Диссертация: инструкция по подготовке и защите

Поверьте на слово, мы не раз наблюдали, как, получив прекрасные условия для работы, исследователь попросту впадал в спячку. Известная религиозная идея о том, что, кого любит, того испытывает, здесь вполне применима.

Планирование

В своей книге Как работать над медицинской диссертацией профессор Г. Л. Ратнер детально изложил процедуру планирования всего диссертационного исследования – от начала до конца, притом с «разбивкой» по кварталам. Подобная ясность мысли действительно хороша в клинических исследованиях. Проблема, решению которой посвящена клиническая диссертация, как правило, рождена практикой и потому – очевидна. Например, это может быть исследование результатов лечения десинхронозов с помощью мелатонина. Подходы к ее решению также поддаются логическому анализу a priori.

При выполнении работ, претендующих на звание фундаментальных, задача усложняется. Идея, в том виде, как ее сформулировал научный руководитель, имеет лишь общие очертания, методы почти всегда требуют оборудования и материалов, стоимость которых превышает финансовые возможности лаборатории в сотни раз, уровень подготовки помощников невысок («привяжи тут, подержи там») и т. д. и т. п. Но, повторим, главное отличие от клинических работ состоит в том, что исходная идея может быть ложной, проблема – несуществующей, усилия – бесплодными. Все, как в известном научном анекдоте о поиске черного кота в абсолютно темной комнате при условии, что кота в ней просто нет (но периодически раздаются крики «Нашел!»).

Исследователю-фундаменталисту не стоит и пытаться выработать самому или получить от научного руководителя детальный план всей его будущей работы. Экономическая система, существовавшая в стране в течение жизни трех поколений, не могла не внушить людям уверенность в том, что можно, предусмотрев все заранее, создать на листе бумаги точный план действий не только отдельного человека, но и больших коллективов на годы вперед и, главное, добиться осуществления такого плана хотя бы в основных его чертах.

Скажем определенно: если план экспериментального исследования изначально ясен в деталях, результаты его выполнения не будут заслуживать названия фундаментальных. Лауреат Нобелевской премии по физике за 1978 год Петр Леонидович Капица (1894–1984) говорил, что такие работы ведут «не к открытию, а к закрытию». Конечно, соискатель кандидатской степени не стремится (и не должен стремиться) непременно положить в основу диссертации открытие, но и огорчаться из-за отсутствия точного трехлетнего плана ему не стоит.

Все мы любим детективные истории. Слова исследователь, следователь, исследование, расследование не случайно близки. И в той и в другой области человеческой деятельности происходит (или должен происходить) поиск истины. Правда, детективы находятся в лучшем, чем научные работники, положении: факт нарушения закона, как правило, очевиден, и само существование предмета поиска не требует доказательств. Так вот, припомните хотя бы один сюжет, в котором сыщики в самом начале расследования составили бы гениальный План, заканчивавшийся словами: «Время X, место Y, поимка преступника». Абсурд! Так почему же умные люди делают вид, что подобное возможно в науке?

Филип Франк (Philip Frank, 1884–1966) в своем труде Philosophy of Science: The Link between Science and Philosophy (1957; рус. пер. 1960) изложил это так:

«Наука похожа на детективный рассказ. Все факты подтверждают определенную гипотезу, но правильной, в конце концов, оказывается совершенно другая гипотеза».

Еще несколько слов о ясности научной мысли и точности планирования. Может быть, наше мнение слишком субъективно, но собственный наш организационный опыт более всего напоминает съемки фильма при отсутствии сценария (как тут не вспомнить Восемь с половиной!). Множество людей вокруг Вас задают Вам бесчисленные вопросы, смысл которых сводится к одному: «Что делать дальше?» А Вы ходите, как неприкаянный, и пытаетесь услышать тот тихий внутренний голос, о котором так хорошо рассказал Махатма Ганди (Mohandas Karamchand Gandhi, 1869–1948). Этот голос, может быть, и подскажет Вам ответ. Мы до сих пор не знаем, надо ли скрывать эти сомнения от помощников. Наверное, надо. Ведь не все они обязательно верят в Вашу одаренность. Многим свойственно принимать склонность к сомнению за слабость духа.

Изменения в плане

Изменение общего плана работ в ходе диссертационного исследования часто необходимо. Знаете, в чем разница между упорством и упрямством? Первое – привязанность к цели (исследования), второе – к конкретным средствам ее достижения. На практике это означает, что диссертант должен отрабатывать детальный план ближайшего эксперимента. Перед каждой серией опытов совершенно необходимо продумать ее содержание с максимально возможной тщательностью. В идеально спланированном эксперименте природа на заданный ей вопрос дает категоричный ответ: либо да, либо нет. Любой надежный результат продвигает Вас к пониманию сути явления. Если Ваша рабочая гипотеза не подтверждается экспериментальными данными, Вы заменяете ее новой, но, если чистота проведения опыта сомнительна, считайте, что в ответ на некорректно заданный вопрос природа презрительно промолчала.

