Текст книги "Очень общая метрология"

Автор книги: Леонид Ашкинази

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 12 страниц)

Проблемы – технические, физические, социологические, психологические

Начнем хотя бы с технических. Это то, от чего человек, работающий в области техники, инженер, чешет затылок. Технические проблемы могут быть охарактеризованы степенью общности, сложностью решения, возможностью их обойти и, возможно, еще какими-то параметрами такого же уровня общности.

Вот несколько примеров технических проблем очень высокой степени общности.

1. Увеличение надежности.

2. Предсказание срока службы по ускоренным испытаниям.

3. Увеличение кпд.

4. Уменьшение трения.

5. Уменьшение износа.

6. Охлаждение.

7. Уменьшение влияния на окружающую среду.

Эти проблемы встречаются во многих областях техники, например, в проблему охлаждения упираются другие задачи, например, принципиальное ограничение мощности классических (не квантовых) компьютеров, ограничение мощности электровакуумных приборов. Между прочим, и в мощных электронных приборах и в стоматологии применяется охлаждение «водяным туманом» – потоком воздуха с каплями воды. Технические проблемы высокой степени общности часто или упираются в физические ограничения (как охлаждение) или в само понимание физики процессов (как ускоренные испытания, трение, износ).

Возможность обойти – это ответ на вопрос, на каком уровне может быть обойдена проблема, на каком уровне может быть найдено альтернативное решение, удовлетворяющее потребности окружающей техники. Можно привести множество примеров, как техническая проблема одного уровня может быть обойдена изменением решения на другом уровне. Например, проблема охлаждения может быть обойдена переходом на высокотемпературную элементную базу, проблема трения в жестких дисках – переходом на флеш-память. С точки зрения инженера это выглядит как отказ от решения проблемы, поэтому квалифицированный и ответственный инженер старается решить проблему на своем уровне, а малоквалифицированный и безответственный – мотивируя невозможностью решить конкретную проблему, будет предлагать изменить решение более высокого уровня. Поэтому инженер более высокого ранга, руководящий разработкой, должен принимать решение с учетом квалификации и психологии подчиненных.

Проблемы есть не только в технике, но и в физике, социологии и психологии. Определение, которое выше дано для технической проблемы, с очевидной заменой объектов пригодно для любой области. Чесать затылок умеют и физики, и социологи, и… вот они чесать затылок не любят, это правда. Папаша Зигмунд (…в кафе – тут аллюзия на Пелевина) им судья!

Физические, социологические и психологические проблемы, так же, как и технические, могут быть охарактеризованы степенью общности, сложностью решения, возможностью их обойти и, возможно, еще какими-то параметрами такого же уровня, например, важностью. Которая, впрочем, зависит от степени общности и невозможности обойти.

Прекрасный список физических проблем вот: http://ufn.ru/ufn07/ufn07_4/Russian/ustny_ufn074b.pdf

По замыслу составителя это список проблем высшей степени общности и, следовательно – раз они не решены – высшей сложности. Обойти большинство из них невозможно, это задачи понимания основ нашего мира.

Естественно, что у социологов и психологов должно быть некое подобие такого списка. Однако само понятие «социологической проблемы», равно как и понятие «психологической проблемы», выглядит несколько иначе, нежели понятие «физической проблемы». Физическая проблема – это конкретная, хотя иногда сформулированная и довольно общо, проблема познания какой-то части реального мира. Однако под проблемой в социологии (психологии) или социологической (психологической) проблемой наиболее часто понимают взгляд на общество (на человека) в целом. Далее, в социологии и психологии вовсе не считается, что теория должна «быть» в том смысле, в котором есть физическая теория – социологи и психологи допускают существование нескольких теорий одного и того же. И хотя иногда сетуют на наличие нескольких парадигм, причем не в суперновых областях, а в основах (физики бы за это просто убили), но аккуратно начинают свои труды перечнем выдвинутых в прошлом и позапрошлом веке теорий общества. Более того, даже в списках работ по методологическим проблемам собственно проблемы решения конкретных задач составляют менее трети. Остальное – рассказы о славном прошлом этих замечательных наук.

Не претендуя на составление списка, аналогичного знаменитому «Какие проблемы физики и астрофизики представляются особенно важными и интересными» (ссылка выше), назовем несколько, стараясь придерживаться именно этой идеологии. То есть понимания проблем той или иной науки не как проблем общества и человека, а как проблем понимания какой-то проблемы общества или человека средствами социологии или, соответственно, психологии. Вот, взяв для простоты те же семь пунктов (у Лютера было 95 – «какая глыбища, какой матерый человечище» – помните школьный анекдот?):

1. Человек и общество – подход «от общества», то есть как общество управляет человеком и подход «от человека», то есть как из мыслей, чувств, действий людей образуется общество.

