметную вероятность наблюдения нейтральных токов.

Интерес экспериментального сообщества к проблеме, как явствует из работы Галисона140, возник в результате появления новых, более универсальных и эмпирически емких фундаментальных теорий, сопровождавшихся расчетами сечений (вероятностей) конкретных процессов, которые могли наблюдаться на экспериментальных установках. Тем не менее, на начальном этапе переосмысления роли нейтральных токов это не привело к радикальным изменениям экспериментальной программы. Несмотря на то что наиболее чистым и предпочтительным с точки зрения однозначности расчетов был процесс рассеяния мюонного нейтрино на электроне, который, по теории Вайнберга, мог идти только с обменом нейтральным г0-бозоном, вероятность наблюдения только событий, вызванных обменом этой частицей, была весьма мала, а проблема отделения таких событий от фона (учета теоретических компонент фона) исключительно сложна.

Наоборот, вероятность наблюдения процессов обмена W -бозонами (заряженных токов) при рассеянии нейтрино на адронах (протонах и нейтронах), предполагалась много выше, и это косвенно подтверждалось всем предыдущим многолетним опытом работы экспериментальных групп по проблеме рассеяния нейтрино. Но при этом расчеты с учетом адронов становились слишком сложными и неопределенными, так как взаимодействие нейтрино высоких энергий с кварками еще не было изучено. В результате поиск нейтральных токов был включен в общую экспериментальную программу анализа данных.

Этот пример, с одной стороны, наглядно иллюстрирует особенность приведенной на Рисунке 1 периодизации Галисона, состоящую в неодновременности коренных изменений (разрывов) в теоретическом (некумулятивный переход к более общим теориям), экспериментальном (сохранение прежней экспериментальной программы) и инструментальном (продолжение использования имеющихся установок) слоях. С другой стороны, он показывает, что здесь можно говорить о «прибороцентричном» множестве экспериментов Гаргамель, состоящем из отдельных теоретикоцентрированных экспериментов, один из которых -эксперимент по поиску нейтральных токов - мы рассматриваем.

Проблема закрытости эксперимента

В классическом эксперименте проблема фона не привлекала к себе сколько-нибудь значительного внимания, поскольку различение изучаемого и отличных от него явлений представлялось самоочевидным. Например, в случае наблюдения планет солнечной системы с помощью телескопа Галилея, фоном, то есть явлениями, которые можно было принять за изучаемые, могло быть пятно на стекле телескопа или планета другой системы. Тем не менее, различение могло проводиться достаточно легко, например, пятно не подчинялось бы закону Кеплера, оставаясь неподвижным, другая планета также имела бы другой характер движения, чем планета солнечной системы.

Однако, уже рассматривая эксперимент Эйнштейна и де Газа (а также ряда других аналогичных экспериментов) по измерению гиромагнитного отношения электрона, проводившийся в первой трети XX века, и описывая методы и усилия экспериментаторов по подавлению такого источника фона, как земной магнетизм, Галисон отмечает168, что хотя в этих экспериментах основной фон, которым в этом случае было магнитное поле Земли, еще можно было исключить конструкцией прибора в силу их относительной простоты, контроль за фоном становится не побочной деятельностью экспериментаторов, а начинает составлять содержание всей их деятельности, поскольку большая часть их времени и усилий уходила на выявление и борьбу с фоном. В этом состоит одно из ключевых наблюдений Галисона в отношении особенностей физического эксперимента XX века.

Следующий качественный этап проблемы фона Галисон связывает уже с исследованиями космических лучей, рассматривая его на примере эксперимента Боте-Колхёрстера, одного из экспериментов по обнаружению новой частицы мюона169. Физики-экспериментаторы использовали разработанные ранее счетчики Гейгера-Мюллера, присоединенные к электроскопам, которые показывали разряды, происходившие в счетчиках, если через эти счетчики проходили заряженные частицы. Однако, разряды, происходившие в счетчиках, могли быть вызваны не только космическими частицами, но и любыми другими попавшими в счетчик заряженными частицами и создававшими, таким образом фон.

