В защиту науки

В различных дискуссиях (в том числе и на этом форуме) я неоднократно сталкивался с весьма удивительным для меня фактом - нападках на науку как на способ познания. Казалось бы, принято считать, что наука — самый надёжный источник знаний о мире. Казалось бы, отрицать надёжность научного знания, сидя за компьютером, подсоединённым к Всемирной сети, и беседуя с людьми, разбросанными по всему земному шару — вопиющая нелепость. Но факт остается фактом - в лучшем случае утверждается, что это “всего лишь частное мнение”. Но к этому тезису мы еще вернемся, а пока поговорим о том, чем примечательная наука как таковая…

Оставим на время в стороне определения понятия “наука”, слова о познании окружающего мира и прочий высокий штиль, и попробуем оценить вклад науки с практической, прикладной стороны.

Итак, что дала человечеству наука? В современном понимании, естественные науки существуют сравнительно недолго. Обычно отсчёт времени их существования принято начинать с эпохи Возрождения, с Галилея, Кеплера, Ньютона. На самом деле, современная наука, конечно, ещё моложе. Настоящий размах научные исследования приобрели к середине XIX в., а настоящий расцвет произошел уже только в XX в. Есть любопытная оценка — 80 или 90 % всех учёных, когда-либо живших на Земле - наши современники. Достаточно вспомнить, что чуть более 150 лет назад человечество только робко начинало использовать электрическую энергию, а её реальное внедрение в промышленность и повседневный быт интенсивно началось в самом конце XIX — начале XX в. Электрон был открыт тоже в самом конце XIX в., а начальные представления о структуре атома и элементарных частиц сформировались только в первой трети прошлого века. 100 лет назад не было массового использования двигателей внутреннего сгорания (массового автомобиля), делала первые робкие шаги авиация, проводились первые эксперименты с радио, не было холодильников и других электробытовых приборов, рентгеновские лучи только-только начинали применяться в медицине.

Посмотрим на последние 50–60 лет — время жизни одного поколения. Массовое телевидение возникло чуть больше 50 лет назад, а передача телевизионного сигнала между разными странами и континентами стала возможной только после запуска первых спутников связи в середине 60-х годов прошлого века. Реактивные пассажирские самолеты появились и стали массовым средством транспорта, соединившим континенты к концу 50-х годов XX в. Первый спутник был запущен в 1957 г., первый космонавт — в 1961, первый полет человека на Луну состоялся в 1969 г. Атомная энергия получила практическое применение (в виде атомных бомб) примерно 60 лет назад, а промышленное производство электроэнергии на атомных станциях началось 50 лет назад. Транзисторная радиоэлектроника уже начала сменять ламповую менее 50 лет назад, а интегральные микросхемы стали массово производиться и применяться всего лет 35 назад. Первые компьютеры (занимавшие большие залы) появились 60 лет назад в единичных экземплярах, а в середине 60-х годов XX в. во всём мире их было менее 5000. Первые персональные компьютеры, казавшиеся забавными игрушками, появились в продаже 25 лет назад, а 15 лет назад никто из обывателей и не помышлял о мобильных телефонах. Правда уже появилась электронная почта, а затем мгновенно возник Интернет. Всё это стало возможно исключительно благодаря достижениям фундаментальной физики XIX–XX вв., прежде всего максвелловской электродинамики и, кстати сказать, квантовой механики (кроме авиации и космических полетов, которые, конечно же, являются триумфом более ранней классической, ньютоновской, механики), сформулированной только в конце 20-х, начале 30-х годов XX в.

Приведённый список, конечно же, не полон. Просто оглянитесь вокруг - микроволновые печи, кредитные карточки, лазеры, ксероксы, IP телефония, GPS навигация, MP3 музыка и DVD диски, жидкокристаллические дисплеи и телевизоры… А аудио- и видеомагнитофоны уже устарели и стремительно исчезают, а ведь 50 лет назад у нас в квартирах их ещё не было.