Нарисуйте схему эксперимента

Даже если Вы уверены, что продумали все детали будущего эксперимента, постарайтесь нарисовать его схему, например, нанесите на шкалу времени последовательность своих будущих действий. Составляя схему, Вы обязательно обнаружите много нового и неясного. То окажется, что невозможно одновременно регистрировать два показателя, то продолжительность эксперимента превысит разумный предел, то… Невозможно перечислить все вероятные недоразумения. Однако и после составления подробной схемы эксперимента останутся неучтенные Вами факторы и обстоятельства, способные существенно снизить достоверность его результатов.

Пробные исследования

Для выявления этих неучтенных факторов и обстоятельств и уточнения плана неплохо было бы провести пробные исследования – нечто вроде репетиции. Особенно нужны репетиции, если Вы собираетесь ставить опыты или производить наблюдения, связанные с большой затратой сил и средств.

Очень полезно перед началом очередной серии опытов или наблюдений составить окончательную схему проведения эксперимента с подробными указаниями, что в какое время и как (а иногда и кому) следует делать, и укрепить ее где-нибудь на видном месте. Это уменьшит количество ошибок, допускаемых Вами и Вашими помощниками, и позволит увереннее трактовать результаты исследования. Отступать же от плана во время проведения серии опытов крайне нежелательно: изменение условий эксперимента ограничит возможности применения статистических методов при обработке данных, а то и попросту заставит диссертанта отправить результаты «в корзину».

Подведем итог. Долго– и краткосрочное планирование исследований основано на противоположных принципах: максимум ясности в представлениях о ходе ближайшего эксперимента и общая идея многолетней работы в целом. Попробуем изобразить это графически (рис. 2).

Рис. 2. Чем дальше в будущее мы заглядываем, тем менее детально мы его себе представляем. Что и как мы будем исследовать через 3–4 года, не знает никто.

Продумывайте каждый следующий шаг или ищите деньги на эксперименты

Количество способов неправильной организации исследований – бесконечно. Наверное, немало и способов правильных. Наш совет заключается в том, что при нынешнем состоянии материального обеспечения наших лабораторий диссертант должен особое внимание уделить тщательности теоретической проработки проблемы. Хорошая подготовка экспериментов и наблюдений позволяет сократить их количество во много раз. В качестве наглядного примера приведем детскую игру морской бой: квадратик бумаги в клеточку с разметкой, как на шахматном поле, и в нем Ваш противник в произвольном порядке скрытно от Вас изображает корабли (один в четыре клеточки длиной, два – в три клеточки и т. д.). Ваша задача – при минимальном количестве выстрелов потопить все корабли. Отличительная особенность этого метода в том, что перед каждым последующим опытом исследователь тщательнейшим образом обдумывает результаты всех предыдущих, взвешивает шансы и «наносит удар» именно туда, где ожидает добиться успеха. Универсальное правило гласит: успешность нашей деятельности во многом, часто даже главным образом, определяется тем, чего мы сознательно не делаем. История войн показывает, к чему приводит распыление сил. Конечно, в детской игре заранее известны и размеры кораблей, и их количество, и – главное – то, то они вообще есть. Но мы ведь не будем просить у природы, чтобы она играла с нами по заранее объявленным правилам и с гарантированным успехом? Как Вы заметили, предпосылкой к применению «хороших» методов является обоснованное предположение, что проблема действительно существует. К счастью для Вас, выбор реально существующей проблемы – забота Вашего научного руководителя.

Существуют методы организации эксперимента, позволяющие получать статистически значимые результаты при очень небольшом количестве наблюдений (так называемый метод квадратов), однако большинство исследователей предпочитает простую и абсолютно надежную схему «чистого эксперимента»: условия в опытной и контрольной группах (больных, лабораторных животных или тканевых культур) создаются, насколько это возможно, идентичными за исключением одного, исследуемого, фактора.

Протоколы опытов

Протокол опыта должен быть максимально подробным. Хорошо, если диссертант преодолеет естественную лень и заготовит форму будущего протокола заранее. Не надо увлекаться и размножать эти формы в количестве большем, чем понадобится в ближайшей серии исследований (в следующей серии методика хоть в чем-то да изменится и жаль будет затраченного труда). В любом случае включите в форму такие компоненты:

1) Дата, время и место проведения опыта. (В ходе самого опыта Вы можете пользоваться так называемым «оперативным временем», приняв момент начала опыта или ключевой его момент, например момент введения исследуемого лекарственного препарата, за 0).