2. Власть и общество – как общество создает власть и как власть влияет на общество.

3. Власть и человек – как они влияют друг на друга.

4. Человек и малая группа – как они влияют друг на друга.

5. Связь «качества населения», социальных ожиданий и прогресса общества.

6. Существуют ли законы развития, одинаковые для различных обществ.

7. В каком смысле существуют «поколения» или это лишь удобная модель.

Данные проблемы локализованы внутри социологии, хотя имеют и внешние связи и они обладают высокой общностью – то есть они существуют почти во всех обществах. Насчет их сложности могут быть разные мнения, мне они представляются сложными. Насчет возможности их обойти – к ним относится примерно то же, что сказано о физических проблемах. Что касается психологии – вот, например, такой список.

1. Существуют ли базовые свойства психики, единственен ли их список.

2. Как происходит обработка информации в человеке.

3. Как происходит оценка ситуации человеком.

4. Как происходит принятие решений человеком.

5. Человек и человек, как устроено межличностное взимодействие.

6. Генетика, воспитание, внешние влияния и «сам человек» – где начинается последнее.

7. Человек и информация, как человек ее получает и как, как оценивается достоверность.

Эти проблемы локализованы внутри, соответственно, человека, хотя имеют и внешние связи и они обладают высокой общностью – то есть они существенны для многих людей. Насчет их сложности могут быть разные мнения, мне они представляются сложными. Насчет возможности их обойти – к ним относится примерно то же, что сказано о физических проблемах.

В математике попытка сформулировать подобный список была предпринята Гилбертом, позже – Стивеном Смейлом (а также (http://booklists.narod.ru/P_Physics/PNc_Nonlinear_chaos/Simo_K.__i_dr.__red.__Sovremennye_problemy_haosa_i_nelinejnosti__RXD__2002___ru__T__304s_.8.htm).

Сфера действия метрологии

Основная задача метрологии в технике – предоставить технике возможность сделать так, чтобы гайки подходили к болтам. Это не получится само, даже если мы обитаем на необитаемом острове и у нас один производитель гаек и болтов – ПБОЮЛ «Хитрые Гайки & Болты с Винтом». Так что метрология неизбежна и вечна. Кроме того, она вездесуща, потому что если мы произносим какую-то характеристику, то значит мы ее измерили (если мы не пишем статью для СМИ, ессно). Свежесть молока, вес бриллианта и лживость политика – измеряемые характеристики. Метрология важна, так как в силу вездесущести она охватывает ситуации и важные (молоко), и дорогие (бриллиант), и опасные (лживый политик). Измерение может производиться многомиллионной уникальной аппаратурой, расположенной в термостатированном подвале на отдельной от фундамента бетонной колонне, а может просто «на глаз» (ну видно же простым глазом – врет дядя!), но все равно это измерения.

Обычно в книгах к метрологии относят измерение не чего попало и всего на свете, а физических и химических характеристик, поэтому отнесение к метрологии измерения лживости политика или, скажем, глубины прорехи в знаниях студента или злобности преподавателя является не вполне традиционным. Но некоторые метрологи не возражают против такого расширительного толкования. Важнее другое – то, что у измерения столь разных (хоть и связанных) вещей, как размер бриллианта и любовь подруги, есть общие черты, а самое важное то, что требования к измерениям, очевидные в одной сфере ее действия, могут быть применены и в другой. Например, мы прекрасно понимаем, что измерения веса, сделанные вчера и сегодня, а также в одной лаборатории и другой, должны совпасть. И было бы неплохо, если бы результаты измерения любви тоже были стабильны и однозначны.

Техническую метрологию можно разделить на прикладную и «высокую» метрологию. Прикладная, то есть практическая – это метрология в цеху и лаборатории, «высокая» – метрология метрологов, обеспечивающая существование практической метрологии сегодня и завтра. Собственно, такое деление есть и в других областях человеческой деятельности. Например, есть высокая любовь и практическая любовь – сегодня вечером. С одной стороны «– Ты меня любишь? – А почему нет?», с другой «– Ты меня любишь? – А что я, по-твоему, делаю?» Соответственно, есть связь между ними. Есть высокая педагогика и есть практическая: практическая – это ваши отметки на экзамене, а высокая – передача «от учителя к ученику» понимания сути предмета. А также наше понимание педагогики, как ствола, стержня, ядра того, что обеспечивает продолжение существования культуры, ipso facto – цивилизации. «Цепь культуры не должна прерываться. Иначе человек снова будет добывать огонь трением двух хорошо высушенных деревяшек».

