Текст книги "Очень общая метрология"

Автор книги: Леонид Ашкинази

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 12 страниц)

Социологическая и психологическая терминология

С точки зрения этой книги физика, техника, социология и психология имеют одинаковый статус – это области приложения метрологии. Но в физике и технике терминология в основной части устоявшаяся и однозначно понимаемая специалистами, а процесс становления терминологии проистекает в областях становления самой области, то есть областях получения существенно новых результатов и появления нового понимания. В социологии и психологии терминология несколько менее устоявшаяся, сильнее связанная с терминологией других областей и с бытовым языком.

Вот один пример смеси специфических и общих терминов – понятия, которые вынес в оглавление Нейл Смелзер в своем фундаментальном учебнике «Социология». Культура, социальная структура, социализация, социальное взаимодействие, организация, девиация, социальный контроль, поселенческая общность, неравенство, стратификация, класс, этнос, раса, сексуальная роль, семья, образование, религия, экономическая система, политическая система, динамика народонаселения, коллективное поведение, социальные движения, социальные изменения, культурные изменения. Из этих 24-х терминов большинство более или менее понятны – специалисты редко спорят об их смысле, да и «простому человеку» они интуитивно понятны. Однако если мы начнем углубляться в вопрос, ситуация будет усложняться. Например, смысл терминов «народ», «нация», «уровень жизни», «средний класс» уже являются дискутируемыми.

Социологическая терминология – это терминология в процессе становления («терминология в пути», терминология «ба дерех») и поэтому мы уделим ей несколько большее внимание. Термины, используемые в социологии, можно разделить на общенаучные (точность, репрезентативность, валидность и так далее) и специфически социологические. Эти вторые можно разделить на несколько групп.

Названия теорий: теория культурных кругов, теория групповой динамики, социография, социологизм.

Названия методов исследования и средств изображения результатов: контент-анализ, анализ вторичный, метод биографий, фокус-группа, социограмма, социоматрица.

Названия объектов: генеральная совокупность, выборка, подвыборка, группа малая, группа номинальная, группа первичная.

Названия процессов (в некотором смысле тоже объектов): групповая динамика, миграция населения.

Названия параметров: социальные ожидания, социальная мобильность, социальная дистанция, социальная дифференциация, социальная напряженность, социальная удовлетворенность, социальный статус, социальная память, социальное поведение, социальная поляризация, социальный престиж, групповая сплоченность.

Многие из этих термины в тех или иных ситуациях имеют отношение к метрологии. Например, у теорий есть надежность предсказания и широта спектра ситуаций, у методов есть стабильность, у процессов есть скорость протекания, у объектов есть параметры, у параметров есть значения. Здесь мы явно видим некоторое расширение поля действия метрологии.

Физику, который всю жизнь занимается измерениями, понимает, что теория может быть более или менее надежна, хотя и с трудом примет мысль, что надежность теорий может быть объектом метрологии. Инженер к вопросу о надежности метода расчета отнесется спокойнее.

Степень «определенности», согласованности разных пониманий и определений базовых понятий зависит от области и от «этажа». Чем фундаментальнее понятие, тем согласованнее его понимание. В психологии базовые понятия «первого уровня», например память, восприятие, речь, воображение, мышление, внимание, ощущение, темперамент, воля, способность, характер и эмоция определены довольно согласованно. А скажем, на вопрос о том, какие эмоции считать базовыми (это, скажем так, второй уровень, разные авторы отвечают уже более чем разнообразно.

В социологии и психологии параметры обычно связаны, их связь – объект изучения. Параметры составляют структуру, но сама структура, которой описывается объект, часто бывает не единственна. Психологами этот с точки зрения физика или инженера поразительный факт не скрывается, например, они пишут: «психологические тесты должны использоваться профессионалами и применяться комплексно».

Выведение социологических параметров из психологических (единичных) производится через усреднение, через анализ функции распределения, анализ корреляций и многими другими более сложными методами. В принципе это должно было бы производиться через модель общества, но ее нет. Возможны «истинно социологические» инструменты, то есть методы исследования общества без обращения к индивидам: распространение слухов и анекдотов, реакция на рекламу, выборы, многие методы исследования через Интернет (не опросы в Интернете, а след, оставленный обществом в нем): http://fmsh.miem.edu.ru/Statya9.html

При получении посредством анкетирования данных от человека мы на самом деле получаем информацию и о человеке, и об обществе. И потому, что человек в заметной мере продукт этого общества и потому, что человек, отвечая на некоторые вопросы, учитывает мнение общества. Он может бояться, стесняется, бравировать, хотеть шокировать и т. д.

