Страница:
Ирхин В Ю & Кацнельсон М И
Критерии истинности в научном исследовании
В.Ю.Ирхин, М.И.Кацнельсон
Критерии истинности в научном исследовании
Как свет обнаруживает и самого себя, и окружающую тьму, так и истина есть мерило и самой себя, и лжи
(Б. Спиноза, Этика 2.43).
Для современного человека понятия "научность" и "истинность" зачастую выступают как синонимы. О "научности" своих построений охотно говорят как идеологи ("научный коммунизм"), так и сторонники различных оккультных подходов ("духовная наука", "христианская наука" и т. д.), пытаясь таким путем радикально поднять авторитет своих учений по сравнению с общечеловеческими ценностями. По существу же они претендуют (насколько обоснованно - это другой вопрос) на истинность своих утверждений. При этом критерии истинности в самой науке отнюдь не являются, как мы подробно обсудим ниже, сколько-нибудь ясными и самоочевидными. Возникает забавная ситуация "самозванства второго уровня", когда нищий выдает себя за предполагаемого миллионера, финансовое положение которого на самом деле само нуждается в тщательной проверке! Разумеется, прежде всего в такой проверке заинте!!!ресован сам миллионер (если он является честным человеком или по крайней мере хочет казаться таковым). Поэтому забота о дальнейшем развитии науки, не отождествляемая с заботой о корпоративных интересов "жрецов науки" (в смысле Л. Д. Ландау - это те, кто "жрет за ее счет"), требует рассмотрения время от времени весьма "неудобных" вопросов, которым и посвящена эта статья. Мы постарались придерживаться более или менее легкого "разговорного" стиля; подробный справочный аппарат и другие признаки "серьезного" текста (но не все!) читатель может найти в нашей книге "Уставы небес. 16 глав о науке и вере" (Екатеринбург: У-Фактория, 2000). Итак: на чем основаны претензии науки на истинность ее утверждений?
Удобно начать рассмотрение этого вопроса с расхожего мнения, что "наука основана на эксперименте". Это мнение действительно отражает одну из сторон науки (но только одну!), однако нуждается в расшифровке и подробных комментариях.
Экспериментальный метод изучения природы имеет специфику по сравнению, скажем, с простым наблюдением. Последнее до сих пор широко используется в "описательных" науках, таких как зоология или антропология, где в идеале важно как можно меньше вмешиваться в наблюдаемый процесс. При постановке эксперимента мы, напротив, стараемся контролировать условия таким образом, чтобы выделить и, соответственно, изучить какой-то один фактор. Упрощая, можно сказать, что наблюдение - это метод "синтетического" исследования (например, в зоологии при наблюдении поведения животных в естественных условиях важно не потревожить его; претензия состоит в познании животного "как оно есть"). Эксперимент же - это аналитический метод (например, мы пытаемся изучить какой-то один аспект поведения животного путем создания искусственной ситуации, в которой, предположительно, должен проявляться именно этот аспект). Как подчеркивал, в частности, один из создателей ква!!!нтовой механики Э. Шредингер, современная западная наука (прежде всего, механика Ньютона), вопреки господствующему мнению, возникла не столько из попыток объяснить результаты эксперимента, сколько из попыток объяснить результаты астрономических наблюдений (законы Кеплера). Экспериментальный метод гораздо более эффективен в смысле получения большого количества информации. Однако, если говорить о достоверности этой информации, то есть об истинности результатов, с ним связаны определенные опасности. Все дело в том, что выделение того или иного фактора в эксперименте всегда основано на предположениях, что важно, а что неважно для изучаемого явления. Процитируем здесь слова выдающегося российского ученого и организатора науки А. Н. Крылова по поводу некоторых биофизических исследований 20-х годов:
"Я, например, не припомню, каким образом было выделено влияние широты места на чувствительность глаза или иных органов от прочих влияний: температуры, давления, времени года, времени дня, влажности воздуха, направления и силы ветра и прочих физически измеримых факторов, и обеспечено сохранение постоянства факторов физиологических, как, например, сыт или голоден субъект, чем питался, что и сколько пил, как действовал желудок, не имел ли каких радостей или огорчений, и пр. В таких случаях требуется несколько миллионов или даже несколько миллиардов наблюдений, чтобы случайные изменения параметров во всем множестве их возможных сочетаний компенсировались и можно было бы иметь хотя бы некоторое доверие к результату".
Забвение этого важного правила может приводить к анекдотическим выводам, подобным утверждению, что тараканы слышат ногами (таракан с неповрежденными ногами бежит от шума, а с оторванными - в этом смысле не реагирует на шум).
По словам А. Эйнштейна, "только теория решает, что именно можно наблюдать [в эксперименте]" (цит. по книге В. Гейзенберга "Часть и целое"). Особенно важно это помнить, говоря о современных экспериментах, которые практически всегда являются косвенными. Процитируем приведенные В. Гейзенбергом слова Эйнштейна дальше:
"Подлежащий наблюдению процесс вызывает определенные изменения в нашей измерительной аппаратуре. Как следствие, в этой аппаратуре развертываются дальнейшие процессы, которые в конце концов косвенным путем воздействуют на чувственное восприятие и на фиксацию результата в нашем сознании. На всем этом долгом пути от процесса к его фиксации в нашем сознании мы обязаны знать, как функционирует природа, должны быть хотя бы практически знакомы с ее законами, без чего вообще нельзя говорить, что мы что-то наблюдаем. Таким образом, только теория, то есть знание законов природы, позволяет нам логически заключать по чувственному восприятию о лежащем в его основе процессе".
В наше время следовало бы еще добавить о широком использовании вычислительной техники, позволяющей представить результаты эксперимента в псевдонаглядной, а в действительности условной форме. Реально, когда мы говорим о том, что научное знание основано на эксперименте, необходимо иметь в виду, что проверяется всегда совокупность наших представлений об окружающем мире, и она должна быть в разумной степени непротиворечивой. По словам Эйнштейна,
"конечно, нет логического пути, приводящего к созданию теории; существуют лишь осуществляемые на ощупь конструктивные попытки, контролируемые посредством тщательного анализа познанных фактов...
На опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к построению теории".
Научное творчество самого Эйнштейна дает яркие примеры "первичности" физической теории по отношению к физическому эксперименту. В позитивном плане - это, прежде всего, одно из величайших творений человеческого разума - общая теория относительности (ОТО), созданная им в 1907-1915 гг. как достаточно формальная математическая конструкция и блестяще подтвержденная всеми последующими экспериментами и астрономическими наблюдениями. Первой такой проверкой было измерение отклонения лучей света в поле тяготения Солнца во время солнечного затмения 1919 года. Эти измерения, выполненные английской астрономической экспедицией под руководством А. Эддингтона, положили начало всемирной славе Эйнштейна. Отметим, что точность этих измерений была не слишком велика. Систематическая проверка предсказаний ОТО (включая существование гравитационных волн) с относительно высокой точностью стала возможна лишь!!! после открытия американскими астрономами Тейлором и Халсом редчайшего объекта - двойного пульсара - через 60 лет после создания теории. Интересно отметить, что, как показали исследования американского историка науки Д. Холтона, и в создании специальной теории относительности основную роль играли не экспериментальные данные (знаменитый опыт Майкельсона-Морли), а тщательный анализ трудностей и внутренних проблем теории электромагнитного поля, созданной Максвеллом. Та огромная роль, которую опыт Майкельсона-Морли играет в современных учебниках, обусловлена скорее педагогическими причинами - реальная история науки подгоняется в преподавании под расхожие представления, что теория основана на эксперименте! Впоследствии неоднократно сообщалось об "опровержениях" специальной и общей теории относительности, однако в конечном счете проверка выявляла несостоятельность этих экспериментов, теория же выходила из всех пере!!!дряг, оставаясь "белой и пушистой".
Творчество Эйнштейна предоставляет нам и "негативный" пример подчиненной роли физического эксперимента. Речь идет об эффекте Эйнштейна де Хааза (вращение ферромагнитного стержня при перемагничивании), открытого ими в 1915 году - в этой работе Эйнштейн выступал как экспериментатор! Опыты Эйнштейна и де Хааза подтвердили качественно и количественно блестящую идею молекулярных токов Ампера как причины магнетизма, и все было бы замечательно, если бы не одно обстоятельство. Ферромагнетизм - явление чисто квантовое, и классическое рассмотрение дает ответ, отличающийся от правильного в два раза! Именно этот неправильный результат и был подтвержден экспериментально. Это было результатом ошибки (впоследствии исправленной), о которой рассказал соавтор Эйнштейна по этой работе В. де Хааз (цитируется по книге А. Пайса "Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна"):
"Значения, которые мы получили [для некоторой величины], были равны 1,45 и 1,02. Второе значение почти равно классическому значению 1, поэтому мы решили, что первое значение оказалось слишком большим из-за погрешностей эксперимента. Мы не измеряли поле соленоида, а рассчитывали его... Мы также не измеряли намагниченность цилиндра, а рассчитывали или оценивали ее... Обо всем этом говорится в статье. Полученные предварительные результаты показались нам удовлетворительными, и легко понять, почему мы сочли значение 1,02 более подходящим".
В общем, как видно, шутливая формулировка закона Ома, данная датским физиком Розеном (см. сборник "Физики шутят"), вполне корректно описывает статус законов физики, устанавливаемых реальными людьми в реальном физическом эксперименте:
"Если использовать тщательно отобранные и безупречно подготовленные исходные материалы, то при наличии некоторого навыка из них можно сконструировать электрическую цепь, для которой измерения отношения тока к напряжению, даже если они проводятся в течение ограниченного времени, дают значения, которые после введения соответствующих поправок оказываются равными постоянной величине".
Для того, чтобы уменьшить влияние "субъективного фактора", в научных исследованиях часто выдвигается требование повторяемости и воспроизводимости результата эксперимента. С практической точки зрения, это означает, что сообщение об открытии нового физического явления будет игнорироваться (подобно, скажем, сообщению Б. Кабреры 1982 года об обнаружении магнитного монополя) до тех пор, пока оно не будет подтверждено в нескольких ведущих лабораториях. Конечно, при этом неизбежен элемент субъективности: сколько именно подтверждений нужно, какие именно лаборатории считать ведущими, и т.д. При достаточной затрате усилий статус новых утверждений может определиться быстро. Скажем, из двух претендующих на сенсационность физических открытий конца 80-х годов - высокотемпературная сверхпроводимость и "холодный термояд" - первое было почти сразу включено в "канон" современной науки !!!(в данном случае число подтверждений измеряется уже десятками, если не сотнями тысяч!), а второе отвергнуто как невоспроизводимое. Но опять-таки, если говорить о реальном содержании научных журналов, можно выделить достаточно широкую полосу "серой" науки результаты, которые никто не может (или не хочет) ни подтвердить, ни опровергнуть. Причем далеко не всегда речь идет о пустяках. В любом случае, требование воспроизводимости слишком напоминает предложение решать научные вопросы голосованием (с введением высоких цензов - требование, чтобы результаты были подтверждены именно в ведущих лабораториях и т. п.). Но как же быть со словами Галилея, что в науке мнение одного может быть ценнее, чем мнение тысячи?
Иногда требование воспроизводимости считается критерием, отличающим науку от "лженауки", и распространяется даже на гуманитарные дисциплины. В этой связи приведем слова известного современного физика А. Б. Мигдала:
"Даже в физике, химии и астрономии не всегда удается повторить условия эксперимента. Как быть с биологией или психологией, где объекты отличаются друг от друга? Можно ли и там требовать повторяемости и воспроизводимости результатов? Да, можно и нужно - без этого нет науки! Разумеется, здесь гораздо труднее поставить недвусмысленный эксперимент, но зато не требуется той неслыханной точности, которая необходима была, чтобы обнаружить астрономические отклонения от классической механики. В этих науках, по крайней мере на их современной стадии, часто довольствуются не количественными, а качественными результатами".
