Леонид Ашкинази - Очень общая метрология

В-четвертых, когда предполагаются измерения в необычных условиях, причем «необычные условия» можно понимать пятью разными способами.

Первый вид необычных условий — измерения при необычных значениях других параметров того же объекта или сигнала. Например, обычное значение мощности и с обычной точностью, но на необычной частоте. Или обычное значение тока, частоты или параметров импульса, но на высоком потенциале (относительно земли). В социологии большинство опросов проводится с людьми старше 18 лет. Понятно, что великое множество вопросов не может быть задано детям, не потому, что они глупые, а потому, что они не вовлечены во взрослую жизнь. Но скажем вопрос об общей удовлетворенностью жизнью задать можно и дошкольнику — но как? Как его задать, чтобы результат можно было сопоставить с результатами для взрослых? Далее — а как задать этот вопрос младенцу? Сюда можно отнести разработку новых шкал для уже известных величин.

Второй вид необычных условий — измерения за малое время (с высокой скоростью) или с высокой частотой повторения. Это очень распространенная в технике ситуация, например, что при полете Шаттла производится 50 000 измерений в секунду. В социологии — например, тоже необходимость получения данных быстро. На перемене между двумя уроками провернуть анкету в сто вопросов.

Третий вид необычных условий — когда надо произвести одновременно много измерений, например, снять температурное поле, то есть значения температур объектов во многих точках. Для этого можно применить термокраски, изменяющие (обратимо или необратимо) цвет по достижении определенной температуры или тепловизор.

Четвертый вид необычных условий — измерения с особо малым влиянием на объект. И не просто, как во всей метрологии, точности ради, а в системе промышленного шпионажа или если объект шибко уникален — «неразрушающие методы». В социологии незначительность влияния на объект — одна из важнейших задач, стоящая много острее, нежели в технике и физике. Хотя бы потому, что в анкете много вопросов, а задание каждого вопроса — это влияние!

Пятый вид необычных условий — особые внешние условия. Например, при высокой температуре, при высокой радиации, при высоком давлении или в вакууме, в агрессивной среде. Или, например, измерить вес быстродвижущегося объекта. Трейлера, грузовой платформы, да в составе состава, или вовсе — летящего. НЛО, например. В социологии — например, изучение политических взглядов бомжей или скорости распространения в социуме технологических ноу-хау наркоманов. Или чего угодно в «горячих точках»…

Шестой, патологический, но встречающийся вид необычных условий — не те приборы. В каких ситуациях можно амперметром измерять напряжения? А наоборот? А в какой ситуации человек может измерить радиацию без приборов? И как? В социологии это получение «социологических данных» без разработки инструментария. Например, пользуясь интуицией. Это отчасти шутка, а отчасти и нет — потому что от нас, социологов, иногда хотят высказывания мнений по вопросам, которые мы не изучали. Таких ситуаций надо стараться избегать, но если юная особа, трепеща, спрашивает, как мы полагаем, любит ли народ президента так же трепетно, как она, приходится отвечать.

Когда случился Чернобыль, один мой бывший сотрудник, живший в за городом (на станции Удельная), в деревянном доме с верандой, приехал утром на работу весь зеленый и трясущийся и заикаясь, произнес: «Я ночью вышел… на веранду, а там мянтай лежит… и светится…» Еле уговорили мы его, что если бы его минтай светился из-за радиации, то доза была бы такая, что он в обнимку с «мянтаем» и остался бы лежать. Что его рыба просто протухла — как та осетрина. Для тех, кто не въехал — это и был шестой вариант измерений в необычных условиях. Минтай как прибор, правда измеряющий не то, что имелось в виду.

С другой стороны, известен способ измерения температуры на слух — если про резком вращении головы слышен стук, значит на улице холодно: стучат по черепу замерзшие уши. Или — кроме шуток — известны способы определения на слух химсостава: чистая кристаллическая сера, если зажать кусок в кулак, потрескивает из-за неравномерного расширения, пруток олова, в отличие от свинцово-оловяного припоя, при изгибании похрустывает.