Процедура создания «того, что будет измеряться», называется в социологии операционализацией. Она состоит из формирования понятия, разработки техники измерений, разработки индикатора (непосредственно изменяемой величины), возможно – построения индексов, то есть комбинаций индикаторов.

Согласно В.М.Мельникову и Л.Т.Ямпольскому («Введение в экспериментальную психологию личности». М., 1985) есть два способа обработки – вычисление черт личности и типологический подход. Методы обработки пришли из эпохи бумаги и выглядят примитивно, само противопоставление этих двух подходов отражает упрощенное мышление. Факторизация – построение все более общих факторов более высоких порядков, в итоге «выделяется 8 факторов второго порядка, из которых 4–5 являются существенными» – аналог построения индексов в социологии.

Источники данных

Источники данных во всех науках – это наблюдение в лаборатории и в реальной ситуации, эксперимент в лаборатории и в реальной ситуации. В этой классификации вопрос, задаваемый социологом респонденту, является всего лишь экспериментом в лаборатории. Даже если сам вопрос задается на улице: респондент понимает, что является объектом эксперимента, исследования. Этот «всего лишь» являлся и является в социологии основным методом получения информации, причем его можно разделить на два подтипа. Анкетные опросы, когда отвечает респондент и ответы потом обрабатываются. И фокус-группы, эксперименты на малой группе, когда тот или иной вопрос ставится перед группой и ответ вырабатывается неким способом, отдаленно похожим на действие общества. Эксперименты в реальной ситуации – это эксперименты на обществе в целом: политические выборы, сбыт товаров, распространение информации (например, слухов и анекдотов). Впрочем, ставят их не социологи, так что экспериментами их считать нельзя; с другой стороны, граница здесь не вполне четкая, ибо относительно небольшая вариация условий «эксперимента» способна превратить его в эксперимент. Да и откуда мы знаем, что такие эксперименты не ставятся – например, эксперименты по распространению информации в обществе и ставить относительно легко, и информацию они способны дать любопытную.

Например, есть способ определения посредством Интернета интереса к той или иной теме: http://fmsh.miem.edu.ru/Statya9.html

Цитируем: «Третий вопрос, который мы задали Сети – часто ли в ней «таскают» материалы. Возможность для такого исследования создает, например Google, поскольку он делит ссылки на «наиболее значимые» и «очень похожие на них». Оказалось, что отношение общего количества ссылок (те и те вместе) к количеству оригинальных ссылок (таковыми мы считали «наиболее значимые») изменяется в широких пределах, по крайней мере – от 1 до 230. Вот некоторые примеры, причем первое число – количество оригинальных ссылок, второе – общее количество. «Квазигруппа» – 20/40, «хиггсовский бозон» – 30/230 /…/ «кристалл» – 800/190.000. Понятно, что с увеличением общего интереса к теме должно расти и количество оригинальных ссылок, и «коэффициент размножения» – отношение общего количества ссылок к количеству оригинальных, поскольку интерес влечет как свою работу, так и таскание чужого. Но заметен существенный разброс коэффициента размножения при одинаковом или близком количестве оригинальных ссылок, указывающий на некую «жареность» темы, Например, сравните «квазигруппу» с коэффициентом 2 и «хиггсовский бозон» с 8 /…/ или «кристаллографию» с ничтожным 8 и одно из любимых заклинаний рекламщиков – «кристалл» – с «коэффициентом жарености» 230».

Эксперимент – это определение зависимости чего-то от чего-то такого, что мы можем изменять. При наблюдении (в чистом виде) мы не можем изменять, но можем наблюдать как изменяются две величины – причина и следствие. Но кто из них причина, а кто – следствие? При большой статистике и наличии можно например воспользоваться тем, что следствие изменяется позже, чем причина (вторая производная следствия по времени должна коррелировать со сдвинутой по времени второй производной причины). Но что делать, если обе величины – следствия какой-то третьей?