Сфера действия метрологии в социологии и психологии, как это ни странно, относительно больше, нежели в физике и технике. Физика кроме измерений строит гипотезы, теории. Доля работ, посвященных теории – как по объему публикаций, так и по трудо– и мозгозатратам – не уступает измерениям. Количество ссылок в Сети при запросе «физика измерение» и «физика эксперимент» составляет 7 миллионов, а «физика теория» и «физика гипотеза» – в два раза больше. В технике метрология также не доминирует, главная задача техники – создание вещей. Метрология играет при этом важную, неизбежную, но не главную роль.

Ни в социологии, ни в психологии нет работающих в физическом или техническом смысле, то есть широкодиапазонных и надежно предсказывающих теорий. Да и не слишком стремятся социологи их строить, понимая ограниченность сегодняшних методов. В социологии с большим трудом и не всегда с достаточной для практики точностью предсказываются результаты выборов и успешность тех или иных товаров на рынке. В психологии предсказываются общие вещи – например, профпригодность. Но имела ли место в психологии хоть раз достаточного объема и корректно выполненная проверка? О чем-то более сложном – например, о надежном определении пригодности к совместной жизни – даже и речь не идет. Имеющиеся в Интернете и всякой помоечной литературе способы определения «совместимости» – смесь тривиальности и бреда. Разумные вещи написаны у Акоффа и Эмери, но и эта модель относительно проста (2 параметра по 2 значения, то есть 4 типа, правда, 16 типов пар – Акофф Р., Эмери Ф. «О целеустремленных системах».

А если и есть приятные исключения, но они – результат не столько социологической науки, сколько искусства. Вот например:

«Для российского читателя нельзя не отметить такой пункт в творческой биографии социолога как теоретическое предсказание им распада «Советской империи» (то есть Варшавского блока с доминирующим СССР – всей территории, которая контролировалась советскими войсками). Это предсказание, выведенное из общей геополитической теории, было сделано и высказано в ведущих американских университетах в 1980 году, и опубликовано в книге «Веберианская социологическая теория» (1986). Кардинальным отличием его от многих других предсказаний (Л.Троцкого, Э. д'Анкосс, А. Амальрика и др.) является корректная схема дедуктивного вывода из общей теории (полученной из анализа совсем иных случаев – не России!) и начальных условий для Варшавского блока и СССР в 1980 году».

http://www.archipelag.ru/geopolitics/osnovi/supposition/collins/

Причем само применение вроде бы научных методов еще не означает, что это наука – это надо доказать. Сделать теми же методами хотя бы пяток прогнозов. С другой стороны, возникает специфическая трудность:

«Допущение, что социология не способна предсказать и, следовательно, менее научна, – неприемлемо. Иногда предсказанное социологами не случается потому, что социологи это предсказали и способствовали действиям, которые не дали развиться их предвидениям. Так, предсказания Маркса вдохновили ряд революций, но и стимулировали переговоры между трудом и капиталом, сделав революцию менее вероятной. Или пример теории модернизации: и прогрессисты, и консерваторы использовали ее версии для продвижения и развития подобной политики во всем мире».

http://www.isras.ru/files/File/Socis/2005-9/kultygin.pdf

И тут же – если проваливаться в болото, то по-большому – мы сталкиваемся с важнейшим отличием социологии и психологии от физики и техники. Объектом этих наук являются люди – прямо или чуть опосредовано. А многие считают, что эксперименты на людях недопустимы. Если принять эту позицию в полной и категоричной форме, то социология и психология получают статус «наблюдательной науки», который принципиально отличается от естественных наук. Это клеймо – да не три лилии на попе, а неприличное слово на лбу на всю жизнь. Поэтому вопрос заслуживает хотя бы краткого рассмотрения. Мы зададим три вопроса. Чем плох и плох ли вообще этот статус. Ограничивает ли он познание. Действительно ли нельзя делать эксперименты на людях?

Человек aka чистолинейная мышь

Статус наблюдательной науки имеет, например, почти вся астрофизика и вся космология. Быть науками это им не мешает, а ежели кто вспомнит философию, которой его когда-то учили в советском вузе и начнет что-то бормотать про первую стадию развития и «живое созерцание», то я положу ему на стол несколько книжек по астрофизике и космологии и с большим удовольствием живо посозерцаю, с каким ужасом будет созерцать их он. Если же говорить серьезно, то возможность залезть скальпелем в мышь сильно помогает биологам, и астрофизики конечно не отказались бы… Тем не менее астрофизика и космология – вполне науки, в частности потому, что они и информационно и методически связаны миллионами нитей с физикой (или, если хотите, с остальной физикой – статус зависит от понтов).