Условие воспроизводимости очень часто не выполняется в парапсихологии, где результаты зависят от субъекта наблюдения, и именно это служит формальным основанием для объявления парапсихологии "лженаукой". На самом деле, в явлениях, где невозможно четко отделить субъект от объекта, воспроизводимость должна пониматься в более строгом смысле: сравнивать можно лишь результаты, полученные в сходных внешних условиях при сходном психическом состоянии участников эксперимента. В "стандартной" науке это требование звучит анекдотически (если, скажем, речь идет о физическом явлении, которое наблюдается лишь при определенной степени опьянения всех участников эксперимента). В исследованиях, связанных с психикой человека, оно, тем не менее, отражает существо дела. Непонимание этого часто приводит к тяжелым недоразумениям. По словам знаменитого средневекового философа и алхимика !!!Альберта Великого (канонизированного уже в наше время католической церковью),
"Человеческой душе присуща определенная способность изменять вещи... Когда душу человека охватывает сильная страсть любого рода, то, и это можно доказать экспериментальным путем, она [страсть] подчиняет вещи [магическим] образом и изменяет так, как ей угодно. ... Любой, кто хочет научиться секретам, как делать и уничтожать эти вещи, должен знать, что любой человек может магически повлиять на любую вещь, если его охватит сильная страсть ... и он должен совершить это с теми вещами, на которые указывает душа, в тот момент, когда страсть охватывает его. Ибо душа ... сама выхватывает самый важный и самый лучший астрологический час, который также управляет вещами, годящимися для этого дела".
Воспроизводимость феноменов, относимых сейчас к "паранауке" или даже к "лженауке", детально изучалась крупнейшим швейцарским психологом К. Г. Юнгом. Он статистически проанализировал эксперименты с угадыванием одной из 25 карт Рейна с различными символами, а также психокинетический эффект влияние наблюдателя на падение игральных костей. Оказалось, что положительные результаты получаются независимо от удаленности угадывающего от места эксперимента, а угадывание возможно как до, так и после перетасовки карт или бросания костей, т.е. существует предвидение. Таким образом, имеет место психическая относительность пространства и времени, причем принцип причинности не выполняется. Выяснились плохая воспроизводимость результатов и, в полном согласии с процитированными выше словами Альберта Великого, большая роль субъективного фактора: результаты оказывались много лучше, если "из!!!мерения" выполняются с энтузиазмом, и ухудшались по мере потери интереса, хотя прямое влияние на эксперимент исключалось.
В действительности, требование "воспроизводимости" не специфично для науки и его можно встретить, например, в Библии:
"А что сон повторился фараону дважды, это значит, что сие истинно слово Божие, и что вскоре Бог исполнит сие" (Бытие 41:32).
Поэтому оно никак не может рассматриваться в строгом смысле слова как критерий именно научной истины. Скажем, при расширенном понимании (включение требования воспроизводимости психических состояний самого экспериментатора!), оно не отсекает и парапсихологию. С другой стороны, многие данные, полученные при наблюдении уникальных и невоспроизводимых (по крайней мере, по желанию заказчика) явлений природы, капример, вспышки Сверхновой 1987 года, рассматриваются как вполне научные. Конечно, можно сказать, что и здесь критерий воспроизводимости выполняется - в том смысле, что имеются результаты наблюдения хоть и уникального явления, но полученные в разных обсерваториях. Однако, при этом мы попадаем в зависимость от "человеческого фактора" и отнюдь не избавляемся от необходимости отвеч!!!ать на неудобные вопросы. Скажем, гораздо больше людей наблюдало Благодатный огонь на Пасху в Иерусалиме, чем рождение каких-нибудь анти-сигма-минус-гиперонов - ну и что? Или мы должны считать только наблюдателей "со справкой" (докторские дипломы и т.д.)? Приемлема ли такая апелляция к социальным факторам, когда речь идет об Истине?
Для сравнения можно процитировать (по книге Ш. Костера "Легенда об Уленшпигеле") указ испанского короля, направленный на искоренение ереси в Нидерландах:
"Вообще да не дерзнет никто, какого бы он ни был звания и состояния, рассуждать или препираться о священном писании, даже о сомнительных речениях такового, если только он не какой-нибудь известный и признанный богослов, получивший утверждение от какого-либо знаменитого университета" (курсив наш. - Авт.).
По-видимому, реальным критерием для включения новых данных в научную картину мира служит трудно формализуемое, но интуитивно вполне ясное каждому "работающему" ученому требование "согласованности" этой картины (ее конгруэнтности - в том смысле, как этот термин используется в современной психологии). Грубо говоря, если здание науки строится из красных обожженных кирпичей стандартного размера, деревянный кирпич, или слишком длинный кирпич, или слишком толстый - будет "отвергнут строителями" (Мф.21:42). Но, может быть, именно этот кирпич и украсил бы все здание или даже встал во главу его угла? В этой связи уместно процитировать ранний христианский текст - "Пастырь" Гермы:
"Действительно, строилась квадратная башня теми шестью юношами, которые пришли с нею. Многие тысячи других мужей приносили камни. Некоторые доставали камни со дна, другие из земли и подавали тем шести юношам, они же принимали их и строили. Камни, извлеченные со дна, сразу клали в здание, потому что они были гладкие и ровные и так плотно примыкали один к другому, что соединения их нельзя было заметить, и башня казалась возведенной из одного камня. Камни же, принесенные из земли, не все использовались для строительства. Некоторые из них строители откладывали, потому что были они шероховаты, или с трещинами, или светлы и круглы и не годились для здания башни. А некоторые камни они раскалывали и отбрасывали далеко в сторону. И отброшенные камни, видел я, падали на дорогу и, не оставаясь на ней, скатывались: одни в место пустынное, другие попадали в огонь и горели, ин!!!ые падали близ воды и не могли скатиться в воду, хотя и стремились попасть в нее."