Выше сказано, что вопрос сам по себе является экспериментом. Заметим, что в конкретной ситуации «доля эксперимента» в вопросе может быть и меньше и больше. Особенно велика она по крайней мере в двух случаях. Первый – если респондент сознательно или подсознательно сопротивляется интервьюеру, сопротивляется «вообще» или конкретно – пытается создать неправильное впечатление. Второй случай – если с респондентом по каким-либо причинам затруднена коммуникация (аутист, задержка развития и тому подобное).

Ситуация в психологии такова. В классификации В.М.Мельникова и Л.Т.Ямпольского («Введение в экспериментальную психологию личности». М. 1985) данные о чертах личности имеют три источника – опросы (Q-данные, questionnaire data), наблюдение повседневной жизни (L-данные. Life record data) и данные, полученные в экспериментальных ситуациях (T-данные, objrctive test data).

Анализом языка, 4500 слов, означающих черты личности, Кэттелл определил основные характеристики (то есть апеллировал к жизненному опыту – своему собственному и экспертов) и создал тест 16PF. Оказалось, что Q-данные ложатся в эти факторы – это и должно было случиться, ибо они тоже взяты из языка. Из Q– и L-факторов можно составить факторы более высоких порядков, причем факторам второго порядка соответствуют T-факторы: при анализе экспериментальных ситуаций язык «более груб».

Факторизация – построение все более общих факторов более высоких порядков – приводит к «восьми факторам второго порядка, из которых 4–5 являются существенными».

Далее, как уже указывалось, после анализа черт личности авторы описывают второй, типологический подход, опираясь, как это принято в данной науке, на прибор – тест MMPI, тест 16PF, опросник Х.Смишека, построенный на концепции типов акцентуации личности К.Леонгарда и других. Далее авторы тщательно анализируют соотношение понятий-черт и понятий-типов, обнаруживая между ними естественную и убедительную связь и строит свой психодиагностический тест.

Основные источники искажения результатов – плохое знание себя респондентом и желание респондента скрыть ту или иную конкретную, как говорят «чувствительную» информацию – доход, сексуальные предпочтения, политические убеждения. Стандартный способ борьбы с искажениями в психологии и социологии: отвлечение внимания, прячет вопрос среди других вопросов «Где надо прятать лист? – В лесу», переходит к проективным тестам (например, исследует реакцию на случайный рисунок). Кроме того, социолог может усилить доверие респондента, объявив свою анкету конфиденциальной или анонимной. Анонимная анкета – это анкета, авторство которой не может быть установлено даже самим социологом. Конфиденциальной анкета – это анкета, авторство которой может быть установлено самим социологом, но используя слово «конфиденциальный», социолог объявляет, что на данный момент не предполагает это делать. А если когда-то и будет (при поиске корреляции разных анкет), то авторство не будет кому-либо сообщаться.

Методы, величины, погрешности

Приборы и методы

Какая первая ассоциация при слове «измерить»? У меня – вольтметр, у некоторых – метр. То есть «сантиметр». Нет, не тот, которых сто этих в одном том, а который по словарям sartorial meter, metre measure ruler или metre-stick – это который «метр», а tape measure, metre tape measure, tape-line – это который «сантиметр». Ну, а реально люди говорят tape measure, а «метров» не употребляют, потому что в соответствующем отделе магазина делениями размечен край стола, на котором режут ткань.

Нормальная ассоциация для потребителя метрологических данных такова: метрология – это приборы. Причем в основной части метрологии вопрос о приборе не возникает – напряжение измеряют вольтметром. Вопрос о приборе возникает по мере удаления от основной и погружения в проблемную зону метрологии, то есть в измерение нового, в новых условиях. Но и в этом случае вопрос «каким прибором измерять» почти никогда не возникает: напряжение все равно – вольтметром. Разработка новых приборов – это соответствующая область техники, в которой пересекаются собственно метрология и та область, которая заведует начинкой прибора. Например, для обычного вольтметра начала прошлого века это механика, нынче радиоэлектроника, но можно представить себе и вольтметр чисто оптический – кроме датчика, обратного по функции обычному датчику! Может, впрочем, область, заведующая начинкой и не конституироваться, как суверенная область техники: кто занимается разработкой жидкостных термометров? В этом случае естественно считать, что метрология занимается этим единолично.