Относительно большее место, чем в физике, но меньшее, чем в астрофизике, занимает наблюдение в социологии и психологии, потому что эксперимент в социологии и психологии часто бывает ограничен этическими соображениями, а в социологии – еще и относительно высокой стоимостью экспериментов (не в сравнении с физикой, а в сравнении с другими социологическими методами!) Мне, впрочем, кажется, что социология и психология могли бы существовать и развиваться без эксперимента, если они были бы сильнее связаны с другими науками, в первую очередь, наверное – с биологией и математикой. Хотя, наверное, отсутствие эксперимента в любом случае тормозило бы развитие.

Теперь вопрос о допустимости эксперимента (социологического, психологического, вообще медицинского). Лично мой ответ звучит так – если речь идет об индивидуальной ситуации, когда действующих лиц двое – я и потенциальный объект, и если это существо, наделенным сознанием и рефлексией, существо, которое в принципе может оценить ситуацию, то должно быть получено так называемое «информированное согласие».

Эта процедура и само это понятие первоначально было введено в медицине, но к настоящему времени необходимость в ней осознана и социологами (http://www.soc.pu.ru/publications/jssa/2000/1/14codex.html).

Естественно, что психологи (нормальные психологи в нормальных странах, не к ночи будь помянут гэбэшный инструмент – советские психушки, см. «Казнимые сумасшествием», сост. А.Артемова, Л.Рар, М.Славинский или, например, http://ds.ru/books/lie.htm) осознают необходимость информированного согласия еще лучше. Они сознают, что такая метода уменьшает надежность полученных данных и пытаются как-то зарегулировать эту ситуацию, например, предписывая объяснять испытуемому цель исследования, но не показать сам тест. Все эти рекомендации имеют неизбежно ограниченную область применимости.

После получения «информированного согласия» я могу делать с этим существом то, что в итоге будет признано им самим правильным. Например, если ваша девушка сделала вам больно, но потом вы искренне сказали ей «Ты была права, мне было больно, но я поумнел и не хотел бы отыграть назад» – ваша девушка была права. Если вы делали и говорили приятное вашей девушке, а потом она искренне сказала вам: «Зря ты это делал – проблемы копились и вот, мы расстаемся, и мне плохо; а не жалей ты меня тогда, проблемы бы нами решались, могло бы и сростись, мы были бы вместе и мне было бы лучше» – значит, вы были не правы.

Вот реальный пример. Женщина подсознательно хочет родить еще одного ребенка, но боится, а вы подталкиваете ее к решению (разговоры, фотографии, упоминания и так далее). Понятно, что это ей сейчас неприятно, но если вы добьетесь своего, она (и вы) будете счастливы. Сколько неприятностей вправе вы причинить ей ради того счастья?

Конечно, что предсказать развитие ситуации обычно не просто и всегда есть риск. Для его уменьшения полезно анализировать действия других людей (есть общечеловеческие ошибки) и свои более ранние действия – есть индивидуальные относительно стабильно повторяющиеся ошибки. Иногда объект вашего исследования способен оценить и общенаучную аргументацию – да, я вас напряг, но мы получили важные данные – вот они, смотрите – которые помогут кому-то поумнеть, помогут другим людям. И объект говорит – ну ладно, будем надеяться, что это действительно кому-то поможет.

При групповом эксперименте ситуация усложняется, потому в некоторых случаях группа сама становится средством управления своими членами, и может случиться так, что будут получены не согласие и одобрение, а «согласие» и «одобрение». Заметим также, что в некоторых случаях даже информация о проведении эксперимента, не говоря уж о получении «информированного согласия», искажает данные.

Поэтому проблема влияния прибора на исследуемый объект выглядит в социологии и психологии серьезнее, чем в других областях применения метрологии. Измерять напряжение в электрической сети все-таки проще.

Попутно заметим, что и само понятие «информированного согласия» весьма сложно, особенно – в психиатрии, и ответственными и компетентными медиками серьезно обсуждается: http://www.npar.ru/journal/2006/1/research.htm, http://www.avialine.com/country/14/articles/12/767/0/0/2673.html.

Важность метрологии

Учебники метрологии обычно начинаются с указания на ее важность. Как и вообще многие учебники, да и не только учебники… Объясняя важность метрологии, упоминают улетевшие не туда космические корабли и водителей, неправомочно наказанных за вождение в пьяном виде. Есть вещи и поважнее, но самое важное – то, что метрология пронизывает не только всю технику, но и всю жизнь. При том, что все мы занимаемся измерениями, сама метрология остается за кадром – мы пользуемся ее результатами, но не замечаем, что за ними стоит. Само по себе это не страшно до момента, когда незнание этой скрытой части реальности начинает мешать нам жить. К сожалению, это происходит на каждом шагу.

