Эта книга — популярная. В следующих трех смыслах.

1. Там, где идет речь о конкретных областях, глубина изложения выбрана такой, чтобы материал был доступен человеку с верхним образованием в иной области или добросовестному студенту.

2. Там, где речь идет о связях между областями, о параллелях между ними, о путях развития и тому подобном, автор имел наглость не накладывать на себя ограничений. Поскольку метанауки в естественнонаучном смысле пока не существует (то есть нет метода, аппарата и признанных результатов), то и нет риска написать что-либо не популярное.

3. Охват материала в ширину выбирался так, чтобы при заданной п. 1 и 2 глубине объем устроил издателя.

Респект моим издателям Любе Чирок, Доминго Марин Рикою и их соратникам: я восхищен их работой (эта фраза будет, если данную книгу, когда она будет дописана, издаст, как и мои три предыдущие, издательство УРСС). Спасибо студентам, которые не только ходили на занятия, причем иногда на первые пары, что вообще героизм, но и слушали, и задавали вопросы и критиковали! Автор благодарен первому редактору этого текста Алле Кузнецовой и первым читателям (здесь будет перечень) за многочисленные замечания, часть коих была учтена.

Земля, как хорошо известно всем метрологам, лежит на трех слонах, а эта книга на трех обоснованиях — философском, психологическом и административном.

Философское обоснование для написания этой книги таково. В полностью стабильном мире любой биоценоз (в том числе человечество) мог бы выжить, не изменяясь. Наш мир изменяется. Более того, согласно антропному принципу, он не мог быть неизменным, ибо в неизменном мире ни писать эту книгу я, ни читать ее вы, ни звонить друг другу. А раз наш мир изменяющийся, значит мы изменяющиеся, значит — приспособляющиеся. Прочие согласно законам сохранения в футурологии вымирают, а не пишут, читают и это… да, да… звонят, блин. Ну а раз мы хотим выживать, приспособляясь, то мы должны познавать, изучать. Есть два способа познания, впрочем, может и не два, а один. Один — это в натуре измерять, сравнивать, выражать в соотношениях и числах. Второй — это молча сидеть, подложив под себя ноги и в некий момент, испытав внезапное прозрение (сатори) все понять. Не исключено, впрочем, что внутри Тентаро Судзуки тоже происходит процесс измерения, сравнения, выражения в соотношениях и числах. Не имея данных, как о черепахе (см. ниже), я как физик, не могу. Итак, тема этой книги — необходимая часть процесса познания (по крайней мере «процессуального», но возможно и интуитивного), без коего наш биоценоз давно бы того. Элиминировался со вселенского Рынка.

Психологическое обоснование более психологично, нежели философское и состоит оно в том, что области, которыми я наиболее серьезно занимался и занимаюсь — физика, инжиниринг, социология и то, чем я интересуюсь — психология — объединены двумя неразрывными связями. Первая связь — и физика, и инжиниринг, и социология, и психология — все это измерения. Как говорили в нашей альпсекции, «всякий узел — прямой». Вторая связь — это моя личность, ибо не факт, что в четырехмиллиардной генеральной совокупности вы найдете еще одного такого несерьезного человека. Ну так это судьба, кисмет, как говорили мои ташкентские приятели: второй связи заняться первой.

Ну и административное обоснование — самое, ессно, важное. Я работаю в МИЭМе, Московском государственном институте электроники и математики. В 2008 году я перешел на новую для меня кафедру — Метрологии и стандартизации. Курсы, которые мне поручили читать, были для меня отчасти новы. Практическими приложениями метрологии я занимался всю жизнь (экспериментальная физика и разработка электронных приборов — это непрерывная метрология), но метрология как наука не была областью моего еженощного интереса. Да и ежедневного тоже. Поэтому, читая книги по метрологии, я пытался понять, с чем собственно имею дело, фарш из чего я буду набивать в несчастных студентов, завязывая им кончики, дабы не вывалилось. В самом деле, если есть колбаса ручной вязки, то почему не быть студенту ручной вязки? (тут аллюзия на Кащенко). А результатом попыток понимания лично у меня становится внутри себя — понимание, а снаружи — речь (лекции и семинары) и текст (например, этот).