Как ни странно, метрологу может потребоваться некоторая фантазия. Однажды автору была одним архитектором высказана мысль, что «архитектура, разумеется, гораздо шире, чем математика». Автор интуитивно придерживался несколько иного мнения, но как действительно определить «широту области»? После некоторого размышления собеседнику был предложен способ оценки: по количеству кафедр в самом крупном вузе СССР. Собеседник согласился и оказалось, что в МГУ на направлении «математика» Мехмата имеется 17 кафедр, а в МАРХИ на направлении «архитектурное проектирование» 10 кафедр.

Слишком много цифр

В интерпретации большого количества данных, в частности полученных с высокой точностью, есть следующая опасность. Когда мы получаем много цифр, то возникает соблазн поискать закономерности. А при увеличении объема анализируемых цифр рано или поздно что-нибудь найдется. Так обнаруживают связь между размерами пирамиды Хеопса с расстоянием до Сириуса, или связь вспышек на Солнце с эпидемиями чумы в Средние века и так далее. Лекарство от этого бреда в прикладных областях одно — повторяемый эксперимент. Если он невозможен, ситуация становится качественно сложнее, но это уже сфера не столько метрологии, сколько методологии науки. Вот что по этому вопросу было сказано в статье «Изучение малочисленного — наука и/или религия»:

Изучение малочисленного — наука и/или религия?

Что мы вообще можем изучать? В качестве материала для изучения может быть использовано уже накопленное (архив, т. е. база данных и база знаний), а может — окружающая природа. С архивом работает математика; в ней база данных — натуральный ряд, база знаний — все остальное. Кто-то из великих математиков сказал «Бог создал натуральный ряд, человек — остальное». С базой данных и базой знаний работает история, иногда с базой данных работают метеорологи, экономисты и социологи — когда они берут данные, полученные кем-то другим и обрабатывают их иначе. Объем подобной деятельности будет со временем расти, поскольку всяческие данные человечество получает все время и они накапливаются. А методы анализа данных совершенствуются и естественно применять эти новые методы к уже имеющимся данным. Например, создана и успешно применяется программа, которая находит новые медицинские закономерности, анализируя медицинские публикации и данные. Религия, как и математика, изучает не природу, а единственный объект, например, моя — Тору (не вполне адекватный перевод объемлющего текста, Танаха, христиане позже назвали Ветхим Заветом). Со временем исследованная человеком часть природы увеличивается и одновременно увеличивается мощность методов анализа. В областях размышлений, занимающихся не природой (математике, религии), умощнение методов так же позволяет идти вглубь. Доказана Большая теорема Ферма, а исследователи Торы так и говорят — о слоях смыслов.

Наука изучает вширь (привлекая новые объекты) и вглубь (узнавая новое об известных объектах), религия — только вглубь. Хотя это различие не очень четкое. Ведь открытие нового объекта можно трактовать как углубление познания глобального объекта — Вселенной. Кроме того, Второзаконие было открыто позже остальных книг Торы (и, возможно, написано позже — Моисеем перед его смертью, см. Г.Вук), значит религия расширила свой список объектов. И не исключено (в принципе), что это произойдет позже. Представьте себе, что при раскопках обнаружена книга, которая текстологически не отличается от пяти книг Торы. Не назовут ли ее со временем шестой книгой Торы? Поэтому в данном пункте отличие науки от религии слабо ощутимо.

Классическая естественная наука изучает множества объектов. Даже если мы изучаем один или малое число объектов, мы полагаем, что сделанные нами выводы верны для всех объектов какого-то класса. Например, изучая посредством вольтметра и амперметра прохождение тока через сопротивление, мы формулируем результат в виде закона Ома, и полагаем, что он будет применим в большем числе случаев, нежели изученные. Наука устроена именно так потому, что объектов в мире много, а изучить мы можем лишь малую часть. Желая повысить свои шансы на выживание при встрече с саблезубой киской, человек изучал некоторые экземпляры этих зверюшек — и, действительно, повысил. Но так устроен не весь мир. Как мыслит человек, сталкиваясь с ситуацией, когда объектов мало, и как эти ненаучные способы мышления совместимы с наукой? Этот вопрос обсуждается обычно ожесточенно и неконструктивно.