Чтобы отличить проникающие частицы космических лучей, мюоны, от других заряженных частиц, попадающих в счетчик случайно, экспериментаторы предложили следующую схему. Они разделили два счетчика металлическим бруском. Каждый из счетчиков был присоединен к отдельному электроскопу, который фиксировал электрический разряд в счетчике, возникающий при прохождении через него частиц. Экспериментаторы ожидали, что мюоны космических лучей, обладающие более высокой проникающей способностью, будут проникать через оба счетчика и разделяющий брусок, вызывая одновременное срабатывание двух счетчиков (в отличие от частиц других типов), что должно служить указанием на изучаемое явление, а именно совпадение срабатываний двух счетчиков.

В этом эксперименте проявился и фоновый, или имитирующий, процесс, при котором счетчики срабатывали одновременно от того, что в них одновременно попадали какие-либо другие независимые заряженные частицы так, что одновременность срабатывания счетчиков была случайной. Таким образом, создавался фон случайных совпадений, а демонстрация результата, обнаружения мюона, должна была состоять в наблюдении превышения числа истинных совпадений, т.е. вызванных прохождением мюона сквозь оба счетчика, над числом случайных совпадений, т.е. вызванных случайным одновременным попаданием в оба счетчика различных независимых частиц. Это одно из первых упоминаний об эксперименте, в котором использовалась подобная схема совпадений для демонстрации экспериментального результата, которое важно тем, что впоследствии, по мере развития физики элементарных частиц и атомного ядра, данная схема начинает использоваться все чаще, а в современных физических экспериментах аргумент совпадений применяется уже весьма широко. Появление таких аргументов указывает и на то, что в физике микромира экспериментальные приборы теряют ту избирательность относительно изучаемых явлений, которой они обладали в классическом эксперименте. Это связано с особенностями, в первую очередь, изучаемых объектов, частиц, их неразличимостью и множественностью процессов в микромире, в ходе которых могут возникать сходные по свойствам объекты.

Другой отличительной особенностью интерпретации эксперимента с совпадениями является необходимость различать истинные и случайные совпадения для их последующего сравнения и заключений о наличии или отсутствии наблюдаемого эффекта. Одной такой возможностью является измерение числа случайных совпадений, в условиях заведомого отсутствия изучаемого эффекта (мюонов) и его последующее вычитание из числа совпадений в рабочих условиях, где присутствуют совпадения обоих типов. Но для этого необходимо создание условий, в которых изучаемое явление будет заведомо отсутствовать. Основу такой возможности составляет как теория явления, так и количественная теория прибора, множество инструментальных теорий, на которых основаны принципы его работы.

Пристрастность экспериментаторов

В последующие годы стандарты изменились, и в авторы стали включать множество сотрудников, которые внесли в работу тот или иной вклад, но тем не менее выступать с докладами общего характера от имени эксперимента (коллаборации) по-прежнему получают право лишь немногие его участники. Согласно Франклину, в современных экспериментальных коллаборациях только от пяти до двадцати человек имеют доступ к анализу (обработке) данных эксперимента, который непосредственно ведет к получению экспериментальных результатов. Соответственно, эта небольшая группа экспериментаторов и знакома с анализом данных в достаточной мере, чтобы делать общие доклады о результатах. Чередуясь, они оттачивают свое ораторское и полемическое мастерство на регулярных конференциях и совещаниях. Другие авторы, а это научные сотрудники и инженеры, которые вносят вклад в дизайн установок, дежурят на измерениях, разрабатывают компьютерные программы, составляют более «бессловесную» часть коллаборации. Она, хотя и не имеет доступа к анализу данных и не допущена представлять коллаборацию с общими докладами во внешних организациях и конференциях, как правило, может представлять свои более частные, технические результаты. Таким образом, Франклин выявляет колоссальные изменения в политике авторства между серединой двадцатого и началом двадцать первого века по причине увеличения списков авторов и их эпистемической стратификации. Эта контроверза, хотя и не очень объемная часть книги, тем не менее, представляется знаковой.

Также, указывает Франклин, по сравнению с началом прошлого столетия, кардинально изменился стиль научных публикаций с личного на безличный218. В частности, авторы ранних публикаций нередко содержали критические замечания в адрес предшественников личного характера и, в том числе, основывали на подобной критике критику их научных результатов219. Например, обсуждая эксперименты Гука, где тот определил смещение падающих тел в южном направлении, Эдвин Холл замечал в 1903 году в отношении самого Гука, что «в человеке с такой репутацией пристрастность трудно не заметить»220. Статьи индивидуальных авторов, как замечает Франклин, обычно бывают менее выдержанными, чем коллективные. Теперь личные комментарии по поводу научных результатов и их авторов также появляются, но уже не в публикациях, а в интервью, твиттере и т.д. Также в современных публикациях, по сравнению с работами прошлого, значительно выросла плотность цитирования.