Понимаю, что вы уже прыгаете от нетерпения — вас интересует, где та черепаха, на которой стоят слоны. Отвечаю честно — не знаю. Физика занимается только тем, о чем имеет информацию. От слонов я видел хоботы, вздымающиеся над горизонтом, а от черепахи не видел. Увижу — исследую и расскажу.

Вакуумное — это прекрасно

Начнем хотя бы с технических. Это то, от чего человек, работающий в области техники, инженер, чешет затылок. Технические проблемы могут быть охарактеризованы степенью общности, сложностью решения, возможностью их обойти и, возможно, еще какими-то параметрами такого же уровня общности.

Вот несколько примеров технических проблем очень высокой степени общности.

1. Увеличение надежности.

2. Предсказание срока службы по ускоренным испытаниям.

3. Увеличение кпд.

Основная задача метрологии в технике — предоставить технике возможность сделать так, чтобы гайки подходили к болтам. Это не получится само, даже если мы обитаем на необитаемом острове и у нас один производитель гаек и болтов — ПБОЮЛ «Хитрые Гайки & Болты с Винтом». Так что метрология неизбежна и вечна. Кроме того, она вездесуща, потому что если мы произносим какую-то характеристику, то значит мы ее измерили (если мы не пишем статью для СМИ, ессно). Свежесть молока, вес бриллианта и лживость политика — измеряемые характеристики. Метрология важна, так как в силу вездесущести она охватывает ситуации и важные (молоко), и дорогие (бриллиант), и опасные (лживый политик). Измерение может производиться многомиллионной уникальной аппаратурой, расположенной в термостатированном подвале на отдельной от фундамента бетонной колонне, а может просто «на глаз» (ну видно же простым глазом — врет дядя!), но все равно это измерения.

Обычно в книгах к метрологии относят измерение не чего попало и всего на свете, а физических и химических характеристик, поэтому отнесение к метрологии измерения лживости политика или, скажем, глубины прорехи в знаниях студента или злобности преподавателя является не вполне традиционным. Но некоторые метрологи не возражают против такого расширительного толкования. Важнее другое — то, что у измерения столь разных (хоть и связанных) вещей, как размер бриллианта и любовь подруги, есть общие черты, а самое важное то, что требования к измерениям, очевидные в одной сфере ее действия, могут быть применены и в другой. Например, мы прекрасно понимаем, что измерения веса, сделанные вчера и сегодня, а также в одной лаборатории и другой, должны совпасть. И было бы неплохо, если бы результаты измерения любви тоже были стабильны и однозначны.

Техническую метрологию можно разделить на прикладную и «высокую» метрологию. Прикладная, то есть практическая — это метрология в цеху и лаборатории, «высокая» — метрология метрологов, обеспечивающая существование практической метрологии сегодня и завтра. Собственно, такое деление есть и в других областях человеческой деятельности. Например, есть высокая любовь и практическая любовь — сегодня вечером. С одной стороны «- Ты меня любишь? — А почему нет?», с другой «- Ты меня любишь? — А что я, по-твоему, делаю?» Соответственно, есть связь между ними. Есть высокая педагогика и есть практическая: практическая — это ваши отметки на экзамене, а высокая — передача «от учителя к ученику» понимания сути предмета. А также наше понимание педагогики, как ствола, стержня, ядра того, что обеспечивает продолжение существования культуры, ipso facto — цивилизации. «Цепь культуры не должна прерываться. Иначе человек снова будет добывать огонь трением двух хорошо высушенных деревяшек».

Сфера действия метрологии в социологии и психологии, как это ни странно, относительно больше, нежели в физике и технике. Физика кроме измерений строит гипотезы, теории. Доля работ, посвященных теории — как по объему публикаций, так и по трудо- и мозгозатратам — не уступает измерениям. Количество ссылок в Сети при запросе «физика измерение» и «физика эксперимент» составляет 7 миллионов, а «физика теория» и «физика гипотеза» — в два раза больше. В технике метрология также не доминирует, главная задача техники — создание вещей. Метрология играет при этом важную, неизбежную, но не главную роль.