Нельзя, конечно, не упомянуть вклад химических и биологических наук - массовое применение полимерных материалов началось тоже лет 50 назад (полиэтиленовые пакеты для упаковки продуктов питания, пластиковые бутылки, женские колготки, пластиковые лыжи и ткани с применением нейлона и лавсана). Микроскопический механизм мутаций и эволюции биологических организмов был детально изучен в 30-40-х годах прошлого века, а структура ДНК была открыта чуть более 50 лет назад. Генетический код был расшифрован 50 лет назад, а генная инженерия возникла лет 15 назад. Тысячи новых медицинских препаратов ликвидировали (или ослабили) множество болезней, которые уносили человеческие жизни, способствовали существенному улучшению качества этой жизни.

Ну ладно, хватит перечислять эти все хорошо известные в общем-то вещи… Думаю, этого вполне достаточно для того, что бы каждый смог самостоятельно понять - влияет ли наука на его жизнь и каково это влияние. (да, я сознательно включил в этот список атомные бомбы и, хотя польза атомного оружия - вопрос весьма спорный и щекотливый, на мой взгляд, обвинять науку в создании новых вооружений и средств массового поражения - примерно то же самое, что обвинять создателя (изобретателя) молотка в том, что его молотком кому-то проломили голову. Не ученые применяют оружие, и, как справедливо заметил, кажется, Карл Поппер, ещё ни одна война не начиналась для решения научных вопросов)

Но вернемся к озвученному в начале статьи тезису о “частном мнении”

Этой идеей очень часто пользуются в последнее время все, кому не лень - от различного вида мошенников, авторов “альтернативных теорий” и создателей фильмов типа “Великая тайна воды” или “Страсти по Дарвину” до современных философов, академиков да и просто людей с высшим образованием (а то и вовсе без оного). И цель преследуется вроде благородная - ” уйти от субъективных предпочтений и односторонности и в равной пропорции представить противоположные точки зрения”.

Такой «демократичный» и «непредвзятый» подход к освещению научных вопросов, несомненно, многим в наше время покажется объективным и правильным. Но это принципиальная ошибка. Когда речь идёт о науке, нельзя беспристрастно рассматривать любые точки зрения как изначально равноправные. Очень хорошо об этом сказал недавно выдающийся филолог, лингвист А.А. Зализняк:

В наши дни, к сожалению, вышли из моды две очевидные и даже просто банальные идеи:

1) Истина существует, и целью науки является её поиск;
2) В любом обсуждаемом вопросе профессионал (если он действительно профессионал, а не просто носитель казенных титулов) в нормальном случае более прав, чем дилетант.

Им сегодня противостоят новые, гораздо более модные положения:

1) Истины нет, есть множество мнений;
2) Ничье мнение не весит больше, чем мнение кого-то иного. Девочка-пятиклассница имеет мнение, что Дарвин неправ, и хороший тон состоит в том, чтобы подавать этот факт как серьёзный вызов биологической науке.

Источники этих ныне модных положений ясны:
- действительно, существуют аспекты мироустройства, где истина скрыта и, быть может, недостижима;
- действительно, бывают случаи, когда непрофессионал оказывается прав, а все профессионалы заблуждаются.

Капитальный сдвиг состоит в том, что эти ситуации воспринимаются не как редкие и исключительные, каковы они в действительности, а как всеобщие и обычные. И огромной силы стимулом к их принятию и уверованию в них служит их психологическая выгодность. Если все мнения равноправны, то я могу сесть и немедленно отправить и мое мнение в Интернет, не затрудняя себя многолетним учением и трудоемким знакомством с тем, что уже знают по данному поводу те, кто посвятил этому долгие годы исследования.

Психологическая выгодность здесь не только для пишущего, но в не меньшей степени для значительной части читающих: сенсационное опровержение того, что еще вчера считалось общепринятой истиной, освобождает их от ощущения собственной недостаточной образованности, в один ход ставит их выше тех, кто корпел над изучением соответствующей традиционной премудрости, которая, как они теперь узнали, ничего не стоит.