2) Кто помогал. Иногда при обработке результатов возникает необходимость расспросить помощников о некоторых деталях, которые при проведении опыта казались несущественными и потому не были включены в протокол. Кроме того, при подготовке статьи или доклада Вам легче будет решить, кого из помощников взять в соавторы. И последнее: видя свои фамилии в протоколе, они работают лучше.

3) Цель проведения опыта и ожидаемый результат. Это чрезвычайно важный пункт. Ни в коем случае не отнеситесь к нему формально. Всякий раз, приступая к опыту, Вы обязаны четко сформулировать вопрос, который Вы задаете природе. Это дисциплинирует Вас как исследователя и резко уменьшает количество ненужных опытов. Желательно не скупиться на слова и подробно изложить рабочую гипотезу, с которой Вы начинаете эксперимент, примерно так: «Результаты (такой-то) серии опытов позволили предположить (то-то). Воздействуя фактором Х в условиях Y, мы надеемся получить результат Z, что будет говорить о существовании (такой-то) закономерности». При проведении следующего, стереотипного, опыта можно ограничиться словами «та же» или «продолжение (такой-то) серии опытов».

4) Используемая аппаратура и регистрируемые параметры. Ведь не все результаты регистрации сразу попадут в протокол. Многие пробы будут отправлены в другие лаборатории, что-то до окончательной обработки останется на лентах регистрирующих приборов. Если в протоколе не будет помечено, что

Вы брали пробу Х или измеряли показатель Y, результаты их могут затеряться.

5) Условия в помещении, где проводится опыт: температура воздуха, влажность, возможно, освещенность или уровень шума – все, что может повлиять на его результаты. Известны случаи, когда диссертант получал принципиально разные результаты в будние и выходные дни. Причина, конечно, была простой – троллейбус под окном наводил помехи в регистраторе.

6) Таблица для записи всех данных, регистрируемых визуально (без использования автоматических регистраторов).

7) Поля для записей о любых происшествиях во время опыта (отказах приборов, непредвиденных воздействиях на объект исследования и т. п.). Всякий нормальный человек испытывает сильное желание в графе для примечаний написать: «Ничего особенного». Особенное есть всегда, надо только его не проглядеть. Помните, как один французский король в день начала революции написал в дневнике: «Rien»? Конечно, каждая запись о происшествии на полях должна содержать указание на время, когда оно имело место. Здесь же исследователь записывает и возникшие у него предположения о причинах любых неожиданных результатов опыта. Когда у Вас возникнут трудности с трактовкой полученных данных, Вы обратитесь к этим записям в попытке понять, почему не подтвердилась Ваша рабочая гипотеза или почему данные, полученные в одной и той же серии опытов, столь различны.

8) Заключение – последний пункт протокола. Очень важно в тот же день или, в крайнем случае, на следующий проанализировать результаты опыта (не серии, но именно одного опыта!) и решить, подтвердили они вашу рабочую гипотезу или нет. Заполняя этот раздел протокола, Вы, возможно, придете к мысли о необходимости изменить методы, что сбережет Вам много сил и времени. Не менее важно то, что при написании диссертации Вы будете пользоваться, главным образом, этими краткими заключениями.

Последний совет относительно протоколов опытов: тетради протоколов храните по возможности в сейфе или железной шкатулке. Разумеется, никакие злоумышленники не станут их похищать. Но такова уж натура человека, что любую бумажку, хранящуюся в сейфе, он не бросает где попало и потому не теряет. Храните протоколы как можно дольше. До защиты их может затребовать Совет (что бывает, к счастью, достаточно редко – только при остром конфликте в коллективе лаборатории, где была выполнена работа). Долгие годы после защиты Вы будете обращаться к старым протоколам, потому что у Вас будут появляться новые гипотезы, и Вы захотите вновь взглянуть на старые данные, но уже под новым углом зрения.

5. Артефакты, достоверность и значимость данных

Обсуждать работу, а не ее текст

Между людьми науки существует одно молчаливое, общепринятое и удивительное, по сути, соглашение. Если бы оно было выражено словами, то звучало бы примерно так: текст диссертации является (более или менее точным) отражением эксперимента, а тот, в свою очередь, отражает какую-то небольшую часть природы.

Отсюда следует, что, бесконечно манипулируя текстом диссертации, усиливая вывод № 3 и «приглушая» положение № 2, сливая 4-ю главу с 5-й и вводя кроме Общего обсуждения еще и Заключение, мы хоть сколько-нибудь приближаемся к познанию истины. Но были ли надежны исходные данные, заложенные в этот текст? Были ли они получены с соблюдением элементарных правил исследования, да и знал ли автор об этих правилах? Пожалуй, нет. Ведь диссертантами разработано такое количество новых способов лечения, предложено столько усовершенствований методов исследования здорового и больного человека, что, если бы все они получили распространение и дали бы те же результаты, что и в руках соискателя, мы, наверное, уже сегодня жили бы в XXII веке.