Ни в социологии, ни в психологии нет работающих в физическом или техническом смысле, то есть широкодиапазонных и надежно предсказывающих теорий. Да и не слишком стремятся социологи их строить, понимая ограниченность сегодняшних методов. В социологии с большим трудом и не всегда с достаточной для практики точностью предсказываются результаты выборов и успешность тех или иных товаров на рынке. В психологии предсказываются общие вещи — например, профпригодность. Но имела ли место в психологии хоть раз достаточного объема и корректно выполненная проверка? О чем-то более сложном — например, о надежном определении пригодности к совместной жизни — даже и речь не идет. Имеющиеся в Интернете и всякой помоечной литературе способы определения «совместимости» — смесь тривиальности и бреда. Разумные вещи написаны у Акоффа и Эмери, но и эта модель относительно проста (2 параметра по 2 значения, то есть 4 типа, правда, 16 типов пар — Акофф Р., Эмери Ф.

Во-первых, когда предполагается измерять какую-то новую величину. Тут есть тонкость — что значит «новая величина»? Физики и инженеры считают, что существует то, что можно измерить. В величину, которую мы раньше не измеряли — в каком смысле она существовала? В физике и технике величина может быть определена формулой, функцией. Пусть например мы давно измеряем ток и напряжение, но не разу не измеряли мощность, хотя и знаем, что это такое, умеем написать уравнение. Можно поставить задачу — сделать прибор, измеряющий мощность. Эта задача может быть решена по крайней мере двумя принципиально различными способами: аналоговым — посредством такого беленького вращающегося диска (узнаете?) и цифровым — дискретизацией функций «напряжение от времени» и «ток от времени» с перемножением и интегрированием по периоду. Или по какому-то другому времени, если нам нужен счетчик потребления электроэнергии.

Аналогичные ситуации возможны с любой величиной, для которой написано уравнение, хотя вовсе не всегда физикам нужен специальный прибор для измерений, «реализующий» эту формулу в железе и кремнии. В социологии ситуация иная — величины задаются не формулами, а либо согласованным способом диагностирования (анкетами), либо неким социолого-филологическим консенсусом, то есть близким пониманием самих исследователей. Степень такого консенсуса может быть разной, от полного единогласия до полного непонимания, то есть наличия двух противоречащих одно другому пониманий. Соответственно, в этом случае возникает проблема согласования пониманий, которой нет или почти нет в физике и технике. Но и при наличии полного взаимопонимания (или если исследователь один и ни с кем ничего согласовывать не собирается) остается задача превращения интуитивного понимания исследователя в «индикаторы» — то есть те или иные числовые данные, которые мы согласились считать ответами на те проблемы, которые интересовали или мучили социолога или его заказчика.

Во-вторых, измерение становится проблемой, когда предполагается измерять известную величину вне освоенной области измерений. Если измеряемая величина представлена одномерной шкалой, то предполагается измерять необычно маленькую или необычно большую величину. В социологии измерение малых величин, то есть малых относительных количеств добрых граждан, каким-то определенным образом отвечающих на определенный вопрос, решается увеличением выборки.

В-третьих, когда предполагается измерять известную величину внутри освоенного диапазона, но с более высокой, чем освоено, точностью. В социологии увеличение точности также решается увеличением выборки — при условии, что мы верим в репрезентативность выборки и в то, что наши вопросы диагностируют именно то, что мы под этим интуитивно понимаем.

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

Изучение малочисленного — наука и/или религия?

«Во время анализа уже собранных данных имеет место следующая ситуация. При наименее глубоком анализе получаются тривиальные выводы, очевидные и не интересные. При более глубоком анализе появляются интересные и не очевидные результаты. Интуитивно они воспринимаются как «умопостигаемые», то есть некоторым напряжением мысли удается вместить их в картину мира. При дальнейшем углублении анализа начинает появляться загадочные связи, сложность их понимания растет и наконец они становятся непостижимыми, начинают восприниматься как «шум»».