От признания того, что не существует истины в некоем глубоком философском вопросе, совершается переход к тому, что не существует истины ни в чём, скажем, в том, что в 1914 году началась Первая мировая война. И вот мы уже читаем, например, что никогда не было Ивана Грозного или что Батый — это Иван Калита. И что много страшнее, прискорбно большое количество людей принимает подобные новости охотно. А нынешние средства массовой информации, увы, оказываются первыми союзниками в распространении подобной дилетантской чепухи, потому что они говорят и пишут в первую очередь то, что должно производить впечатление на массового зрителя и слушателя и импонировать ему, — следовательно, самое броское и сенсационное, а отнюдь не самое серьезное и надежное.

Дальнейшее утверждение этих новых идей грозит науке полным крахом. Дело в том, что современная наука во многом основана на фактах и идеях, которые не являются психологически выгодными, в которые «очень не хочется верить» любому нормальному человеку, в частности по той причине, что они противоречат врожденным склонностям нашей психики — например, так называемой «неупорядоченной телеологии» — склонности детей приписывать всем объектам окружающего мира какую-то цель. Неприятие научного знания уходит корнями в детскую психологию, но это отдельный разговор.

Если же не касаться психологических причин, и вернуться к множеству мнений, то, на мой взгляд, любому покажется странной идея “на равных” рассматривать мнения о форме Земли (круглая а, точнее, геоидальная она или плоская, стоящая на трех слонах) или о том, вращается ли Земля вокруг Солнца или наоборот. Но дело даже не в этом…

Дело тут во вполне закономерном вопросе - а откуда мы знаем, что наши знания о мире верны? Ведь, в конечном счете, единственное, что нам дано непосредственно, о чём у нас имеется непосредственное знание, — это наши собственные ощущения, мысли и чувства. И нет никакого способа убедиться в том, что эти ощущения адекватно отражают то, что их производит (и вообще производит ли их что-нибудь внешнее), потому что ни о чём внешнем у нас нет иного знания, кроме выведенного из ощущений же. Вроде бы, все логично. Значит, истины все же нет?

Это рассуждение восходит, как минимум, к Платону с его знаменитой метафорой пещеры, но не будем залезать в дебри философии, давайте лучше разберем простой и конкретный вопрос - если на улице идет дождь, то как узнать, действительно ли он идет?

Казалось бы, что за нелепость, здесь всё ясно - капли дождя наблюдаются непосредственно. Но что значит «наблюдаются непосредственно»? На самом деле с каплями мы не взаимодействуем. На самом деле на сетчатку попадают фотоны, отразившиеся от этих капель, они вызывают возбуждение фоточувствительных клеток сетчатки, оттуда возбуждение проводится в зрительные центры среднего мозга — и т. д., в результате чего в конце концов формируется восприятие капли. Но есть ли гарантия, что фотоны отразились действительно от капли? Голографическое изображение, например, формирует картинку, неотличимую от реального объекта. Есть ли гарантия, что восприятие капель пришло из внешнего мира, а не является галлюцинацией?

Давайте попробуем назвать другие, существенно разные способы проверить, идет ли на улице дождь? Ну, например:
- посмотреть, мокрое ли снаружи окно
- послушать, стучат ли капли по крыше или подоконнику
- посмотреть, открыли ли прохожие зонтики и держат ли они пакеты и портфели и куртки над головой
- выставить зажженную сигарету в окно и проверить, погаснет ли она
- выставить наружу датчик, состоящий из упругой мембраны, натянутой на обод, к которой снизу приклеен пьезоэлемент, провода от которого через усилитель идут к самописцу, и посмотреть, регистрирует ли самописец удары капель о мембрану
- спросить у соседа - идет ли дождь
- высунуть руку и проверить, мокрая ли она
- посмотреть, потемнел ли асфальт (или раскисла ли земля)
- выставить кусочек металлического натрия и посмотреть, загорится ли он
- посмотреть, включены ли у проезжающих машин «дворники»
- посмотреть, расходятся ли по лужам концентрические кругообразные волны
- выставить пустой стакан и проверить, набирается ли в него вода
и т.д.
способов можно придумать очень много. может ли каждый способ дать ошибочный результат? да, конечно. но фокус в том, что все эти способы основаны на разных и независимых «наблюдательных теориях». Можно спросить: что толку в десяти свидетельствах «за», если ни одно из них нельзя считать непогрешимым? Давайте посчитаем.