Далее в этом тексте говорится, что отброшенные камни могут быть использованы ("спасены"), но уже не в этой башне. Здесь можно увидеть намек не только на иные миры, но и на научные революции...
Исходя из критерия конгруэнтности, данные парапсихологических исследований никогда не будут включены в научную картину мира, так как не согласуются с ее исходной базовой установкой о возможности жесткого разграничения субъекта и объекта и познания "мира как он есть" безотносительно к тому, кто его познает. Но означает ли в данном случае "ненаучность" таких исследований - их бессмысленность и заведомую ложность результатов? Французская академия наук в конце XVIII века постановила не рассматривать как антинаучные проекты вечных двигателей (пока все хорошо...), а также сообщения о камнях, падающих с неба (а как же метеориты?!). По словам одного из крупнейших современных физиков Р. Фейнмана,
"Кстати, не все то, что не наука, уж обязательно плохо. Любовь, например, тоже не наука. Словом, когда какую-то вещь называют не наукой, это не значит, что с нею что-то неладно: просто не наука она, и все".
Конгруэнтность может рассматриваться как необходимый признак истинности (хотя и это нуждается в тщательном рассмотрении; должна ли истина быть непротиворечивой?), но заведомо не как достаточный. Приведем яркое высказывание, восходящее к школе одного из наиболее известных современных мистиков - Шри Ауробиндо, которое поучительно и для научных работников:
"Есть история об одном индийском брамине, который каждый день, отправляя ритуал, был вынужден привязывать своего кота, чтобы тот не мешал совершению ритуальных действий. Брамин умер, умер кот, и теперь уже его сын, заботясь о "точном" соблюдении ритуала, купил кота и с примерной аккуратностью привязывал его каждый раз во время жертвоприношения! Кот перешел от отца к сыну как необходимый элемент эффективного проведения ритуала. Возможно, что к нашим "абсолютно бесспорным" законам привязаны такие вот коты".
(Сатпрем, Шри Ауробиндо или Путешествие сознания)
Поскольку никакое конечное число экспериментов не может гарантировать правильность теории (через конечное число экспериментальных точек можно провести бесконечное множество кривых), австрийский философ К. Поппер предложил считать критерием научности какого-либо утверждения принципиальную возможность его экспериментального опровержения (критерий фальсифицируемости). Подтверждение же теории в конечном числе экспериментов, строго говоря, ничего не доказывает. Этот критерий действительно позволяет отличить научные утверждения от, скажем, философских концепций, которые никогда не могут быть строго опровергнуты - их можно лишь "правильно" или "неправильно" понимать и применять. К сожалению, он неконструктивен и ничего не говорит об истинности или ложности!!! принимаемых или отвергаемых утверждений.
В марксистской философии критерием истинности, в том числе и научного знания, считалась практика. В действительности этот критерий гораздо старше марксизма:
"Некто спросил: что такое изучение явлений?
Су Шань отвечал: одеться и поесть".
(Разумеется, если говорить серьезно, то нужно помнить, что эти слова сказаны дзенским монахом - человеком, который уже превзошел любые рациональные критерии.) Когда теорию удается использовать с ожидаемыми результатами, она является правильной. Во многих случаях применимость критерия практики не вызывает сомнений. Скажем, изобретение транзистора подтверждает правильность наших представлений об энергетическом спектре электронов в полупроводниках, взрыв атомной бомбы - правильность представлений о делении ядер и т.д. В то же время, заведомо неправильные (по крайней мере, по современным меркам) теории также иногда позволяют придти к практически правильным выводам, подтверждение чему можно найти, например, в сказках Киплинга:
"Марс указал мне, что чума переносится крысами, тварями Луны. Именно Луна, покровительница всего темного и дурного, и была всему виной...
Я помчался на поле, где лежали больные, и попал к ним как раз в то время, как они молились:
- Эврика, люди добрые! - крикнул я и бросил им под ноги дохлую крысу, которую я взял на мельнице. - Вот ваш настоящий враг. Звезды наконец мне его открыли...
... Как бы то ни было, чума прекратилась и отступила от нашей деревни. С того дня, как Марс открыл мне на мельнице причину болезни, от чумы умерло всего три человека... Я доказал свое первоначальное утверждение: Божественная Астрология... позволяет мудрым мужам сражаться даже с чумой."
Напомним еще, что в средние века с эпидемиями боролись колокольным звоном, и часто небезуспешно. При изготовлении булата практически полезной оказалась теория, согласно которой сильный раб, если заколоть его раскаленным клинком, отдаст ему свою силу. Отметим, что открыть секреты, подобные секрету булата, иногда оказывается не по силам современной науке, хотя строго научный подход к проблеме, конечно, существует. В данном случае он состоит в рассуждениях о закалке, мартенситном переходе, обогащении азотом и углеродом и т. д., однако желаемых практических результатов можно при этом и не добиться (кочующая по авторефератам диссертаций фраза о том, что "целью работы является получение материалов с заранее заданными свойствами" является стандартным объектом шуток в профессиональных кругах). В общем, здесь скорее нужно говорить о критерии практики в смысле "!!!фальсифицируемости": если устройство, созданное на основе какой-то теории, не работает как ожидается, теория скорее всего неверна. К тому же этот критерий слишком узок: скажем, большинство физиков не сомневаются в правильности общей теории относительности, хотя об ее практическом использовании в обозримом будущем не может быть и речи.
Другим "эмпирическим" критерием истинности физической теории является ее математическая красота. По словам Эйнштейна,
"Нужно сначала высказать несколько общих положений о точках зрения, или критериях, с которых можно критиковать физические теории. Первый критерий очевиден: теория не должна противоречить данным опыта... Во втором критерии речь идет... о предпосылках самой теории, о том, что можно было бы кратко, хотя и не вполне ясно, назвать "естественностью", или "логической простотой" предпосылок... Этот критерий, точная формулировка которого представляет большие трудности, всегда играл большую роль при выборе между теориями и при их оценке... Второй критерий можно кратко охарактеризовать как критерий "внутреннего совершенства" теории, тогда как первый относится к ее "внешнему оправданию"".
