5.5. Обнаружение закономерностей и выдвижение гипотез
Но из этого следует, что протокол неполный, т. е. часть определений представлена в значении «не измерено»: данные отсутствуют.
Задача предсказания: найти такой протокол, в котором сказанное о субъекте (предикат) соответствовало бы конкретному высказыванию. В нашем случае, если Z при t > 0, то X дает эффект; если Z < О, эффект отсутствует.
При этом представления о мире не меняются. Они используются для того, чтобы высказать предположение, что в мире возможны события, факты, явления, зафиксированные в протоколе рг. Если наше предположение основывается на эмпирической проверке, то есть основание говорить об эмпирическом предсказании [9, с. 7].
Как выдвинуть эмпирическое предсказание? Представим, что в мире есть гипотеза h, которая говорит о том, что наиболее часто встречающиеся события описаны простыми протоколами, например, формулами (N=A/t; и =S/t и т. д). Возможно также допустить, что имеются протоколы, в которых некоторые свойства изучаемых объектов не измерялись, что зафиксировано Р. Следовательно, задача будет состоять в том, чтобы заменить символ рг1 и Р1 на Р(измерено).
Для решения данной задачи воспользуемся алгоритмом эмпирического предсказания ЭМПо. В этом предсказании выделим две части: генератор вариантов и селектор вариантов.
Генератор дает всевозможные варианты протокола: например, увеличиваем концентрацию вещества X от 0 до 100% на S площади, изменяем Z условия t от +20 до -20 °С.
Затем «включаем» селектор вариантов, который проверит, допустим ли данный протокол с точки зрения гипотезы.
Если гипотеза утверждает, что наибольший эффект может быть достигнут при концентрации 30% на S и t < 10 °С, то вычеркиваем все те протоколы, которые противоречат тестовому алгоритму при проведении простых исследований. Такая операция, как правило, проводится «в уме», но без эмпирического предсказания трудно сформулировать гипотезу более сложного исследования.Разберем еще один пример. Предположим, проводится исследование экологического состояния воздушной среды объекта X, выдвигается (исходная гипотеза) h0 - экологическое состояние воздушной среды объекта определяется качеством воздуха, под которым мыслится отношение химического состава воздуха к примесям антропогенного характера (в данном случае примесями случайного происхождения пренебрегаем), в процентах. Следовательно, чем больше примесей антропогенного характера, тем острее экологическое состояние воздушной среды объекта.
Источников загрязнения антропогенного характера множество, однако два из них вызывают наиболее серьезные нарушения экологического равновесия: индустрия и транспорт.
Работа двигателей внутреннего сгорания приводит к выбросу выхлопных газов, в которых содержатся оксиды азота, соединения свинца, особенно опасен тетраэтилсвинец, добавленный как присадка в топливо. В зависимости от интенсивности движения количество соединений свинца может достигать 4-12 мг/м3 ; при работе на серосодержащем топливе в воздухе появляется диоксид серы; помимо этого в воздух выбрасывается угарный газ, продукты неполного сгорания бензина [3, с. 128].
Индустрия служит источником различных загрязнений, прежде всего это диоксид серы, оксид углерода, аммиак, сероводород, фенол, хлор, сероуглерод, фторсодержащие соединения, серная кислота, аэрозольная пыль и многие другие вещества. Помимо химических веществ, серьезными загрязнениями атмосферы являются водяной пар, шум, электромагнитное и тепловое загрязнение.
Планируя исследование, выбираем методику оценки состояния воздушной среды. Оценку можно сделать, используя климатический мониторинг или мониторинг загрязнения.
К основным параметрам метеорологических исследований относятся: температура воздуха (максимальная, минимальная, суточная, среднесуточная), характеристика ветра (скорость и направление), влажность воздуха, атмосферные явления (виды облаков, жидкие и твердые осадки), состояние подстилающей поверхности.
При этом выбирается либо одно место наблюдения, например, метеорологическая площадка, либо несколько: в местах интенсивного загрязнения и по мере удаления от них.
Как правило, наблюдение проводится в радиусе 100 метров. В крупных городах с интенсивным движением радиус уменьшают, а количество точек измерения увеличивают.Для проведения исследования необходима инструментальная база: термометры, анемометры, психрометры, осадкомер; часть параметров наблюдается визуально (виды объектов, состояние травы, кустарников, деревьев, почвы, снега). Необходимы также инструкции к использованию измерительных приборов, формы фиксации конкретных знаний о закономерностях изучаемых объектов Т.
Помимо метеорологических исследований можно для оценки экологического состояния объекта использовать мониторинг загрязнения. Выдвинутая гипотеза h0 - экологическое состояние воздушного объекта X - зависит от содержания вредных примесей, измеряемых в ПДК (предельно допустимых концентрациях), если показатель меньше 1, то воздушное состояние объекта близко к идеальному, при =1 - удовлетворительное, при показателях, превы-
тающих 1, можно говорить о неудовлетворительном экологическом состоянии воздушного объекта.
Но возможно, что сведения о состоянии воздушного объекта X уже имеются, и тогда наше исследование мало что добавит к общей картине. Возможно также, что сведения устарели или по отдельным позициям не проводились (например, содержание фенола, хлорфторуглерода не измерялось).
Заполняем возможные варианты протокола: Pro - а (измерения SO 2 )Ра... ап (в мг/м3); b (измерения СО 2 )Pdi Ьп(мг/м3);
с (измерение РН дождевой воды)<5,6> (5,6 - показатель кислотности чистой дождевой и до-..N - все возможные варианты измерений воды).
Далее «включаем» селектор вариантов. Он будет работать тем успешнее, чем конкретнее эмпирическая гипотеза h0 Если гипотеза выдвигает в качестве основного источника загрязнения транспорт, то протокол допускает проведение измерений по определению ПДК СО2, СН, CN, но не C1FC или фенолов. Если при этом выяснится, что возможности для определения ПДК СН, CN нет или данные по их видам имеются в достаточном объеме, тогда остается протокол b - измерение содержания С02
Гипотеза может иметь формулировку: чем больше автомобилей, тем больше содержание СО2 в воздухе, тем выше ПДК и, как следствие, острее экологическое состояние воздушного бассейна.
При этом наш протокол рг2 является частью рг0.Смысл данного высказывания заключается в следующем. Приступая к исследованию, мы выдвинули гипотезу По, имеющую большую мощность протокола рг0, состоящего из отдельных под- протоколов рга -ргп.
В процессе создания алгоритмов усиления тестовой части протокола мы пришли к выводу, что для нас наиболее доступен ргь (измерение СО2), следовательно, мы можем получить подтвержде-ние гипотезы hi более коротким путем, но при этом проиграем в адекватности ее подтверждения, т.е. чем больше протоколов мы за-
полним, тем более адекватно будет подтверждена (или опровергнута) гипотеза, но тем больше времени потребуется на исследование и наоборот. Гипотеза, содержащая один-два протокола, имеет недос-таточное усиление и малую адекватность, что необходимо принимать во внимание, проводя школьные исследования. Это, прежде всего, касается интерпретации и подтверждения гипотез.