Первый способ улучшения реальности: устранение систематического смешения

Предположим, что Крафт и Элиорт решили провести свой эксперимент не на тренажере, а просто дублируя реальный мир. Для того чтобы сравнить ночные посадки самолета в условиях зрительного наблюдения, они прежде всего выбрали бы два аэропорта, различных по относительному подъему находящихся рядом городов. Конечно, они постарались бы, насколько это возможно, добиться постоянства всех дополнительных факторов. Они попытались бы подобрать похожие поверхности, будь то вода или земля, над которыми будут совершать посадку самолеты. Они постарались бы найти города, примерно равные по площади, с похожим расположением огней, уравнять условия видимости и т. п. И в конце концов они, наверное, убедились бы, что найти два аэропорта, полностью подобных по всем указанным параметрам, просто невозможно. И это действительно так. Ведь даже если бы они подобрали два таких аэропорта, все равно в ходе испытаний возникли бы новые различия. Нельзя рассчитывать на то, что количество воздушного транспорта, характер инструкций с контрольной вышки и т. д. всегда будут одними и теми же.

Таким образом, эксперимент, дублирующий реальный мир, очень далек от идеального эксперимента. Даже там, где в обоих аэропортах все побочные переменные в принципе одинаковы, они никогда не будут такими же идентичными, как на тренажере, «улучшающем» реальный мир. Поэтому при проведении эксперимента в реальных аэропортах исследователи не могут быть уверены в том, что различие в траекториях посадки объясняется лишь изменением наклона поверхности.

Побочные факторы могут помещать влиянию основной независимой переменной, могут даже полностью определить найденные различия. Другими словами, эксперимент, который дублирует реальный мир, в данном случае не обладает достаточной внутренней валидностью, поскольку не исключает систематического смешения независимой переменной (угла наклона) с различными побочными факторами.

Теперь мы можем сформулировать одно из оснований для проведения эксперимента, «улучшающего» реальный мир. Он необходим тогда, когда эксперимент, дублирующий реальность, не может достичь высокой внутренней валидности из-за систематического вмешательства побочных переменных. В описанном эксперименте исследователям удалось избежать этого посредством искусственной стабилизации последних.

Сейчас мы обсудим еще два эксперимента, в которых показаны другие преимущества искусственного эксперимента, повышающие его внутреннюю валидность. Эти эксперименты тоже являются убедительными примерами соответствующих способов улучшения. Процесс планирования каждого из них мы опишем более детально, чтобы понять, почему исследователь решил провести именно искусственный эксперимент. В отличие от эксперимента с ночными посадками самолетов они имеют значительно меньшее техническое оснащение и могли бы быть легко проделаны вами.

Эксперимент 2: СПАСАТЕЛЬНЫЙ ПОИСК НА МОРЕ

Когда корабль терпит крушение и подает сигнал бедствия, нужно сделать все возможное для спасения людей — найти их и привезти на берег. Этим занимается специальная служба Береговой Охраны. В зависимости от обстоятельств в спасательных операциях используются небольшие катера, самолеты-амфибии или вертолеты, а иногда и все вместе. Правда, в большинстве случаев для поиска оставшихся в живых после крушения не нужны слишком утонченные средства вроде радара или сонара. Чтобы суметь заметить проблеск чего-то плавающего, сами спасатели должны видеть поверхность воды. А теперь давайте представим себе следующий диалог между членами экипажа Береговой Охраны в Санто Томас, происходящий во время уборки палубы патрульного катера БО-99999.

Хоки: Что ты думаешь дорогая, о приближающихся тренировках?

Дион: Одно слово — рутина. Уже который год мы пользуемся одним и тем же старьем. Я вовсе не уверена, что наши средства вполне подходят для поиска.

Хоки: О чем это ты?

Дион: Да взять хотя бы эти бинокли 7х50. По мне, так лучше смотреть просто так, а их все выкинуть за борт.

Хоки: Ты преувеличиваешь.

Дион: Да ты его надень. Во-первых, через это чудовище моря-то увидишь — всего ничего. Пока хорошо просмотришь хотя бы квадратную милю, пройдет целая вечность. Во-вторых, при бортовой да килевой качке нашего катера, да его непрерывных виляниях одно и то же место удержишь разве что на миг. В-третьих, определить, как далеко находится это место, и не надейся, хоть застрелись — ведь вода то поднимается, то опускается. В-четвертых, достаточно немного в него посмотреть, как глаза у тебя уже лезут на лоб. И наконец, весит он целую тонну.

Хоки: Ха! Вот что бывает, когда слабый пол допускают к мужским занятиям. Ну ладно, а как быть с теми отличными старыми фильмами, где горизонт показывали через два больших смежных круга?

Дион: Береговая Охрана подчиняется транспортному министерству, и поэтому я воздержусь от каких-либо комментариев по этому вопросу. Слушай, а что если нам, вместо того чтобы тянуть лямку в бесконечных тренировках, не надоумить капитана Лауфтона провести специальную проверку: как лучше искать — с биноклями или без них?