Один из вопросов, возникающих в связи с коллективным авторством публикаций большими научными коллаборациями, – достаточно ли указывать в выходных данных статьи только название коллаборации или необходимо перечисление всех участвовавших авторов. Франклин считает, что недостаточно, поскольку коллаборация не является чем-то неизменным во времени, ее периодически пополняют новые или покидают прежние участники, поэтому неуказание конкретных авторов не позволяет впоследствии установить, кто был ответственным за те или иные результаты. Недостатком такого подхода является то, что в современных экспериментальных публикациях список авторов зачастую превосходит по размерам содержательную часть. Например, в приводимой Франклином в качестве примера публикации коллаборации CMS в ЦЕРН на 20 страниц текста приходится 17 страниц со списком авторов, и только 3 приходятся на изложение сути работы.

Одно из важных изменений в том, как эксперимент Большой Науки представляется в научных публикациях и докладах, – изменения в способе изображения экспериментальной установки. Публикация всегда представляет некоторый идеализированный эксперимент, и в современных публикациях Франклин отмечает тенденцию от более реалистичного к максимально идеализированному его представлению. Различение между реальным и идеализированным экспериментом встречается еще у П.Дюгема, и Франклин определяет их как различие между экспериментом, который выполняет человек или группа людей, и экспериментом, из которого удалены все субъективные элементы221. В качестве примера Франклин приводит части экспериментальной установки – приборы, которые теперь изображаются в виде схем, а не фотографий. При этом он замечает, что фотографии также широко доступны в других источниках, помимо научных публикаций. В статьях не приводятся и подробные описания приборов, только их отдельных частей, наиболее критичных, по мнению авторов. Таким образом, ранее публикации содержали достаточно деталей для воспроизведения эксперимента, тогда как современные таких деталей не содержат. Для сравнения, Франклин приводит в качестве примера публикацию, содержащую 14 страниц только обсуждений процедур отбора данных, реконструкции и результатов, тогда как часть, посвященная описанию приборов, значительно скромнее. Помимо этого, описание modus operandi, собственно экспериментальных процедур, из современных статей практически полностью исчезло.

Обращаясь к истории изображений установок в публикациях, Франклин указывает, что еще Милликен различал фотографии установок и их схематические изображения, причем именно последние «должны делать постижимыми необходимые операции»222. Сравнивая изображения установки, при помощи которой Милликен экспериментировал с масляными каплями, Франклин отмечает, что фотография мало что сообщает об установке, тогда как ее схематическое изображение, сопровождаемое пояснительным текстом, является гораздо более информативным. Однако если такие рисованные изображения установок в первой половине XX века были вполне реалистичны и достаточно детальны для того, чтобы дать представление о принципах действия установок, то во второй половине XX века становится заметной тенденция увеличения идеализации из представления. Из современных публикаций изображения установок практически полностью исчезли, но при этом они остались широко доступны в технических документах, докладах и других источниках. При этом Франклин замечает, что текст, описывающий такие изображения, практически исчез.

Интеракционная компетентность и граничные объекты в эксперименте

Потенциально таким же граничным объектом являются данные, накапливаемые в ходе измерений, что следует из схемы Б на Рисунке 5. Навыки и процедуры, необходимые для анализа данных, принципиально отличаются от таковых для создания приборов или набора данных, а применяемые процедуры перевода с аппаратурного языка на язык физических теорий (калибровки) могут также играть роль граничных объектов. Примером данных как граничного объекта служит эксперимент по обнаружению нейтральных токов247, в котором событие рассеяния нейтрино на электроне, послужившее указанием на существование нейтральных токов, было обнаружено среди множества других фотоснимков пузырьковой камеры одним из аспирантов, который не относился к числу тех, кто создавал или эксплуатировал установку в описанном эксперименте. Тем не менее, в большинстве экспериментов, данные считаются эпистемическим ресурсом тех, кто осуществляет измерение, им принадлежит приоритет на анализ данных и публикацию их результатов роль данных как ресурса не отмечена248). Тот факт, что, будучи граничным объектом, данные редко используются экспериментаторами в таком качестве (в отличие от пучка протонов) указывает на роль интересов сообщества в выборе граничного объекта, позволяющий измерителям как заявить свои права на данные с одной стороны, так и ограничить таковые со стороны остальных сообществ с другой. Это указывает на привилегированную роль отдельных сообществ в меганауке по сравнению с другими.