Предположим, наши «наблюдательные теории» настолько ненадёжны, что мы только на 50% уверены в каждой из них в отдельности. То есть, например, если мы видим капли воды, падающие с неба, то считаем, что с равной вероятностью это или дождь, или галлюцинация. Тогда, если у нас есть положительные свидетельства двух независимых методов наблюдения, вероятность того, что оба ошибочны, вычисляется как произведение вероятностей ошибки каждого из них. То есть 25%. Для трех получаем 12,5%. Для десяти — меньше 0,1%. После пятнадцатой независимой проверки мы можем быть на 99,997% уверены в том, что дождь действительно идёт. А если надёжность каждого из методов — не 50%, а хотя бы 90, то вероятность ошибки будет микроскопически ничтожной.

Поэтому-то в науке придаётся такое значение независимым проверкам результатов в разных лабораториях, и особенно — разными методами. И поэтому вполне можно говорить об некоей истине - истине, не основанной на каком-то отдельно взятом факте, но подтвержденной многочисленными независимыми экспериментами и хорошо согласующейся с другими многочисленными фактами. Дело в том, что человечество накопило грандиозное количество знаний, которые решительным образом ограничивают фантазии исследователей в отношении новых открытий и особенно — фундаментальных. Каждая новая гипотеза (или “мнение”) должна быть, прежде всего, увязана с уже известными бесспорными законами и фактами. Именно такого рода “принцип соответствия” позволяет, к слову, без колебаний отвергать различного рода лженаучные притязания. Адепты лженауки с легкостью выдвигают произвольные гипотезы, которые несовместимы с имеющимся достоверным знанием. Для лженауки, например, очень характерны заявления об открытии новых видов взаимодействия, новых частиц, новых сил. Но любая новая сила должна быть увязана с уже известными. Например, нельзя ввести новое дальнодействие без оглядки на необъятный наблюдательный материал в области небесной механики. При этом сразу возникают непреодолимые ограничения на величину гипотетической новой силы — она должна быть так слаба, чтобы ничего не изменить в картине мира в пределах достигнутой точности наблюдений.

Наука представляет собой не россыпь отдельных «фактов» и «теорий», но туго переплетённую ткань, в которой почти всё так или иначе увязано почти со всем. Кстати, тут затрагивается еще один интересный вопрос - сколько нужно свидетельств «за», чтобы считать теорию заслуживающей принятия или сколько противоречащих фактов, чтобы считать её опровергнутой. Обычный ответ — сколько бы ни было, всё недостаточно. Но реальная наука устроена совсем не так. Во-первых, как мы видели, независимые доказательства не «складываются», а «перемножаются». Во-вторых, в силу всеобщей взаимосвязанности, утверждение или отрицание научной теории похоже не столько на сбор грибов, сколько на решение кроссворда.

Представьте себе, что вы отгадываете очень большой, потенциально бесконечный кроссворд. Слова в этом кроссворде не написаны аккуратно на плоском листе, а изгибаются в пространстве и могут пересекаться с другими, отстоящими очень далеко. Два слова, которые вы пытаетесь отгадать в разных местах кроссворда, могут неожиданно оказаться пересекающимися друг с другом. В уже, казалось бы, до конца разгаданный участок может вдруг вторгнуться новое слово, да так, что многое придётся переделывать. Например, вы отгадали Шопена, и вдруг оказывается, что его средняя буква должна быть первой буквой бесспорного Моцарта. Это ещё ничего, потому что можно заменить его на Шумана, оставив нетронутыми остальные слова.