Итак, может быть, главный парадокс, связанный с подготовкой и защитой диссертаций, заключается в том, что мы обсуждаем ее текст, очень редко вникая при этом в то, насколько достоверны сами экспериментальные данные. Зачастую изложение собственно результатов исследований просто не читают. Как говорил профессор Платон Константинович Климов (1922–1999): «Смотрят только Введение и Выводы, а опыты никто смотреть не станет».

По-настоящему, за советом исследователь должен приходить не тогда, когда первый вариант диссертации оттягивает дно его портфеля, а тогда, когда он задумал первый эксперимент. Не торопитесь возражать! Разумеется, Вы, как и все, приступая к работе над диссертацией, приходили, и не раз, к учителям, но речь там шла исключительно об общем направлении работы и ее перспективности (или, на научном жаргоне, о диссертабельности) – и все! Пытались ли Вы обсуждать с мэтром конкретные схемы основных экспериментов? Вряд ли. Вам было совестно отвлекать «по мелочам» (если бы это были мелочи!) уважаемого человека, а он, действительно, был занят сверх своих возможностей. В результате Вы, как и десятки тысяч исследователей до Вас, учились почти исключительно на собственных ошибках.

Причины артефактов

Errare humanum est и почти всегда – в свою пользу. Дело здесь не в сознательном обмане из-за боязни сообщить отрицательный результат и остаться без ученой степени. Нет, чаще исследователь невидимым себе самому движением «подталкивает шар к лузе». Он страстно желает получить положительный результат, что-то открыть, предложить, доказать себе и окружающим, что он состоялся как личность и специалист. А вокруг – ни души. Разве заметят это «движение локтем» Ваши помощники, если Вы и сами-то не подозреваете о нем?

Вот здесь и поднимает голову вечный враг открытий, способный к бесконечной мимикрии, неистребимый, как Лернейская гидра, – артефакт. Все последующие манипуляции данными, все изощренные методы математической обработки принципиально ничего не изменят. Артефакт будет дробиться и умножаться, принимать причудливые формы и умрет не раньше, чем погубит вашу работу. Нет, степень Вы, конечно, получите, но клиники и лаборатории, включая ту, в которой работаете Вы сами, попробовав предложенную Вами новинку, быстро вернутся к добрым старым способам исследования и лечения. Помните, как нас учили: общественная практика – критерий истины? Поэтому с самого начала надо принять принцип: при всех условиях, при любой возможности – играть только против себя.

Один высокопоставленный генерал времен Второй мировой войны говорил своим штабным офицерам: «Приведите нам все доводы против того, чтобы я подписал этот документ». Только если доводы помощников не убеждали генерала, он подписывал приказ. Он не был исследователем, но обладал прекрасным даром логики и пониманием громадной цены своих ошибок.

Другой, еще более яркий, пример ответственного подхода к принятию решения. Говорят, что во время процессов канонизации и беатификации, проводимых Священным трибуналом в Риме, одного из наиболее опытных кардиналов назначают «адвокатом дьявола». Очевидно, что он должен привести все факты и соображения против того, чтобы умерший праведник был признан святым или блаженным.

Последний и самый знакомый всем пример – принцип состязательности в судебном споре. С него в какой-то мере и была скопирована процедура публичной защиты диссертаций. К сожалению, анализ прямых доказательств – вещественных и устных, обязательный в суде, – в диссертационном совете заменен рассмотрением текста диссертации.

Попытаемся рассмотреть наиболее частые и типичные причины появления артефактов. Невозможно дать их полный перечень, но обязательно надо сделать главное – внушить читателю неистребимое желание отыскивать и уничтожать артефакты, как бы искусно те ни маскировались.

Увлечение метрологией и злоупотребление точностью

Метрологическое обеспечение эксперимента должно быть адекватным его задачам. Хотелось бы предупредить исследователей против упрощенного подхода «чем точнее прибор, тем лучше». В принципе, это так, но очень точные приборы и стоят дороже, и капризнее в эксплуатации. И если такой прибор незаметно для Вас начинает «врать», Ваша вера в его высокий класс точности может помешать Вам заметить артефакт.

Как правило, после предварительных исследований Вы уже знаете диапазон, в котором колеблется исследуемая Вами величина. Очевидно, что если вещество X, введенное в системный кровоток, вызывает повышение температуры тела на 2,5 °C, то термометра с ценой деления в 0,1 °C вполне достаточно, лишь бы он был надежным. Кстати, в диссертации десятичные дроби пишите через запятую (российская традиция). Во всех прочих текстах можете в соответствии с традицией западных стран ставить точку (все равно компьютеры работают по их программам).