Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

А как насчет передовых теорий физики сегодня? Захватывающей и новаторской теорией на пересечении квантовой физики и теории гравитации является теория струн. Как очень точно сказал Массимо Пильуччи: «Это настолько элегантная идея, что она заслуживает того, чтобы быть правдой»[296]. Но так ли это? В этом и заключается проблема: по крайней мере, на данный момент теория струн, похоже, не дает никаких эмпирически проверяемых предсказаний, которые отличались бы от предсказаний других конкурирующих теорий и которые можно было бы оценить в реальных экспериментах на современном этапе развития технологий[297]. Если научный подход требует, чтобы гипотеза давала эмпирически проверяемые предсказания (помимо того, что мы уже наблюдали и на основании чего она была получена), то теория струн, строго говоря, в настоящее время не подлежит научной проверке. Готовы ли мы заявить о том, что целое сообщество физиков, работающих в крупнейших академических институтах, финансируемых ведущими научными агентствами мира, располагающих надежной математической базой и выдвигающих инновационные идеи, не занимается настоящей наукой?

На самом деле это очень сложный вопрос, и ответ может показаться вам странным; однако стоит отметить, что в таких сложных областях имеет значение, кто разработал теорию (и кто впоследствии будет ее проверять). Тот факт, что теория, выдвинутая Эйнштейном, в то время не могла быть проверена, с самого начала был очевиден для физиков, которым он ее представил. Действительно, именно они впоследствии разработали очень хитрые способы проверки различных предсказаний теории относительности. Научное общество приняло теорию относительности именно с намерением найти способы проверки, и благодаря этому наука совершила грандиозный прорыв. Не важно, как разработчики способов проверки относились к этой теории — поддерживали и искали подтверждение или ненавидели и хотели опровергнуть. В любом случае это был глубоко научный акт поиска новых путей проверки теории, проведения экспериментов и получения результатов, имеющих доказательное значение.

Измеримые последствия существования предполагаемого бозона Хиггса были предсказаны математически за десятилетия до того, как мы построили коллайдер частиц, достаточно большой, чтобы проверить предсказание, которое сбылось[298]. Поскольку ньютоновская физика не предсказывает движение небесных тел во Вселенной в том виде, как мы его наблюдаем, физики постулировали существование темной материи, сущности, которую по своим свойствам невозможно наблюдать с помощью наших современных технологий. Я не сомневаюсь, что ученые, которые занимаются теорией струн и темной материей, очень стараются добиться прогресса либо в теории (чтобы дать проверяемые предсказания), либо в разработке инструментов для проверки предсказаний, которые мы в настоящее время не можем проверить. Опять же, хотя это может показаться странным, это веский аргумент в пользу того, что нужно учитывать контекст, в котором выдвинута непроверяемая (пока) теория, независимо от того, какие успехи в проверке теории достигнуты на сегодняшний день. Если теория выдвинута именно для критического рассмотрения и прилагаются систематические усилия, чтобы найти новые способы проверки, либо путем разработки теории, позволяющей делать больше прогнозов, либо путем развития технологий, позволяющих проверять текущие прогнозы, — тогда теория рассматривается с научной точки зрения. Следовательно, чисто умозрительные исследования имеют право называться наукой до тех пор, пока они развивают теорию таким образом, который может привести к проверке ее предсказаний, и сами к этому стремятся. Напротив, если таких усилий (теоретических или технологических) не предпринимается, можно усомниться, что это действительно наука. Из-за целостных свойств природного мира технический прогресс в несвязанной области может непреднамеренно найти технологию, способную оценивать ранее не поддающиеся проверке предсказания, или другая, казалось бы, несвязанная теория может неожиданно войти в систему знаний и подсказать новые прогнозы либо способы проверки базовой теории. Таким образом, ранее непроверяемая теория, внешне мало похожая на настоящую науку, внезапно может оказаться на острие научного прогресса.

При описании науки в этой книге я сделал попытку «опровергнуть» некоторые из преувеличенных ожиданий и приукрашенных характеристик, исходящих как извне, так и изнутри науки. Путь к разочарованию и ощущению обмана начинается с нереалистичных ожиданий. Я надеюсь, что эта книга сформирует более реалистичный взгляд на науку среди тех, кто незнаком с устройством научного механизма, и что теперь они будут лучше понимать, почему иногда наука ошибается и в какой мере можно доверять научным предположениям. Да, научные предположения несовершенны и иногда оказываются ошибочными. Мы, ученые, всегда учимся на ходу. Однако ошибочная природа науки не означает, что между научными и ненаучными утверждениями и подходами нет принципиальной разницы. Это не означает, что мы должны принимать все заявления о знаниях как эквивалентные. Это не означает, что мы должны принимать «альтернативные факты»[299] как равноценные фактам, основанным на доказательствах и совпадающим с наблюдениями. Это не означает, что мы должны приписывать лженауке те же свойства, что и науке. Мы должны воспринимать заявления о научных знаниях как утверждения, обладающие определенными недостатками и особыми ограничениями, но тем не менее твердо понимать, что наука — это последовательная и целостная система убеждений, которая раз за разом добивалась большего технологического прогресса и лучше предсказывала мир природы, чем любая другая система, известная людям.

Хотя так могло быть и в прошлом, большинство современных ученых обычно не считают себя искателями истины. Это происходит по нескольким причинам, которые стали ясны по мере развития науки. Ошибка подтверждения гипотезы выводом, которая присутствует во всех ретродукциях (выполняемых как в рамках науки, так и в иных целях), приводит к неопределенности, которая запрещает «знать», действительно ли существует ретродуцированная вещь или ретродуцированная причина; то есть мы не узнаем этого без познания всей Вселенной, чего нам точно не достичь в ближайшее время. Поскольку люди вполне способны изобретать абстрактные и метафизические понятия, которые могут существовать только в нашем сознании, у нас есть бесконечный источник неопределенности, превышающий содержание природного мира за пределами нашего познания. Это проблема, которую решает бритва Оккама: нельзя изобретать новую ненаблюдаемую причину без необходимости, поскольку можно продолжать этот путь бесконечно (впрочем, некоторые системы убеждений, обычно ненаучные, с удовольствием занимаются этим).