Хоки: А помнишь, как жестоко посмеялся капитан над Белделлом, когда тот предложил тренировать для поиска дельфинов?

Дион: Не беспокойся, я сумею его так обработать, что он подумает, будто все это пришло в голову ему самому.

Хоки: Я тебе верю.

Дион: Вот что нам нужно сделать. Во-первых, каждый из нас должен провести поиск с биноклем и без него. Это будет несложно: нам понадобится всего один бинокль. Во-вторых, нам нужно набросать в воду много муляжей, причем потом немного подождать, чтобы никакая случайность не помогла нам их заметить. В-третьих, нам нужны муляжи разной величины, напоминающие по размеру плоты и людей. В-четвертых, мы должны проводить проверку в разное время дня, в разных погодных условиях и при различных расстояниях до муляжей. В-пятых...

Хоки: И не надоест тебе все это перечислять! Ну хорошо, а из чего будут муляжи?

Дион: Это я сделаю! Плоты будут из старых надувных матрасов, а люди — из кусочков пенопласта.

Хоки (воодушевляясь): Точно, вместо людей — кусочки розового пенопласта.

Дион: И коричневые тоже.

Хоки (сглатывая слюну): А если этих муляжей будет много, как мы определим, что не потеряли их из виду?

Дион: Гм... Их будут опускать с вертолета через определенные промежутки времени. На это время нам будут завязывать глаза. Как только мы заметим какой-нибудь из них, парни на контроле поймают или загарпунят его. А потом посмотрим, кто из нас работал лучше.

Хоки: А что будет с катером?

Дион: Он будет двигаться по замкнутому кругу или по квадрату — это все равно. Важно только, чтобы рулевой не слишком удалялся от цели. А кто-нибудь на борту будет следить за спуском муляжа и затем отмечать его местонахождение приблизительно каждые полминуты. При обнаружении муляжа каждый из нас также должен отметить место, где он находится, и время.

Хоки: Ты говорила так долго и так быстро — как же мы все это запомним?

Дион: Запомним? Зачем запоминать?! Ведь любой проныра-инспектор захочет знать, почему мы отклонились от инструкции и имели ли право проводить свою проверку. Для этого весь экспериментальный материал мы изложим в особом вахтенном журнале. Я напишу оглавление, затем план эксперимента, потом проставлю страницы протокола — нам, кстати, нужно два журнала, чтобы ты тоже мог вести наблюдения — и все будет как полагается, вплоть до резюме.

Хоки: О, боже!

Но здесь мы прекратим этот маловероятный диалог и проанализируем план эксперимента.

Таблица 3.1. Схема эксперимента: поиск в спасательных операциях на море (приведены четыре серии из восьми)

Условия:

Сравнивается успешность поиска с биноклем 7х50 и без него. Опыты будут проводиться в течение четырех дней в октябре 1977 года, по возможности — двух солнечных и двух ненастных. Условия наблюдения (2). Через бинокль 7х50 и невооруженным глазом. Испытуемый 1 (с биноклем, первая половина эксперимента).

1. Испытуемый 2 (с биноклем, вторая половина).

2. Погодные условия (2). Солнечно и ненастно.

3. Время дня (2). День (11.00—13.00) и вечер (16.00—18.00).

4. Размер муляжа (2). Большой и малый.

5. Расстояние до муляжа (3). 0,5; 1 и 4 мили.

Серия А (день, солнечно)	Серия В (день, ненастно)
1. Малый муляж — 1 миля	1. Малый муляж — 4 мили
2. Большой муляж — 4 мили	2. Большой муляж — 0,5 мили
3. Большой муляж — 4 мили	3. Большой муляж — 1 миля
4. Большой муляж— 1 миля	4. Малый муляж— 1 миля
5. Малый муляж—0,5 мили	5. Малый муляж — 4 мили
6. Малый муляж — 0,5 мили	6. Большой муляж — 0,5 мили
Серия Б (вечер, солнечно)	Серия Г (вечер, ненастно)
1. Большой муляж — 1 миля	1. Большой муляж — 1 миля
2. Малый муляж—1 миля	2. Большой муляж — 4 мили
3. Малый муляж — 0,5 мили	3. Большой муляж — 1 миля
4. Большой муляж — 0,5 мили	4. Малый муляж—0,5 мили
5. Большой муляж — 4 мили	5. Малый муляж — 4 мили
6. Малый муляж — 4 мили	6. Малый муляж — 0,5 мили

План эксперимента

Поскольку сама идея и детали эксперимента уже указаны, в табл. 3.1 приведена лишь его формальная схема.