Критерии истинности в научном исследовании
Как свет обнаруживает и самого себя, и окружающую тьму, так и истина есть мерило и самой себя, и лжи
(Б. Спиноза, Этика 2.43).
Для современного человека понятия "научность" и "истинность" зачастую выступают как синонимы. О "научности" своих построений охотно говорят как идеологи ("научный коммунизм"), так и сторонники различных оккультных подходов ("духовная наука", "христианская наука" и т. д.), пытаясь таким путем радикально поднять авторитет своих учений по сравнению с общечеловеческими ценностями. По существу же они претендуют (насколько обоснованно - это другой вопрос) на истинность своих утверждений. При этом критерии истинности в самой науке отнюдь не являются, как мы подробно обсудим ниже, сколько-нибудь ясными и самоочевидными. Возникает забавная ситуация "самозванства второго уровня", когда нищий выдает себя за предполагаемого миллионера, финансовое положение которого на самом деле само нуждается в тщательной проверке! Разумеется, прежде всего в такой проверке заинте!!!ресован сам миллионер (если он является честным человеком или по крайней мере хочет казаться таковым). Поэтому забота о дальнейшем развитии науки, не отождествляемая с заботой о корпоративных интересов "жрецов науки" (в смысле Л. Д. Ландау - это те, кто "жрет за ее счет"), требует рассмотрения время от времени весьма "неудобных" вопросов, которым и посвящена эта статья. Мы постарались придерживаться более или менее легкого "разговорного" стиля; подробный справочный аппарат и другие признаки "серьезного" текста (но не все!) читатель может найти в нашей книге "Уставы небес. 16 глав о науке и вере" (Екатеринбург: У-Фактория, 2000). Итак: на чем основаны претензии науки на истинность ее утверждений?
Удобно начать рассмотрение этого вопроса с расхожего мнения, что "наука основана на эксперименте". Это мнение действительно отражает одну из сторон науки (но только одну!), однако нуждается в расшифровке и подробных комментариях.
Экспериментальный метод изучения природы имеет специфику по сравнению, скажем, с простым наблюдением. Последнее до сих пор широко используется в "описательных" науках, таких как зоология или антропология, где в идеале важно как можно меньше вмешиваться в наблюдаемый процесс. При постановке эксперимента мы, напротив, стараемся контролировать условия таким образом, чтобы выделить и, соответственно, изучить какой-то один фактор. Упрощая, можно сказать, что наблюдение - это метод "синтетического" исследования (например, в зоологии при наблюдении поведения животных в естественных условиях важно не потревожить его; претензия состоит в познании животного "как оно есть"). Эксперимент же - это аналитический метод (например, мы пытаемся изучить какой-то один аспект поведения животного путем создания искусственной ситуации, в которой, предположительно, должен проявляться именно этот аспект). Как подчеркивал, в частности, один из создателей ква!!!нтовой механики Э. Шредингер, современная западная наука (прежде всего, механика Ньютона), вопреки господствующему мнению, возникла не столько из попыток объяснить результаты эксперимента, сколько из попыток объяснить результаты астрономических наблюдений (законы Кеплера). Экспериментальный метод гораздо более эффективен в смысле получения большого количества информации. Однако, если говорить о достоверности этой информации, то есть об истинности результатов, с ним связаны определенные опасности. Все дело в том, что выделение того или иного фактора в эксперименте всегда основано на предположениях, что важно, а что неважно для изучаемого явления. Процитируем здесь слова выдающегося российского ученого и организатора науки А. Н. Крылова по поводу некоторых биофизических исследований 20-х годов:
"Я, например, не припомню, каким образом было выделено влияние широты места на чувствительность глаза или иных органов от прочих влияний: температуры, давления, времени года, времени дня, влажности воздуха, направления и силы ветра и прочих физически измеримых факторов, и обеспечено сохранение постоянства факторов физиологических, как, например, сыт или голоден субъект, чем питался, что и сколько пил, как действовал желудок, не имел ли каких радостей или огорчений, и пр. В таких случаях требуется несколько миллионов или даже несколько миллиардов наблюдений, чтобы случайные изменения параметров во всем множестве их возможных сочетаний компенсировались и можно было бы иметь хотя бы некоторое доверие к результату".
Забвение этого важного правила может приводить к анекдотическим выводам, подобным утверждению, что тараканы слышат ногами (таракан с неповрежденными ногами бежит от шума, а с оторванными - в этом смысле не реагирует на шум).
По словам А. Эйнштейна, "только теория решает, что именно можно наблюдать [в эксперименте]" (цит. по книге В. Гейзенберга "Часть и целое"). Особенно важно это помнить, говоря о современных экспериментах, которые практически всегда являются косвенными. Процитируем приведенные В. Гейзенбергом слова Эйнштейна дальше:
"Подлежащий наблюдению процесс вызывает определенные изменения в нашей измерительной аппаратуре. Как следствие, в этой аппаратуре развертываются дальнейшие процессы, которые в конце концов косвенным путем воздействуют на чувственное восприятие и на фиксацию результата в нашем сознании. На всем этом долгом пути от процесса к его фиксации в нашем сознании мы обязаны знать, как функционирует природа, должны быть хотя бы практически знакомы с ее законами, без чего вообще нельзя говорить, что мы что-то наблюдаем. Таким образом, только теория, то есть знание законов природы, позволяет нам логически заключать по чувственному восприятию о лежащем в его основе процессе".
В наше время следовало бы еще добавить о широком использовании вычислительной техники, позволяющей представить результаты эксперимента в псевдонаглядной, а в действительности условной форме. Реально, когда мы говорим о том, что научное знание основано на эксперименте, необходимо иметь в виду, что проверяется всегда совокупность наших представлений об окружающем мире, и она должна быть в разумной степени непротиворечивой. По словам Эйнштейна,
"конечно, нет логического пути, приводящего к созданию теории; существуют лишь осуществляемые на ощупь конструктивные попытки, контролируемые посредством тщательного анализа познанных фактов...
