Леонид Ашкинази - Очень общая метрология
В плане классической метрологии это может быть сопоставлено с выбором объектов или моментов для измерения. Например, мне надо проконтролировать партию в восемь тысяч приборов, сложенных штабелем. Оказывается, не стоит брать для контроля из последнего верхнего слоя, что было бы проще всего, а надо, увы, брать из всех слоев. Сообразите сами, почему, и назовите несколько причин. Далее, сколько брать образцов для анализа? А как отбирать пробы воды для анализа загрязнений в пруду? Или вот — нам надо измерить напряжение в сети. А в какой момент надо измерять? Днем или вечером? Или ночью? Или в момент финала чемпионата мира по хоккею, в котором встретились команды России и Буркина-Фасо? А давление воды в водопроводе — в ходе игры или немедленно по ее завершении? В метрологии эти вопросы не являются вопросами первого плана, их обычно относят в разделы, посвященные контролю продукции. Для социологии эти вопросы фундаментальны.
В психологии проблемы составления выборки нет, ибо мы исследуем одного конкретного носителя психологии. Однако если мы хотим, исследуя ряд носителей, сделать какие-то выводы о группе, то возникает скорее социологическая проблема составления выборки.
Задача эта проста по постановке, но не имеет гарантированного решения. А именно, наша выборка должна по исследуемому нами параметру быть репрезентативна, то есть совпадать с «генеральной совокупностью», то есть со всей группой. Понятно, что такого совадения гарантировать нельзя, но из опыта известно, что для людей, если выборка совпадает с генеральной совокупностью по четырем-шести параметрам, то она будет репрезентативна. Эти основные параметры — пол, возраст, образование, тип населенного пункта, доход, область деятельности. Разумеется, поскольку разброс вообще есть, то «совпадение» можно понимать только вероятностно — то есть отклонение не более чем на столько-то с такой-то («доверительной») вероятностью.
Иногда, впрочем, нужна и прямо противоположная выборка, полярная, вылавливающая группы, придерживающиеся крайних мнений.
Словарь вообще
Чтобы о чем-то говорить — поскольку говорение есть процесс с началом (и с неизбежным, увы, концом), — надо решить, с чего начинать. Начинать можно с любой части, а любая область науки и техники состоит из следующих частей:
1) накопленных знаний об ее объекте (на материальных носителях, в том числе в головах);
2) навыков применения этих знаний (запечатленных там же);
3) материальных результатов деятельности, созданных техникой (и для людей, и для себя — то есть средств производства, и для науки — то есть приборов), и наукой (для других областей науки и для себя); правда, можно считать, что наука не создает материальных результатов, а это делает «техника при науке», но это не столь важно;
3) знаний о взаимодействии области с другими областями;
4) знаний и навыков, относящихся к самой области — законов ее развития, истории и прогнозу ее развития и методике преподавания.
5) знаний, относящихся к другим областям, если это методическая или иная мета-область.
Одной из форм накопленных знаний является словарь — комплект терминов, посредством которых изъясняется область и их разъяснения. Любая область науки и техники содержит «определения» — термины, понятия и разъясняющие их тексты, устанавливающие связи между объектами этой области или между объектами этой области и объектами других областей. Достаточно написать эту фразу, чтобы услышать чавкающий звук и ощутить, что нога прова… И вот почему. В математике определения составляют ориентированный граф, то есть для каждого понятия могут быть указаны логически предшествующие. Однако чем ближе понятие к основам, тем более определения не является чисто математическими, а связанными с окружающим миром. Скажем, отрезок и прямую еще можно определить как след точки, но придется обсуждать понятие «след», а уж понятия «ноль», «единица» и «точка» явно придется искать не в математике. В математике существует специальная область, занимающаяся этими вопросами — «основания математики».
В физике ситуация несколько сложнее. Основные понятия физики определены сравнительно однозначно. Ни одному физику не придет в голову обсуждать, что такое «бозон», «напряжение», «ток». Но при движении к более глубоким и более новым понятиям однозначность исчезает: понятия «темной массы» и «темной энергии» обсуждаемы. Естественно, через некоторое время они обретут однозначность, не однозначными и обсуждаемыми станут другие. С другой стороны (каламбур) «дерева» определений мы тоже попадаем в область не однозначного — понятия «пространства» и «времени» тоже обсуждаются.