Разработка приборов для измерений в проблемной зоне, особенно в интересах физики, и особенно в физике элементарных частиц и космологии, потребляет большие трудовые и материальные ресурсы и само по себе – подчас новейшую физику и технологию. При этом создаются уникальные приборы и установки. Приобщиться к этому фантастическому миру легко: спросите Google «ускорители» и «детекторы». Или, скажем, в режиме «картинки» спросите «радиотелескопы».

Впрочем, совсем редко и, скажем так, в экзотических ситуациях, например при отсутствии приборов приходится прибегать к косвенным измерениям – например, по тихому потрескиванию можно судить об напряжении на клеммах. А о падении яркости свечения лампы – о мощности электрочайника. Подробнее об этом еще поговорим.

В социологии ситуация иная. Стандартных приборов у социологов нет и, похоже, мысль о стандартизации «приборов» вообще мало кому приходит в голову. Причем независимо от того, какими приборами мы пользуемся – анкетой, отчетом о наблюдениях, экспериментом. Связано это с несколькими факторами. Во-первых, анкету трудно перевести на другой язык потому, что какие-то объекты есть в одной жизни и их нет в другой – а значит, может не быть и в языке. Во-вторых, даже если все объекты на данном участке смыслового поля и есть, то сами термины могут быть расположены иначе. Кроме того, что самое страшное – потому, что непонятное – это то, что одни и те же объекты имеют разный смысл, разное значение в разных обществах и для разных людей. Отчет о наблюдениях, хотя содержит информацию о материальных явлениях, формулируется посредством языка и это же относится к эксперименту. Поэтому часть «языковых» проблем распространяется и на эти методы. Наконец, кто мог бы быть заинтересован в разработке стандартов социологических измерений. Социологи сами по себе являются носителями какой-то культуры и языка и справедливо считают себя наиболее компетентными именно в своей культуре и способными выражать мысли именно на своем языке. И если на межстрановые исследования могут повестись и социологи, то на сопоставление стран по принципу «сколько волка не корми, а у слона все равно больше», может решиться только дряхлый вождь Оон и его верная дочь Юнеска. Соответственно показатели типа «индекс развития человеческого потенциала» создают именно они или по их заказу. Такой инструмент можно считать стандартным, по крайней мере в своей ограниченной области. Данный индекс состоит из продолжительности жизни, уровня образования и уровня жизни (ВВП на душу населения). Если и можно понять, почему взяты эти показатели, то понять, как выбраны веса, невозможно. Видимо, «от фонаря» или, как говорят некоторые мои студенты, «рандомно». Возможно, что иногда веса выбираются «равными» просто, чтобы избежать споров о конкретной цифре.

Смысл существования этого показателя вообще не вполне ясен: в расстановке стран по ранжиру есть что-то милое, детсадовское. В школе мы уже над этим издевались: «мериться пиписьками». Похоже, что некоторые взрослые дяденьки и тетеньки находятся на детсадовском уровне, даром что они ООН. Конкретно «индекс человеческого развития» вычисляется по продолжительности жизни, валовому внутреннему продукту на душу населения и образованности граждан. Даже если сам выбор компонент представляется разумным, то произвол в выборе коэффициентов позволяет варьировать ранги в списке, а никакого разумного обоснования выбора конкретных весов нет. Хотя он мог бы быть, если бы например, была установлена корреляция между этим индексом и приростом любого из его компонент в последующие десять лет. Это можно было бы назвать «внутренней валидностью», потому что сравнение идет внутри модели.

Анкеты, наблюдения и эксперименты в социологии – на самом деле не чисто социологические, а в значительной мере психологические инструменты: они применяются к отдельным людям и лишь потом, после обработки, проектируются на общество. Более социологическими в собственном смысле слова являются экспертные опросы, когда специалистам задаются вопросы об обществе в целом. Социологическим инструментом являются фокус-группы, мозговые штурмы и прочие методы, охватывающие хотя бы малую группу, но сразу. Причем методом, который подключает, хотя бы в миниатюре, механизмы, реально работающие в обществе (например, давление авторитета). Настоящими же социологическими методами являются методы, применимые ко всему обществу сразу, методы, интегрирующие мнения отдельных людей посредством методов «социального интегрирования». Это вывод на рынок и сбыт нового продукта и услуги, политические выборы, распространение слухов и анекдотов. Последнее дает оценку снизу на долю лиц, готовых пересказать – см. «теорию протекания» (http://kvant.mirror1.mccme.ru/1982/02/chto_takoe_teoriya_protekaniya.htm).