На опыте можно проверить теорию, но нет пути от опыта к построению теории".
Научное творчество самого Эйнштейна дает яркие примеры "первичности" физической теории по отношению к физическому эксперименту. В позитивном плане - это, прежде всего, одно из величайших творений человеческого разума - общая теория относительности (ОТО), созданная им в 1907-1915 гг. как достаточно формальная математическая конструкция и блестяще подтвержденная всеми последующими экспериментами и астрономическими наблюдениями. Первой такой проверкой было измерение отклонения лучей света в поле тяготения Солнца во время солнечного затмения 1919 года. Эти измерения, выполненные английской астрономической экспедицией под руководством А. Эддингтона, положили начало всемирной славе Эйнштейна. Отметим, что точность этих измерений была не слишком велика. Систематическая проверка предсказаний ОТО (включая существование гравитационных волн) с относительно высокой точностью стала возможна лишь!!! после открытия американскими астрономами Тейлором и Халсом редчайшего объекта - двойного пульсара - через 60 лет после создания теории. Интересно отметить, что, как показали исследования американского историка науки Д. Холтона, и в создании специальной теории относительности основную роль играли не экспериментальные данные (знаменитый опыт Майкельсона-Морли), а тщательный анализ трудностей и внутренних проблем теории электромагнитного поля, созданной Максвеллом. Та огромная роль, которую опыт Майкельсона-Морли играет в современных учебниках, обусловлена скорее педагогическими причинами - реальная история науки подгоняется в преподавании под расхожие представления, что теория основана на эксперименте! Впоследствии неоднократно сообщалось об "опровержениях" специальной и общей теории относительности, однако в конечном счете проверка выявляла несостоятельность этих экспериментов, теория же выходила из всех пере!!!дряг, оставаясь "белой и пушистой".
Творчество Эйнштейна предоставляет нам и "негативный" пример подчиненной роли физического эксперимента. Речь идет об эффекте Эйнштейна де Хааза (вращение ферромагнитного стержня при перемагничивании), открытого ими в 1915 году - в этой работе Эйнштейн выступал как экспериментатор! Опыты Эйнштейна и де Хааза подтвердили качественно и количественно блестящую идею молекулярных токов Ампера как причины магнетизма, и все было бы замечательно, если бы не одно обстоятельство. Ферромагнетизм - явление чисто квантовое, и классическое рассмотрение дает ответ, отличающийся от правильного в два раза! Именно этот неправильный результат и был подтвержден экспериментально. Это было результатом ошибки (впоследствии исправленной), о которой рассказал соавтор Эйнштейна по этой работе В. де Хааз (цитируется по книге А. Пайса "Научная деятельность и жизнь Альберта Эйнштейна"):
"Значения, которые мы получили [для некоторой величины], были равны 1,45 и 1,02. Второе значение почти равно классическому значению 1, поэтому мы решили, что первое значение оказалось слишком большим из-за погрешностей эксперимента. Мы не измеряли поле соленоида, а рассчитывали его... Мы также не измеряли намагниченность цилиндра, а рассчитывали или оценивали ее... Обо всем этом говорится в статье. Полученные предварительные результаты показались нам удовлетворительными, и легко понять, почему мы сочли значение 1,02 более подходящим".
В общем, как видно, шутливая формулировка закона Ома, данная датским физиком Розеном (см. сборник "Физики шутят"), вполне корректно описывает статус законов физики, устанавливаемых реальными людьми в реальном физическом эксперименте:
"Если использовать тщательно отобранные и безупречно подготовленные исходные материалы, то при наличии некоторого навыка из них можно сконструировать электрическую цепь, для которой измерения отношения тока к напряжению, даже если они проводятся в течение ограниченного времени, дают значения, которые после введения соответствующих поправок оказываются равными постоянной величине".
Для того, чтобы уменьшить влияние "субъективного фактора", в научных исследованиях часто выдвигается требование повторяемости и воспроизводимости результата эксперимента. С практической точки зрения, это означает, что сообщение об открытии нового физического явления будет игнорироваться (подобно, скажем, сообщению Б. Кабреры 1982 года об обнаружении магнитного монополя) до тех пор, пока оно не будет подтверждено в нескольких ведущих лабораториях. Конечно, при этом неизбежен элемент субъективности: сколько именно подтверждений нужно, какие именно лаборатории считать ведущими, и т.д. При достаточной затрате усилий статус новых утверждений может определиться быстро. Скажем, из двух претендующих на сенсационность физических открытий конца 80-х годов - высокотемпературная сверхпроводимость и "холодный термояд" - первое было почти сразу включено в "канон" современной науки !!!(в данном случае число подтверждений измеряется уже десятками, если не сотнями тысяч!), а второе отвергнуто как невоспроизводимое. Но опять-таки, если говорить о реальном содержании научных журналов, можно выделить достаточно широкую полосу "серой" науки результаты, которые никто не может (или не хочет) ни подтвердить, ни опровергнуть. Причем далеко не всегда речь идет о пустяках. В любом случае, требование воспроизводимости слишком напоминает предложение решать научные вопросы голосованием (с введением высоких цензов - требование, чтобы результаты были подтверждены именно в ведущих лабораториях и т. п.). Но как же быть со словами Галилея, что в науке мнение одного может быть ценнее, чем мнение тысячи?
Иногда требование воспроизводимости считается критерием, отличающим науку от "лженауки", и распространяется даже на гуманитарные дисциплины. В этой связи приведем слова известного современного физика А. Б. Мигдала:
"Даже в физике, химии и астрономии не всегда удается повторить условия эксперимента. Как быть с биологией или психологией, где объекты отличаются друг от друга? Можно ли и там требовать повторяемости и воспроизводимости результатов? Да, можно и нужно - без этого нет науки! Разумеется, здесь гораздо труднее поставить недвусмысленный эксперимент, но зато не требуется той неслыханной точности, которая необходима была, чтобы обнаружить астрономические отклонения от классической механики. В этих науках, по крайней мере на их современной стадии, часто довольствуются не количественными, а качественными результатами".