В остальных областях ситуация еще сложнее. Во-первых, нет однозначной системы связей между определениями. Если в одном курсе A определяется через B и C, то в другом В будет определяться через A и C. Во-вторых, не всегда можно определить полную систему следствий: в математике функция бывает или непрерывная, или разрывная, а в технике бывает не только винт и болт, но и нечто третье. Это «третье» можно зачислить в первое или второе, но можно и создать новую категорию. В-третьих, граница между понятиями и объектами может быть не вполне четка, то есть имеющееся на какой-то момент определение устраивает всех, но потом обнаруживается новый объект, который не может быть классифицирован на основе уже принятых признаков. Например, большинство анкет и прочих мерзостей современной жизни содержит графу «пол».
Так вот, даже в ЖЖ под «пол» заделано три выбора: «мужской», «женский», «я еще не определилось». На одном сайте я видел такие три выбора: «мужской», «женский», «нет». Простенько так, без комментариев. А вот в стандартном социологическом пакете SPSS под «пол» заделано уже четыре варианта: «мужской», «женский», «прочий», «не установленный». Если же вы возьмете серьезную книгу по сексологии, у вас и волосы встанут дыбом от того, как много вариантов находится между простыми и скучными «м» и «ж».
Почему мы вообще так много говорим о терминах и основных понятиях? Для этого есть две причины.
Во-первых, когда мы хотим применить метрологию к какой-либо предметной области, то первая фраза будет «пусть надо измерить то-то и то-то». Но что это за «то-то»? Если речь идет о физике или технике и надо измерить напряжение или ток, то никому в голову не придет спрашивать «а что такое ток?». В социологии ситуация иная: кроме самых фундаментальных понятий, про все остальные можно спросить «а что вы под этим понимаете?» И поэтому получается, что социологическая метрология выглядит заметно иначе, нежели физико-техническая. В психологии ситуация промежуточная..
Во-вторых, про многие понятия самой метрологии можно спросить… сами понимаете, что. Конечно, в метрологии ситуация с определенностью терминов не такая, как в социологии, но она и далеко не такая, как в физике. Вот и начнем с того, что приведем основные определения метрологии согласно общепринятым учебникам и слегка прокомментируем их.
Одно важное примечание. Разговоры об основных понятиях, о фундаментальных определениях, о базовых ценностях, о главных целях и так далее очень часто являются пустопорожним трепом. Причем даже в ситуациях, когда человек вроде бы и не трепло, и начал-то он интересно и конкретно, почему-то через пол-часа лекции все сползает на что-то мутное и бессмысленное. На одной такой лекции я только что сам отсидел… Понимая эту опасность, я постараюсь быть кртк.
Словарь метрологии
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.
Реальная жизнь показывает, что метрология — не только наука, но и область практической деятельности общества. Что, собственно относится к любой науке — чисто теоретических наук не существует. С некоторой натяжкой можно отнести к чисто теоретическим космологию, но она уж очень сильно связана с физикой. Иногда говорят, что чисто теоретическими являются некоторые разделы математики, но было достаточно случаев, когда чисто теоретические разделы математики оказывались впору физикам. Резюме: невозможно доказать, что та или иная наука или ее часть являются чисто теоретическими, а опыт показывает, что практическими через какое-то время оказываются вещи, воспринимавшиеся как чисто теоретические. Еще раз: здесь и далее — это не определение через другие, более фундаментальные понятия, как в математике и физике, это указание на связь понятий.
Физическая величина — одно из свойств физического объекта (явления, процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Определение опирается на не метрологические и даже не физические, а философские термины «количественное» и «качественный», которые сами по себе являются обобщением практики (ниже мы дадим внутриметрологическое определение этих понятий). Напрашивается рассуждение на тему, что такое «химическая» или «биологическая» величина, и существуют ли таковые, не являющиеся «физическими». Например, чисто биологической величиной можно было бы назвать устойчивость вида к изменению условий обитания (время вымирания при наступлении ледникового периода). Возможно, что интуитивно ощущаемое затруднение при введении этих понятий означает проникновение физики в химию и биологию на уровне измеряемых величин. Отражает эту ситуацию и язык: выражения «химические величины» и «технические величины» употребляется каждое в 100 раз реже, чем выражение «физические величины».
