Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Другие ученые-науковеды подвергли идеи Поппера детальному разбору. Влияние идей Поппера не следует недооценивать, но и они тоже сталкиваются с двумя серьезными препятствиями на пути к описанию того, что такое наука и чем она отличается от ненауки. Во-первых, это наблюдение, что профессиональные ученые, даже те, кто добился огромного успеха, часто не действуют «научным» образом (т. е. они не предпринимают попыток опровергнуть свои гипотезы). Вторая проблема (была хорошо известна Попперу, и он анализировал ее в своих трудах) — гипотезы никогда не могут быть полностью опровергнуты, даже при наличии противоречивых данных.

По моему опыту, многим ученым очень нравится использовать язык и основанные на наблюдениях аргументы для логического опровержения гипотез, предсказания которых не соблюдаются в природе. Однако науке и ее методам присущи некоторые нюансы, которые ведут к интуитивно не очевидным и весьма удивительным следствиям — в частности, никакое количество опровергающих свидетельств никогда не может полностью исключить гипотезу. Как это может быть? Возможно ли, что обнаружение белого ворона не сможет опровергнуть гипотезу о том, что все вороны черные?

Несколько философов разработали формальное определение этой проблемы. Ее часто называют проблемой Дюгема-Куайна. Сам Поппер явно знал об этой проблеме, хотя не ясно, был ли он согласен с тем, насколько она глубока. Проблемы опровержения гипотез, пожалуй, наиболее обобщенно сформулировал Уиллард ван Орман Куайн[54]. По сути, проблема в том, что отдельные гипотезы сами по себе не дают проверяемых предсказаний. Например, рассмотрим гипотезу, которая приводит к предсказанию, что весь свет в вакууме движется с постоянной скоростью (в данном случае 299 792 458 м/с). Из этой гипотезы можно сделать вывод о том, что при измерении скорости света в вакууме будет получено значение 299 792 458 м/с. Чтобы проверить это предсказание, нужно сконструировать экспериментальный прибор, способный измерять скорость света. Например, потребуется источник, излучающий свет, вакуум на определенном расстоянии для прохождения света, а также детектор света. Более того, понадобится таймер, который мог бы точно регистрировать, когда свет был испущен и в какой момент он был обнаружен. Итак, если кто-то изготовил такой прибор и получил скорость света, отличную от предсказанной, почему он не может полностью опровергнуть гипотезу? Ведь это кажется достаточно простым и логически правильным решением. Итак, в чем проблема?

Если бы физик выступил с таким опровержением, другие ученые моментально возразили бы ему вопросами: (1) откуда вы знаете, что это действительно полный вакуум? (2) как узнать, что ваши излучатели и детекторы света работают правильно? (3) как узнать, что ваш таймер работает правильно? Каждый из этих вопросов чрезвычайно важен, потому что опровержение гипотезы полностью зависит от правильности наблюдения, которое, в свою очередь, зависит от каждого из вышеперечисленных понятий.

Куайн назвал такие вопросы «вспомогательными гипотезами», которые лежат в основе всех проверок гипотез. В этом случае наиболее очевидными вспомогательными гипотезами являются предположения, что вакуум действительно полный, что источник света, детектор и таймер работают правильно. Как указал Куайн, любую гипотезу, которая кажется опровергнутой несбывшимся предсказанием, можно спасти, выдвинув или отвергнув вспомогательную гипотезу. Если в результате измерений вы получили скорость света 5000 м/с, это не опровергает базовую гипотезу, потому что вы могли неправильно измерить скорость света или объект измерения не является светом (т. е. одна из вспомогательных гипотез была неверной). Поппер назвал это переосмыслением теории «на ходу», чтобы спасти ее от фальсификации.

Вернемся к нашему предыдущему случаю, когда автомобиль не заводился при повороте ключа зажигания. Среди выдвинутых гипотез была мысль о том, что аккумулятор разряжен. Теперь представьте, что после замены аккумулятора машина все еще не заводится. На основании этого можно сделать вывод, что исходная гипотеза ошибочна, потому что проблема не в аккумуляторе. Однако для того, чтобы такой вывод был сделан с уверенностью, необходимо, чтобы каждая из вспомогательных гипотез (все они подразумеваются в неявном виде) также выполнялась. Вот несколько таких вспомогательных гипотез.

1. Новый аккумулятор, который вы вставили, действительно заряжен и исправен.

2. Вы правильно подключили аккумулятор.

3. Вы используете правильную модель аккумулятора.

Также следует отметить, что вспомогательные гипотезы не обязаны ограничиваться конкретными примерами и могут быть более абстрактными. Другими словами, за основной гипотезой могут скрываться самые разные вспомогательные гипотезы — что на аккумулятор не влияет необычное скопление солнечных пятен в данный день, цвет носков, которые носит механик, и выиграли ли «Чикагские медведи» Суперкубок прошлого года. Эти вспомогательные гипотезы не нужно создавать; они уже существуют на заднем плане нашего понимания. К сожалению, подобно бесконечному количеству основных гипотез, существует также бесконечное количество вспомогательных гипотез, которые можно использовать, чтобы спасти свою любимую гипотезу от опровержения. Чтобы изолировать и опровергнуть конкретную гипотезу, нужно выделить бесконечное количество различных вспомогательных гипотез, что не более возможно, чем наблюдение за каждым вороном, который когда-либо существовал или когда-либо будет существовать, или, если на то пошло, за каждой нечерной сущностью во Вселенной. Так что насчет того белого ворона, которого мы видели? Ну хорошо, откуда вы знаете, что у вас не галлюцинация, или что какой-то фильтр, меняющий цвет с черного на белый, не был поставлен перед вашими глазами, или что это действительно был ворон?

Существенным моментом здесь является то, что можно уверенно отвергнуть конкретную «сеть убеждений», когда нарушается логическая последовательность — когда посылки и гипотезы не поддерживают логически обоснованные, аргументированные выводы в контексте исходных убеждений. Однако невозможно определить, что является причиной нарушения последовательности — гипотеза, какое-либо другое исходное убеждение, рассуждение или наблюдаемое явление, — и, конечно, их может быть несколько. Можно восстановить логическую последовательность, изменив какой-то из этих факторов. Таким образом, добавление наблюдения и экспериментов может уверенно опровергнуть сеть убеждений, к которой они добавлены, но нельзя изолировать гипотезу или новое наблюдение (или любой другой компонент как таковой) как гарантированный источник логической несогласованности. Попытка выделить часть паутины убеждений — одна из движущих сил научных экспериментов и исследований.