Условие воспроизводимости очень часто не выполняется в парапсихологии, где результаты зависят от субъекта наблюдения, и именно это служит формальным основанием для объявления парапсихологии "лженаукой". На самом деле, в явлениях, где невозможно четко отделить субъект от объекта, воспроизводимость должна пониматься в более строгом смысле: сравнивать можно лишь результаты, полученные в сходных внешних условиях при сходном психическом состоянии участников эксперимента. В "стандартной" науке это требование звучит анекдотически (если, скажем, речь идет о физическом явлении, которое наблюдается лишь при определенной степени опьянения всех участников эксперимента). В исследованиях, связанных с психикой человека, оно, тем не менее, отражает существо дела. Непонимание этого часто приводит к тяжелым недоразумениям. По словам знаменитого средневекового философа и алхимика !!!Альберта Великого (канонизированного уже в наше время католической церковью),
"Человеческой душе присуща определенная способность изменять вещи... Когда душу человека охватывает сильная страсть любого рода, то, и это можно доказать экспериментальным путем, она [страсть] подчиняет вещи [магическим] образом и изменяет так, как ей угодно. ... Любой, кто хочет научиться секретам, как делать и уничтожать эти вещи, должен знать, что любой человек может магически повлиять на любую вещь, если его охватит сильная страсть ... и он должен совершить это с теми вещами, на которые указывает душа, в тот момент, когда страсть охватывает его. Ибо душа ... сама выхватывает самый важный и самый лучший астрологический час, который также управляет вещами, годящимися для этого дела".
Воспроизводимость феноменов, относимых сейчас к "паранауке" или даже к "лженауке", детально изучалась крупнейшим швейцарским психологом К. Г. Юнгом. Он статистически проанализировал эксперименты с угадыванием одной из 25 карт Рейна с различными символами, а также психокинетический эффект влияние наблюдателя на падение игральных костей. Оказалось, что положительные результаты получаются независимо от удаленности угадывающего от места эксперимента, а угадывание возможно как до, так и после перетасовки карт или бросания костей, т.е. существует предвидение. Таким образом, имеет место психическая относительность пространства и времени, причем принцип причинности не выполняется. Выяснились плохая воспроизводимость результатов и, в полном согласии с процитированными выше словами Альберта Великого, большая роль субъективного фактора: результаты оказывались много лучше, если "из!!!мерения" выполняются с энтузиазмом, и ухудшались по мере потери интереса, хотя прямое влияние на эксперимент исключалось.
В действительности, требование "воспроизводимости" не специфично для науки и его можно встретить, например, в Библии:
"А что сон повторился фараону дважды, это значит, что сие истинно слово Божие, и что вскоре Бог исполнит сие" (Бытие 41:32).
Поэтому оно никак не может рассматриваться в строгом смысле слова как критерий именно научной истины. Скажем, при расширенном понимании (включение требования воспроизводимости психических состояний самого экспериментатора!), оно не отсекает и парапсихологию. С другой стороны, многие данные, полученные при наблюдении уникальных и невоспроизводимых (по крайней мере, по желанию заказчика) явлений природы, капример, вспышки Сверхновой 1987 года, рассматриваются как вполне научные. Конечно, можно сказать, что и здесь критерий воспроизводимости выполняется - в том смысле, что имеются результаты наблюдения хоть и уникального явления, но полученные в разных обсерваториях. Однако, при этом мы попадаем в зависимость от "человеческого фактора" и отнюдь не избавляемся от необходимости отвеч!!!ать на неудобные вопросы. Скажем, гораздо больше людей наблюдало Благодатный огонь на Пасху в Иерусалиме, чем рождение каких-нибудь анти-сигма-минус-гиперонов - ну и что? Или мы должны считать только наблюдателей "со справкой" (докторские дипломы и т.д.)? Приемлема ли такая апелляция к социальным факторам, когда речь идет об Истине?
Для сравнения можно процитировать (по книге Ш. Костера "Легенда об Уленшпигеле") указ испанского короля, направленный на искоренение ереси в Нидерландах:
"Вообще да не дерзнет никто, какого бы он ни был звания и состояния, рассуждать или препираться о священном писании, даже о сомнительных речениях такового, если только он не какой-нибудь известный и признанный богослов, получивший утверждение от какого-либо знаменитого университета" (курсив наш. - Авт.).
По-видимому, реальным критерием для включения новых данных в научную картину мира служит трудно формализуемое, но интуитивно вполне ясное каждому "работающему" ученому требование "согласованности" этой картины (ее конгруэнтности - в том смысле, как этот термин используется в современной психологии). Грубо говоря, если здание науки строится из красных обожженных кирпичей стандартного размера, деревянный кирпич, или слишком длинный кирпич, или слишком толстый - будет "отвергнут строителями" (Мф.21:42). Но, может быть, именно этот кирпич и украсил бы все здание или даже встал во главу его угла? В этой связи уместно процитировать ранний христианский текст - "Пастырь" Гермы:
"Действительно, строилась квадратная башня теми шестью юношами, которые пришли с нею. Многие тысячи других мужей приносили камни. Некоторые доставали камни со дна, другие из земли и подавали тем шести юношам, они же принимали их и строили. Камни, извлеченные со дна, сразу клали в здание, потому что они были гладкие и ровные и так плотно примыкали один к другому, что соединения их нельзя было заметить, и башня казалась возведенной из одного камня. Камни же, принесенные из земли, не все использовались для строительства. Некоторые из них строители откладывали, потому что были они шероховаты, или с трещинами, или светлы и круглы и не годились для здания башни. А некоторые камни они раскалывали и отбрасывали далеко в сторону. И отброшенные камни, видел я, падали на дорогу и, не оставаясь на ней, скатывались: одни в место пустынное, другие попадали в огонь и горели, ин!!!ые падали близ воды и не могли скатиться в воду, хотя и стремились попасть в нее."
Далее в этом тексте говорится, что отброшенные камни могут быть использованы ("спасены"), но уже не в этой башне. Здесь можно увидеть намек не только на иные миры, но и на научные революции...