Теперь вопрос: можно ли указать в такой игре точный и безошибочный критерий, когда слово наверняка отгадано правильно? Очевидно, нельзя. С другой стороны, повышается или понижается ваша уверенность в правильности решения с каждым новым отгаданным и увязанным с другими словом? Очевидно, повышается. Совершенно то же самое можно сказать относительно того, единственное ли возможное решение вы находите. Гарантии дать нельзя, но чем туже плетение, тем менее вероятно, что существует альтернативное решение. Ясно, что если рассматривать один (искусственно) изолированный участок кроссворда, то убедительность решения покажется сомнительной: «Шуман» опирается на «Моцарта», а «Моцарт» — на «Шумана», и где уверенность? Но та же самая идея о взаимосвязи делает неправомерным и такое локальное рассмотрение. Плетёнку научных теорий нужно рассматривать в целом.

Наши знания о процессах и объектах являются неразрывной составляющей всего здания науки, ибо получены как обусловленный законами логики неизбежный вывод из твердо установленных фактов. Но это, конечно, не означает запрета на дальнейшее уточнение законов. Напротив, такое уточнение составляет непременную практику науки и служит источником прогресса. В ходе этих уточнений одни законы становятся все более строгими, а для других устанавливаются границы применения. (так, теория относительности Эйнштейна не опровергла или отменила классическую механику Ньютона, а включила ее в себя как частный случай, установив границы ее применимости. И поэтому, кстати, все наличные свидетельства в пользу классической механики автоматически становятся свидетельствами в пользу теории относительности, а всякий, кто претендует на “опровержение Ньютона”, должен сначала “опровергнуть Эйнштейна”)

Таким образом, по вопросу “откуда берется истина” (или “откуда ученые это знают”) можно сказать, что истина выявляется в ходе многих независимо воспроизводимых исследований, экспериментов или наблюдений, но и этого недостаточно: новая истина должна быть совместима с истинами, достоверно установленными ранее.

А на вопрос о том, кто решает, истина это или нет, естественно ответить, что верховным судьей в этом вопросе является мировое научное сообщество (а не отдельные авторитеты), опирающееся на непрерывно растущий свод фактов и объективных законов природы — на накопленное коллективное научное знание. И суд этот является достаточно безапелляционным. В науке (по крайней мере, в области естественных наук) не применим принцип свободы совести, позволяющий каждому верить по-своему: наука живет знанием, а не верой. А точное знание оставляет мало пространства для различных взглядов — наука не демократична. Условно говоря, дискуссии в науке уместны на стадии гипотез, но они прекращаются, когда на смену гипотезе приходит теория.

В заключении хочется отметить, что статья, конечно, не претендует на то, что бы в нескольких абзацах окончательно закрыть вопросы истины, реальности мира или объективности научных знаний о нем. Цель статьи - лишь наметить основные тезисы, которыми руководствуется наука и которые, возможно, будут интересны тем, кто предпочитает “знать, а не верить”. И не случайно название статьи совпадает с названием бюллетеня, выпускаемого Российской Академией Наук. Именно его я рекомендую тем, кому близки поднятые в статье вопросы и кто хочет подробнее в них разобраться.

Александров Е.Б. Проблемы экспансии лженауки.
Ефремов Ю.Н. Обскурантизм XXI века.
Зализняк А. А. Речь на церемонии вручения литературной премии Александра Солженицына.
Манин Д.Ю. Наука в кривом зеркале: Лакатос, Фейерабенд, Кун.
Марков А.В. Открытое письмо на Российское телевидение.
Садовский М.В. Несвоевременные мысли о науке и религии: физики и клирики.

Метки: научная картина мира, Наука
Запись: В защиту науки
опубликована 14 января, 2022 в 22:00 и находится в Авторские блоги, Блоги, Избранное |
Копирование разрешено ТОЛЬКО С АКТИВНОЙ ССЫЛКОЙ: