5 Mavzu: Tadqiqot metodi va metodologiyasi. Empirik tadqiqot va eksperimental tadqiqotlar usullari sharti

5.Umumilmiy eksperimentlar.
5.1. Xayoliy eksperiment; Ilmiy bilish usullari masalasini ko’rib chiqqanimizda alohida umumilmiy bilish usullari guruhi mavjudligini qayd qilgan edik. Bu usullar tabiat va jamiyatda keng tarqalgan xossalar va qonuniyatlarni o’rganishda samarali natija berishi bois fanning deyarli barcha soha va tarmoqlarida tatbiq qilinadi. Analiz va sintez, formallashtirish, analogiya, tizimli yondashuv va boshqalar shular jumlasiga kiradi.
Umumilmiy usullar qatorida xayoliy eksperiment o’ziga xos ijodiy imkoniyatga ega bo’lgan usul hisoblanadi.
Xayoliy eksperimentda obyekt sifatida uning aqliy analogi (o’xshashi) bo’lgan obrazli model tuziladi, shundan keyin bu model tasavvur qilish kuchi bilan turli sharoitga qo’yiladi, tahlil qilinadi.
Masalalan, tadqiqotchi uch o’lchovli golografik obrazni tasavvur qilib, uning topologik ko’rinishini model sifatida qabul qilishi mumkin. Bunda xayoliy model – «obyekt» paydo bo’ladi. tadqiqotchi ongida hosil bo’lgan modelga fikran ta’sir ko’rsatib, undagi mumkin bo’lgan o’zgarishlarni qayd qiladi, ularni tahlil qiladi. Bu borada tadqiqotchi nazariy bilimidan foydalanib, turli birliklar, doimiyliklar va postulatlarga asoslanib tasavvuridagi modelning miqdoriy qiymati va o’zgargan xossalarini aniqlaydi, uni har tomonlama o’rganadi.
Demak, xayoliy eksperimentning asosiy quroli – izlanish obyektining ongda tuzilgan modeli bo’lib, tadqiqotchi o’zini tasavvurida uni turli sharoitga qo’yadi, ta’sirlar o’tkazadi, bo’lishi mumkin oqibatlarni mantiqiy tahlil vositasida ko’rib chiqib xulosaga keladi, xatto bashoratomuz g’oyani olg’a surish imkoniyatiga ega bo’ladi.
O’tgan asrni boshida N.Bor noklassik fizikada endi shakllanayotgan atomning planetar modeli ustida xayoliy eksperiment o’tkazib, yadro atrofida aylanayotgan elektronning bir qator xossa va holatlarini tasavvur qildi, qo’lga kiritilgan faktlarga asoslanib uchta gipotetik postulatni (qoidani) olg’a surdi: 1) atomda tashqi ta’sir bo’lmaganda stasionar (o’zgarmas) holat mavjud; 2) atom stasionar holatda bo’lganda aylanayotgan elektronning impulsi diskret (uzuq-uzuq) qiymatga ega; 3) elektron bir stasionar orbitadan ikkinchisiga o’tganda bir kvant energiyani chiqaradi yoki yutadi. Keyinchalik Borning bu g’oyalari o’tkazilgan bir qator real fizik eksperimentlarda to’la tasdiqlandi.
Xayoliy eksperiment tadqiqotchining aqliy faoliyatini bir ko’rinishi bo’lib, unda tasavvurni kuchi bilan real eksperiment strukturasi ongda qayta tiklanadi, obyektning haqiqiy yoki mumkin (ehtimolli) bo’lgan xislatlari aniqlanadi.
Xayoliy eksperiment strukturasiga: 1) tadqiqot obyektining tasavvurda yaratilgan aqliy (ideal) modeli; 2) eksperimentning mavhumlashtirilgan sharoiti va modelga o’tkaziladigan (xayolda) ta’sirlar; 3) obyektga ko’rsatiladigan ta’sirlarni ongli va reja asosida o’zgartirish; 4) xayoliy eksperiment jarayonida fan qonunlari, tamoyillari, fundamental birliklaridan aniq foydalanish kiradi.
Shunday vaziyat ham bo’ladiki, tadqiqotchi real eksperimentni o’tkazishga to’sqinlik qiladigan tashqi tabiiy muhit va ta’sirlar borligini inobatga olishga majburdir. Muammoni bu tamonini hisobga olsak xayoliy eksperiment ma’lum ustunlikka ega. Bunday eksperimentda chegara qo’yadigan va to’sqinlik qiladigan tabiiy omillar fikrda inobatga olinmaydi, tasavvur qilish yo’li bilan tajribani ongda mavhum model va jarayonlar shaklida amalga oshirish mumkin.
Xayoliy va real eksperiment o’rtasida o’xshashlik mavjud, ya’ni har qanday real eksperimentni amalga oshirishdan oldin uni tadqiqotchi o’z ongida rejalashtiradi, o’tkazish jarayonini bosqichlarga bo’lib tasavvur qiladi. Shu bois, ko’p hollarda tadqiqotchi real eksperimentni ideal rejasi sifatida xayoliy eksperimentni ongida o’tkazadi, sodir bo’lishi mumkin jarayonlarni tasavvur qiladi, natijasini ma’lum ehtimollik bilan ko’z oldiga keltiradi.
Xayoliy eksperiment qayd etilgan ustunlikka ega bo’lgani bois, real eksperimentga qaraganda tatbiq qilinishi sohasi ancha kengdir. Ayniqsa real tajribani o’tkazishni iloji bo’lmagan vaziyatda tadqiqotchilar xayoliy eksperimentga tez-tez murojaat qiladilar.
Yana fan tarixiga nazar tashlaymiz. Galiley xayoliy eksperiment o’tkazib jismlar holatida inersiyani mavjudligi haqida xulosaga keldi. Olimning kashfiyoti
Aristotelning harakatdagi jismni itarayotgan kuch yo’qolsa u to’xtab qoladi, degan fikri umumiy qonuniyatni bildirmasligini asoslab berdi. Galileyning kashfiyoti haqida A.Eynshteyn shunday deydi: «Biz ko’rdik – ki, inersiya qonunini bevosita eksperimentda namoyish qilib bo’lmaydi, uni faqat kuzatish bilan bog’langan mushohadali tafakkurdan keltirib chiqarish mumkin. Bu masalada real eksperimentni o’tkazishni iloji yo’q». Haqiqatan ham hyech qanday real eksperimentda inersiya qonunini kuzatib bo’lmaydi, biron – bir asbobda qayd qilishni iloji ham yo’q.
Xayoliy eksperiment real eksperimentni o’rnini egallashi borasida bilish chegarasini kengaytiradi, tasavvur qilishni kuchi bilan real eksperiment oldida turgan to’siqlarni «bartaraf» etib, kashfiyotga olib boradigan g’oyani olg’a surish, xulosa qilish imkoniyatini beradi.
5.2.Matematik eksperiment
Matematik eksperiment xayoliy eksperimentga o’xshash moddiy eksperimentga qaraganda bir qator afzalliklarga ega.
Moddiy eksperimentni o’tkazish uchun ko’p vaqt, vositalar, turli ta’minot zarur. Bundan tashqari yana bir muammo mavjud. Agar ishlab chiqilgan uskuna o’rganilayotgan xodisa, uning xossalari haqida yetarli ma’lumot bera olmasa, unda boshqa yangisini qurishga to’g’ri keladi. To’g’ri, fiziklarda salbiy natija ham baribir natija, degan naql mavjud. Ya’ni, eksperiment o’tkazishda sodir bo’lgan muvafaqiyatsizlik tadqiqotchini qayerda xatoga yo’l qo’yilganligini izlashga majbur qiladi. Matematik eksperiment arzon, qisqa vaqt ichida amalga oshiriladi, modelni boshqarilishi esa yengil,ya’ni,matematik operasiya orqali amalga oshiriladi.
Matematik eksperiment asosini o’rganilayotgan obyektning matematik modelini tuzish tashkil qiladi. Bu model matematik struktura ko’rinishiga ega , obyektning o’rganish uchun zarur bo’lgan tomonini ifodalaydi.
Eksperimentda matematik struktura va uning parametrlariga fizik yoki obyektning tabiatiga mos keladigan ma’no beriladi, shu ma’nodan kelib chiqqan holda olingan natija tushuntiriladi.
Tenglamalar tizimidan tashkil topgan model kuzatsa bo’ladigan topologik, grafik ko’rgazma shaklga keltirilgan bo’lishi mumkin.
Matematik eksperimentning texnologik bosqichlari quyidagilardan iborat: 1. Obyektning matematik modeli tuziladi, ko’rib chiqilishi kerak bo’lgan tomonlar, masalalar ahamiyatiga qarab birinchi va ikkinchi darajaga bo’linadi, modeldan foydalanish sharti va chegarasi aniqlanadi. Model differensial yoki integrodifferensial tenglamalardan iborat matematik formulalar asosida tuziladi. 2. Eksperiment oldiga qo’yilgan vazifa matematik masalaga aylantiriladi. Masala algebraik formulalar majmuasi bo’lib, unda xisob va yechimni topish shartlari ifodalanadi. Ko’p xollarda masala algoritm shakliga keltiriladi. Bunda eksperimental masala turli sinov rejimidan o’tayotgan modelning optimal parametrik qiymatini topishdan iborat bo’ldi.