Р. Мертон и его школа были одними из первых, кто указал на важность таких составляющих жизни ученого в научном сообществе, как «мотивация – вклады – оценки – признание – научная карьера»249; что одним из опорных элементов его концепции была система вознаграждения250. Согласно Мертону социальный институт, такой как наука, будет успешно функционировать только в том случае, если его члены будут получать вознаграждение, которое будет для них удовлетворительным. Ввиду того, что значительная часть научного сообщества в эксперименте имеют как подготовку, так и область интересов, соответствующих научному сотруднику (а не, например, технику), то исключение его из числа эпистемических несет, с точки зрения концепции Мертона, определенный конфликтный потенциал.

Э.Андерсон251 вводит проблему институциональной эпистемической справедливости, указывая, что эпистемическая сегрегация различных сообществ является столь же несправедливой, как и этническая или расовая. Несправедливость здесь, очевидно, заключается в том, что положение сообщества между некоторыми граничными объектами задает его эпистемическую выделенность и границы эпистемических притязаний его отдельных членов. Так, члены сообществ, выполняющих подготовку протонного пучка или создающих части детектора могут оказываться исключенными из получения данных с детектора и их анализа. При этом, все эти группы оказываются исключены из процесса разработки теоретической модели изучаемого явления. Эпистемическая иерархия теория – приборы измерения – приборы приготовления переходит в социальную иерархию теоретики – экспериментаторы – инструменталисты. Если Галисон, отмечая разделение на три последних сообщества, уподоблял их племенам, одни из которых (теоретики) владеют более развитым языком и создают промежуточные языки (пиджины, креолы) для общения с находящимися на более низком уровне развития (экспериментаторами), то мы, используя схему 2.Б обнаруживаем больше аналогий с социальными стратами в рамках одной культуры, а не разными культурами, как у Галисона. Мы обнаруживаем в ускорительной физике высоких энергий более и менее эпистемически привилегированные сообщества. Однако есть предположение, что совместные обучение и исследования могут помочь преодолеть предвзятость со стороны отдельных, более привилегированных групп, в отношении менее привилегированных. Андерсон пишет пишет: «Совместные исследования также имеют тенденцию создавать для участников совместную реальность, которая может помочь преодолеть герменевтическую несправедливость». В данной диссертации полагается, что в контексте научного исследования и, в частности, меганауки, совместное обучение и исследования могут означать, что представители различных сообществ должны не только изучать одинаковые учебные курсы, но и совместно обсуждать и вносить вклад во все этапы исследования, от приготовления протонов и установок до анализа данных и теоретических расчетов высокого уровня. Это поможет, как преодолеть восприятие граничных объектов в качестве разграничителей эпистемических и неэпистемических сообществ, так и выполнить этическое требование эпистемического равенства, которое Э.Андерсон считает условием эпистемической демократии.

В настоящей Главе полагается, что разобщенность между созданием и применением установки (то есть между приготовлением и измерением явлений) и связанная с ней стратификация сообществ создателей и пользователей установок возникает в Большой Науке и меганауке по причине появления в структуре эксперимента граничных объектов (ряд из которых252 называют ресурсами), роль которых может играть, например, пучок протонов или сама установка. Подобная разобщенность приводит к ограничениям роста научного знания неэпистемическими интересами профессиональных сообществ и ограничению ряда сообществ в доступе к производству знанию (т.е. превращению значительной части научного сообщества в неэпистемическое в смысле теории явления), в связи с чем ее необходимо преодолевать, создавая целостное научное сообщество, в котором разработка установок, набор данных и их обработка будут, обращаясь к классическому идеалу, ролями, обязательными для каждого члена сообщества. Необходимость преодоления эпистемической разобщенности также диктуется этическим требованием эпистемического равенства. Механизмом такого равноправного взаимодействия между сообществами может служить интеракционная компетентность, посредством приобретения которой представители различных эпистемических культур могут овладевать языками друг друга в совместном обучении и работе над всеми задачами, что на наш взгляд способно привести к своего рода «фазовому переходу» (отражающему постнеклассический характер науки) сообществ из состояния «мультикультуральности» к единой научной культуре.