В психологии стандартные приборы фактически есть – это основные тесты, переведенные на разные языки и валидизированные. Более того, выработка системы параметров, характеризующих психологию, шла одновременно и вместе с разработкой приборов, то есть тестов.

Датчики и преобразования

Большинство операций в метрологии делается с электрическими величинами и сигналами. Можно представить себе неэлектрическую цивилизацию, фантасты и такое, и даже не такое придумали, но наша цивилизация пошла другим путем. То есть торной стезей вольтов и амперов. Поэтому при измерении неэлектрических величин первое, что надо сделать – преобразовать совсем неэлектрическую величину (координату, скорость, ускорение, силу, давление, радиацию, давление, температуру…) или «отчасти электрическую» (напряженность магнитного поля, интенсивность электромагнитной волны) в электрическую – сразу или в несколько шагов. То, что это делает, кусок измерительной цепи от объекта до первого места, где уже есть электрический сигнала, и называют обычно датчиком. В датчиках могут быть использованы «эффекты» – пьезоэффект, термоэлектический, фотоэффект, зависимость деформации от силы, терморезистивный, магниторезистивный, эффект Холла, зависимость обратного тока и напряжения стабилизации от температуры в полупроводниковых приборах.

Иногда преобразователем сигнала или даже датчиком является сам объект. Пример преобразования сигнала самим объектом – измерение напряжений в материале: на самом деле могут измеряться деформации, если тензодатчик наклеен на поверхность, но могут и сами напряжения – если тензодатчик вставить в объем образца. Датчиком в обычном смысле будет тензодатчик, преобразующий свои деформации в электрическое сопротивление. Другой пример – поляриметрическое измерение напряжений (деформаций) по повороту плоскости поляризации проходящего света. Пример использования самого объекта в роли датчика, то есть имеющего на выходе электрический сигнал – измерение деформаций пьезокристалла, но это пример скорее мысленный – пьезоэффект имеет место лишь у немногих материалов. В социологии объект и датчик совмещены всегда, когда мы задаем респонденту вопрос, то есть почти всегда.

При наличии цепочки преобразований не столь трудно определить, как итоговая точность, итоговая чувствительность, итоговая стабильность, итоговые шумы зависят зависят от соответствующих параметров отдельных элементов метрологической цепочки. В быту датчиком называют иногда сложное устройство, например, «датчик движения» систем охранной сигнализации включает передатчик и приемник электромагнитного или ультразвукового сигнала, и датчик в широком смысле слова содержит датчик в узком смысле.

Разных датчиков существует очень много, и если ставится задача сделать датчик некой величины, то на основе любого физического эффекта, любой зависимости, любой физической формулы может быть построен датчик. В некотором смысле, на основе физики может быть построена общая классификация датчиков. Google на запрос «классификация датчиков» дает около 150 ссылок. Мыша в руку и вперед.

Например, зависимость частоты стрекотания сверчков от температуры: http://www.snopes.com/science/cricket.asp.

В социологии и психологии, если мы получаем информацию не из наблюдения, а посредством анкеты, у нас получается совмещение объекта исследования и датчика. Для техники это ситуация не частая, но и не уникальная. Так обстоит дело при измерении деформаций, когда на самом деле нужно знать напряжения, или при измерении температуры термопарой, когда вторым электродом является сам объект. В социологии и психологии все сложнее, поскольку датчику-человеку свойственны систематические «ошибки», как не осознаваемые, так и вполне осознаваемые, в частности при ответе на «чувствительные» вопросы анкет (о доходе, о сексе). Впрочем, иногда и при ответе на самые обычные. Тут работает и конформизм, и – реже – нонконформизм (например у студентов), и желание понравиться интервьюеру и отторжение, и многое другое.