Соответственно, анализ надо останавливать, когда загадочное начало появляться, но когда его еще не слишком много. В зависимости от традиций области, консерватизма коллег и предполагаемых читателей и собственных вкусов доля загадочного может доходить, как мне кажется, до 10 %, с некоторым риском — до 20 %. Есть в науке и еще одна опасность. Когда получены первые данные, человек начинает строить гипотезы. И в дальнейшем начинает под эти гипотезы — это же его гипотезы! — «подгонять» все дальнейшее. И это не всегда жульничество, иногда это происходит незаметно для него самого, например, посредством отбрасывания «заведомо ошибочных» измерений или «неудачных серий». Физик бы сказал, что этим способом человек вносит в процесс познания неустойчивость. Возможно, что именно так возникла та часть «солнечно-земной физики», которая связывает пятна на Солнце с эпидемиями чумы, существенная часть того, что связано с так называемыми «сверхмалыми дозами» и некоторые другие направления. Новейшие, революционные, прорывные, беспрецедентные, уникальные, абсолютно оригинальные, не имеющие аналогов на Западе и далее.

Человек всегда имеет в голове какую-то гипотезу, причем даже человек, который не только не имеет представления о моделях, но и обидится, если его в этом заподозрят. Видно это из того, что тренды и производные интуитивно кажутся нам информативнее равного количества измерений. Именно потому, что наше умненькое подсознание (которому очень одиноко в таких головах) воспринимает тренд и производную как опирающиеся на какую-то, причем вполне очевидную, гипотезу.

При начале изучения какого-либо вопроса мы всегда располагаем какой-то информацией. Она может в большей или меньшей степени относиться к изучаемому нами объекту, она может быть более или менее подробной, она может быть более или менее достоверной, но она всегда есть. А раз она есть, то она может быть сложена в предчувствие, интуитивную картину, гипотезу. Вопрос — как степень определенности этой недотеории влияет на процесс получения данных?

Если теория хорошо определена, всеми признана, единогласно принята и так далее, то есть риск подгонки результатов под теорию. Причем эта подгонка может быть натуральным жульничеством, «простым, как мычанье», а может быть и совершенно не осознаваемым самообманом. Самый распространенный способ самообмана — отбрасывание «заведомо ошибочных» измерений или «заведомо неудачных серий замеров».

Источников по классической метрологии много. Полный анализ их невозможен, я бы рекомендовал следующие книги:

Б.Г.Артемьев, Ю.Е.Лукашов «Справочное пособие для специалистов метрологических служб»;

В.А.Кузнецов, Г.В.Ялунина «Общая метрология»;

«Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника» под. ред. К.К.Кима;

В.А.Вышлов, Б.Г.Артемьев «Техническое регулирование: безопасность и качество».

… а «тормоз» будет потом. Скорость развития определяется, как всегда эндогенными и экзогенными факторами, проще говоря — бурчанием в своем желудке и битьем со стороны. Эндогенный фактор — это естественные для нормального человека интерес к области, в которой он работает и желание делать свое дело хорошо. Это желание не случайно названо «естественным», оно — результат длительной эволюции, при которой вымирали общества, не поощряющие в людях такие желания. Трактуя эту ситуацию несколько расширительно, можно сказать, что общества не могут жить долго, будучи слишком глупыми — они вымирают, уступая место на жизненной арене другим, более умным. Возникновение которых неизбежно, потому что при увеличении времени вероятность синхронного развития общностей падает (если нет внешнего механизма поддержания равновесия, например сверхцивилизации мудрых и гуманных инопланетян). Вперед вырывается общество, поощряющее в достаточной мере и у достаточного количества своих членов желание работать.

Попутно. Эту тривиальную мысль гениально сформулировал В.И.Ленин, сказав, что в конечном итоге побеждает тот общественный строй, при котором выше производительность труда. Тут напрашивается вопрос — какой же это строй? Володенька не смог решить вопрос теоретически и решил начать с экспериментальной проверки. Метролог разделил бы страну пополам, например по Уральскому хребту и поставил бы грамотный эксперимент — начал строить коммунизм слева, а капитализм справа (это реверанс в адрес женщины, которой я посвятил книгу).

Володенька, будучи публицистом и несостоявшимся помощником присяжного поверенного (по российско-милицейской терминологии — БОРЗ, «без определенного рода занятий») поставил эксперимент иначе. Поиск затянулся на 70 лет и обошелся народам России в десятки миллионов жертв.

Экзогенный фактор — это потребности других областей науки и техники к метрологии. Эти потребности можно классифицировать аналогично сказанному выше:

— на краю или вне освоенного диапазона,