3. 
   Kompyuterdan foydalanish maqsadida eksperimentga oid masalani yechish algoritmi va dasturi ishlab chiqiladi.
   
4. 
   Matematik amallarni bajarilishi davomida natija raqamli axborot shaklida paydo bo’ladi, ularning mazmuni aniqlanadi. Axborotni aniqligi modelni asosini tashkil qilgan tenglamalar va algoritmlarni naqadar ishonchli bo’lishi bilan belgilanadi.
   
5. 
   Matematik model ustida olib borilgan xisoblar natijasi qayta ishlab chiqiladi, olingan qiymatlar va raqamlar bo’yicha xulosa chiqarish amalga oshiriladi.
   

Fizikada matematik eksperiment usuli bilan termoyadroli sintez jarayoni o’rganildi. Bunda deytriy va tritiyni sharik shaklida ifodalaydigan sonlar va tenglamalar tizimidan iborat model ishlab chiqildi. Modelga tenglamalarda ifodalangan «lazer nuri» yuborildi. Ma’lum algoritmlar asosida bajarilgan matematik operasiyalarni ko’rsatishicha modeldagi markazni qisilishi haroratni katta darajaga ko’tarilishishga olib keldi. Natijada parametrik qiymatlar keskin o’zgardi, termoyadroli reaksiyani ifodalaydigan miqdoriy o’zgarishlar xosil bo’layotgani ayon bo’ldi.