Роль измерений в создании моделей систем

8.1. Эксперимент и модель. Классическое представление
об эксперименте

В изначальном смысле отношение между экспериментом и моделью та­кое же, как и между курицей и яйцом: они находятся в одном цикле, и нельзя определить, что было «в самом начале». Эксперимент с некото­рым объектом проводится, чтобы уточнить модель этого объекта, по­этому постановка эксперимента определяется имеющейся до опыта мо­делью. Это полностью относится и к экспериментальному исследованию систем.

Природу эксперимента хорошо понимали и понимают выдающиеся естествоиспытатели древности и современности. Приведем некоторые высказывания крупных ученых по этому поводу.

Леонардо да Винчи: «Мне кажется, что пусты и полны заблуждений те науки, которые не порождены опытом, отцом всякой достоверности, и не завершаются в наглядном опыте. Опыт никогда не ошибается, ошибаются ваши суждения, ожидая от него такого действия, которое не является следствием ваших экспериментов».

А. Розенблют и Н. Винер: «Любой эксперимент – всегда некий вопрос. Если вопрос нето­чен, получить точный ответ на него трудно. Глупые ответы, то есть противоречивые, расходящиеся друг с другом или не относящиеся к делу результаты эксперимен­тов, обычно указывают на то, что сам вопрос был поставлен глупо».

И. Пригожин: «Экспериментальный метод есть искусство постановки интересного вопро­са и перебора всех следствий, вытекающих из лежащей в основе его теоретической схемы, всех ответов, которые могла бы дать природа на выбранном экспериментатором теорети­ческом языке. Каков бы ни был ответ природы – «да» или «нет» – он будет выражен на том же теоретическом языке, на котором был задан вопрос».

Не только опыт является критерием истинности модели, но и сама постановка эксперимента диктуется мо­делью, так как вытекает из необходимости ее проверки или уточнения.

Рассмотрим теперь возможности опытов (то есть практического взаимодействия) с системами на модели «черного ящика». Выбор входов и выходов (определяющийся имеющейся информацией) есть построение модели, которая и будет опре­делять организацию опыта. Если только регистрируются события на выбранных входах и выходах, то опыт называется пассивным экспе­риментом (или наблюдением). Если же происходящее на входах и выходах не только созерцается (и фиксируется), но и происходит воздействие на неко­торые из них (одни намеренно поддерживаются неизменными, другие изменяются нужным образом), то опыт называется активным (или управляемым) экспериментом.

Результаты опыта регистрируются, фикси­руются с помощью измерений, то есть изображения результатов опыта в виде символов, номеров или чисел. Важно, что современное понимание измерения существенно шире только количественного измерения. Не так уж давно Гейзенберг настаивал на идее, соглас­но которой не нужно говорить о том, что все равно нельзя измерить.