Исходя из критерия конгруэнтности, данные парапсихологических исследований никогда не будут включены в научную картину мира, так как не согласуются с ее исходной базовой установкой о возможности жесткого разграничения субъекта и объекта и познания "мира как он есть" безотносительно к тому, кто его познает. Но означает ли в данном случае "ненаучность" таких исследований - их бессмысленность и заведомую ложность результатов? Французская академия наук в конце XVIII века постановила не рассматривать как антинаучные проекты вечных двигателей (пока все хорошо...), а также сообщения о камнях, падающих с неба (а как же метеориты?!). По словам одного из крупнейших современных физиков Р. Фейнмана,
"Кстати, не все то, что не наука, уж обязательно плохо. Любовь, например, тоже не наука. Словом, когда какую-то вещь называют не наукой, это не значит, что с нею что-то неладно: просто не наука она, и все".
Конгруэнтность может рассматриваться как необходимый признак истинности (хотя и это нуждается в тщательном рассмотрении; должна ли истина быть непротиворечивой?), но заведомо не как достаточный. Приведем яркое высказывание, восходящее к школе одного из наиболее известных современных мистиков - Шри Ауробиндо, которое поучительно и для научных работников:
"Есть история об одном индийском брамине, который каждый день, отправляя ритуал, был вынужден привязывать своего кота, чтобы тот не мешал совершению ритуальных действий. Брамин умер, умер кот, и теперь уже его сын, заботясь о "точном" соблюдении ритуала, купил кота и с примерной аккуратностью привязывал его каждый раз во время жертвоприношения! Кот перешел от отца к сыну как необходимый элемент эффективного проведения ритуала. Возможно, что к нашим "абсолютно бесспорным" законам привязаны такие вот коты".
(Сатпрем, Шри Ауробиндо или Путешествие сознания)
Поскольку никакое конечное число экспериментов не может гарантировать правильность теории (через конечное число экспериментальных точек можно провести бесконечное множество кривых), австрийский философ К. Поппер предложил считать критерием научности какого-либо утверждения принципиальную возможность его экспериментального опровержения (критерий фальсифицируемости). Подтверждение же теории в конечном числе экспериментов, строго говоря, ничего не доказывает. Этот критерий действительно позволяет отличить научные утверждения от, скажем, философских концепций, которые никогда не могут быть строго опровергнуты - их можно лишь "правильно" или "неправильно" понимать и применять. К сожалению, он неконструктивен и ничего не говорит об истинности или ложности!!! принимаемых или отвергаемых утверждений.
В марксистской философии критерием истинности, в том числе и научного знания, считалась практика. В действительности этот критерий гораздо старше марксизма:
"Некто спросил: что такое изучение явлений?
Су Шань отвечал: одеться и поесть".
(Разумеется, если говорить серьезно, то нужно помнить, что эти слова сказаны дзенским монахом - человеком, который уже превзошел любые рациональные критерии.) Когда теорию удается использовать с ожидаемыми результатами, она является правильной. Во многих случаях применимость критерия практики не вызывает сомнений. Скажем, изобретение транзистора подтверждает правильность наших представлений об энергетическом спектре электронов в полупроводниках, взрыв атомной бомбы - правильность представлений о делении ядер и т.д. В то же время, заведомо неправильные (по крайней мере, по современным меркам) теории также иногда позволяют придти к практически правильным выводам, подтверждение чему можно найти, например, в сказках Киплинга:
"Марс указал мне, что чума переносится крысами, тварями Луны. Именно Луна, покровительница всего темного и дурного, и была всему виной...
Я помчался на поле, где лежали больные, и попал к ним как раз в то время, как они молились:
- Эврика, люди добрые! - крикнул я и бросил им под ноги дохлую крысу, которую я взял на мельнице. - Вот ваш настоящий враг. Звезды наконец мне его открыли...
... Как бы то ни было, чума прекратилась и отступила от нашей деревни. С того дня, как Марс открыл мне на мельнице причину болезни, от чумы умерло всего три человека... Я доказал свое первоначальное утверждение: Божественная Астрология... позволяет мудрым мужам сражаться даже с чумой."
Напомним еще, что в средние века с эпидемиями боролись колокольным звоном, и часто небезуспешно. При изготовлении булата практически полезной оказалась теория, согласно которой сильный раб, если заколоть его раскаленным клинком, отдаст ему свою силу. Отметим, что открыть секреты, подобные секрету булата, иногда оказывается не по силам современной науке, хотя строго научный подход к проблеме, конечно, существует. В данном случае он состоит в рассуждениях о закалке, мартенситном переходе, обогащении азотом и углеродом и т. д., однако желаемых практических результатов можно при этом и не добиться (кочующая по авторефератам диссертаций фраза о том, что "целью работы является получение материалов с заранее заданными свойствами" является стандартным объектом шуток в профессиональных кругах). В общем, здесь скорее нужно говорить о критерии практики в смысле "!!!фальсифицируемости": если устройство, созданное на основе какой-то теории, не работает как ожидается, теория скорее всего неверна. К тому же этот критерий слишком узок: скажем, большинство физиков не сомневаются в правильности общей теории относительности, хотя об ее практическом использовании в обозримом будущем не может быть и речи.
Другим "эмпирическим" критерием истинности физической теории является ее математическая красота. По словам Эйнштейна,
"Нужно сначала высказать несколько общих положений о точках зрения, или критериях, с которых можно критиковать физические теории. Первый критерий очевиден: теория не должна противоречить данным опыта... Во втором критерии речь идет... о предпосылках самой теории, о том, что можно было бы кратко, хотя и не вполне ясно, назвать "естественностью", или "логической простотой" предпосылок... Этот критерий, точная формулировка которого представляет большие трудности, всегда играл большую роль при выборе между теориями и при их оценке... Второй критерий можно кратко охарактеризовать как критерий "внутреннего совершенства" теории, тогда как первый относится к ее "внешнему оправданию"".