Например, когда умело стоящие весы в магазине или правильный безмен на базаре помогают продавцу обвешивать покупателя. Или когда мы видим в газете или Интернете «данные опроса», которые никакими данными не являются, а являются бредом, или простой ложью, или попыткой манипуляции. Или когда мы отвечаем на вопросы очередного «теста» и надеемся за десять минут узнать все на свете – и дату смерти, и какая женщина (какой мужчина) сделает вас счастливым, и какой дар у вас есть. Или когда правильные декларации и популистские эпатажи маскируют ложь и подлость политика – очередного народного кумира. Или – что, наверное, страшнее всего, ибо от этого труднее всего защититься – красивые слова прикрывают отсутствие любви там, где мы ее искали. И через какое-то время поняли, что нашли только красивые слова.

Нормальный инженер относится к метрологии как к чему-то важному, но проблемы создающему не каждый день. Берем штангенциркуль и меряем. Ну, можно еще сказать два слова о нониусе. Так и живет он себе, «счастливый от ерунды» (No МВ), до момента, когда-либо обнаруживает, что точности прибора не хватает, либо что токарь делает точно по чертежу, а ОТК не пропускает. Причем в одной смене брак стабильно 5 %, а в другой – стабильно 30 %, и в одной отклонение размера все время в одну сторону, а в другой – куда попало. Или летом брак один, а зимой другой, когда дождик – один, когда сухо – другой и так далее. Серьезная проблема с метрологией у технаря возникает, если он начинает заниматься совсем новым объектом, например «измерять» царапину на крышке консервной банки, которая нужна для того, чтобы банка открывалась. Глубина царапины должна выдерживаться с высокой точностью, и с тем более высокой точностью измеряться. И не только глубина, но и профиль и главное – что такое глубина, если не известен профиль, а? Вообще многие современные красивые штучки базируются на строгой технологии и, часто, на более совершенной метрологии.

Физик относится к метрологии с большим пиететом, нежели инженер – ему чаще, чем технарю, для решения своих задач приходится решать новые метрологические задачи. Обычно это происходит, когда приходится измерить некоторую величину на краю освоенного диапазона – либо если она очень мала, либо очень велика, либо ее надо измерить с очень высокой точностью, либо в каких-то необычных условиях. Ниже мы обсудим это подробнее.

И в физике, и в технике по мере развития области и постановки новых либо продвижения старых задач, вопросы измерений (точности, диапазона, необычных условий) возникают всегда. С другой стороны, увеличение точности измерений само по себе достаточно часто приводит к новым результатам. Хотя тут надо быть осторожным – увеличение количества данных иногда (особенно при не вполне корректной обработке или предварительном отборе) позволяет обнаружить «закономерности» и там, где их нет.

В технике увеличение точности измерений позволяет применять более «строгие» технологии, которые, в свою очередь, часто позволяют упростить и удешевить конструкцию. Естественно, возможность точных измерений – не единственное условие применения строгих технологий. Примеры применения таких технологий – гибкие заушники очков без винтов и других узлов вращения, вообще замена узлов вращения гибкими элементами, банки с крышкой с линией разрыва, приклеенные крышечки на «ванночках» с продуктами.

В социологии и психологии, как уже отмечалось, метрология занимает большее место, чем в физике и технике – просто потому, что большого объема теорий (как в физике) или большого объема конструирования (как в технике) в них нет. Ну и остается мерить все подряд, то есть что заказчику взбредет в голову. Или что считает важным сам социолог, если у него каким-то чудом остаются силы на науку и если удалось получить грант. Важность метрологии в этом случае примерно такова, как в физике – то есть она важна для понимания этого мира. Улетевший не туда космический корабль можно всуе не упоминать – власть, понятное дело, не только не допускает социологов к старовому ключу, но и вообще в их советах не нуждается. Был в истории России момент, когда граждане реально кого-то там выбирали, тогда рейтинги и были нужны. Потом социологические данные какое-то время были нужны жуликам и манипуляторам (http://www.hrights.ru/text/sob/index.htm, http://www.koob.ru/paramonov_kirichenko/metodi_falsifikacii).

Но те времена прошли, вертикаль построена и стоит на изумление соседям и оторопь россиянам.

Метрологические проблемы в психологии представляются еще более важными, ибо на основе психологических измерений (тестов) люди делают какие-то выводы о себе и о других и могут предпринимать какие-то реальные действия.