Сначала было намерение использовать четыре разных типа муляжей, опускать их по четырем секторам внутри траектории движения катера, проводить поиск в разное время, ну и, конечно, с помощью двух разных методов наблюдения. Но при подсчете оказалось: для того чтобы предъявить каждую из возможных комбинаций всех этих условий хотя бы по разу, потребовалось бы 192 опыта! Первоначальные планы экспериментов почти всегда бывают излишне грандиозны. Капитан Лауфтон признал этот план неосуществимым и сократил его. Точное местоположение спускаемого муляжа было признано несущественным — лишь бы он попадал внутрь траектории движения катера, по его правому борту. Начинающие экспериментаторы решили также обойтись только двумя типами муляжей и двумя разными погодными условиями.

Но даже при всех этих ограничениях пришлось опускать муляжи 48 раз. Было проведено восемь экспериментальных серий: в середине дня (высокое солнце) и в поздний полдень (низкое солнце) соответственно. В первые четыре серии (А—Г) биноклем пользовался Хоки, а Дион наблюдала невооруженным глазом, в последующие четыре (Д—3)—наоборот. В каждой серии испытуемым предъявлялось шесть муляжей разной величины.

Анализ результатов

Все экспериментальные данные содержатся в лабораторном дневнике. Результаты Хоки показаны в табл. 3.2. В самой верхней строчке таблицы сравнивается результативность работы Хоки с биноклем и без него при предъявлении больших муляжей на расстоянии 0,5 мили в солнечную погоду в середине дня. При использовании бинокля цель была обнаружена за 3 минуты, а без него — за 2,5. Эти, а также общие результаты в нижней части таблицы показывают, что наблюдение невооруженным глазом часто оказывалось более эффективным. На самом деле, в 15 случаях муляж был быстрее обнаружен невооруженным глазом и только в 4 — с биноклем. Благоприятствовали поиску с биноклем только такие факторы, как солнечная погода и большие расстояния.

Таблица 3.2. Время поиска с помощью бинокля и невооруженным глазом для сравниваемых условий (один испытуемый)

Погодные условия	Время дня	Размер муляжа	Расстояние (мили)	Время поиска а)
с биноклем	невооруженным глазом
Солнечно	День	большой	0,5	3,0	2,5
1,0	6,0	6,0
4,0	10,5	11,5
малый	0,5	4,5	2,0
1,0	9,0	8,5
4,0	12,0	14,0
Вечер	большой	0,5	2,0	1,0
1,0	4,0	4,5
4,0	9,5	9,0
малый	0.5	3,0	1,5
1.0	6,5	6)
4,0	8,0	9,5
Ненастно	День	большой	0,5	7,0	5,0
1,0	10,0	9,5
4,0	10,0	10,0
малый	0,5	9,5	6,0
1,0	в)	13,0
4,0		—
Вечер	большой	0,5	6.0	4,0
1,0	11.5	10,0
4,0		14,5
малый	0,5	9,0	7,0
1,0	г)	12,5
4,0
Число сравнений, в которых время поиска было меньше

Прим. к табл. 3,2:

а) с точностью до 0,5 минуты;

б) наблюдение за посторонним предметом (вероятно, акулой) 2,5 минуты:

в) отметка «—» означает, что муляж не был обнаружен в течение 15 минут;

г) невозможность поиска вследствие морской болезни.

Можно отметить некоторые детали. Как и следовало ожидать, в солнечную погоду поиск в целом проходил успешнее, чем в ненастную. Небольшое различие в результатах в пользу поиска во второй половине дня объясняется, вероятно, наличием ярких бликов при низком солнце.

Анализ результатов Дион также свидетельствует о преимуществе наблюдения невооруженным глазам, хотя различие оказалось не столь высоким: 14 и 8. Дион не смогла обнаружить только два муляжа. Стоит заметить, что хотя для проведения эксперимента хватило бы и одного испытуемого, было очень полезно привлечь двух. Факт меньшего различия между двумя условиями наблюдения по результатам Дион (по сравнению с результатами Хоки) говорит о том, что здесь во второй половине эксперимента работа шла лучше: либо легче было обнаруживать муляжи, либо испытуемый был более опытен. А если бы в опытах участвовал только Хоки, мы и не подозревали бы о возможности подобных объяснений различия результатов. Следовательно, хотя результаты исследования в целом и не распространяются на других люден, результаты одного испытуемого являются своего рода контролем для результатов другого.

Краткое изложение эксперимента

Сравнивались две стратегии поиска: с использованием бинокля 7x50 и без него (наблюдение невооруженным глазом). Эффективность этих стратегий оценивалась не во время обычных поисковых операций, а в специальной искусственной ситуации, где испытуемым в различных условиях предъявляли большое количество муляжей. Эксперимент проводился в течение четырех дней, по две серии в день при соответствующих погодных условиях. В нем приняли участие двое испытуемых. При наблюдении невооруженным глазом каждый из испытуемых справлялся с заданием лучше, чем при использовании бинокля. Результаты одного испытуемого служат контролем для результатов другого, и это позволяет утверждать, что найденное различие является надежным. Каждый из испытуемых имеет достаточные основания для проведения спасательных поисков без использования бинокля.