Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Практика науки такова, что предыдущие утверждения о знаниях всегда подлежат переоценке в будущем, по мере того как становится доступно все больше и больше информации об окружающем мире. Это проявление итеративной природы науки, которая постепенно исправляет сама себя. Так что имеет смысл на какое-то время принять подтверждающие доказательства (или неудачную попытку опровержения) в качестве поддержки идеи и продолжать искать новую информацию, которая подтвердит предсказания или приведет к опровержению теории. Зачастую это даже не эксперименты для дальнейшей проверки идеи, а сбор информации, которую сообщают другие, иногда в новом контексте и по другим причинам, включая даже предсказания, которые явно не следовали из теории. Хотя и доказательство, и опровержение на практике даются одинаково трудно, до тех пор, пока мы проявляем разумную и обоснованную уверенность в аргументах и соблюдаем баланс между вспомогательными гипотезами, ошибочные теории, когда-то считавшиеся истинными, всегда будут опровергнуты впоследствии, если новое наблюдение не соответствует тому, что предсказывает теория. По крайней мере, это неоднократно случалось в истории науки. Практически каждая теория, которая когда-то считалась верной, впоследствии оказывалась ложной, за исключением наших текущих теорий, которые завтра тоже могут оказаться под ударом опровержений. Как было сказано ранее, это невозможно сделать чисто логическим путем — поддержание достоверности теорий в актуальном состоянии является частью научной практики.

Хотя ни опровержение, ни доказательство не могут быть однозначными, отказ от идеи тем не менее кажется гораздо более продуктивным маневром, чем доказательство, как утверждал Поппер. Однако на практике у опровержения есть неприятная оборотная сторона — опасная стойкость его последствий. Если теория будет доказана неправильно, эта ошибка рано или поздно будет найдена и ученые детально исследуют проблему. Напротив, если теория опровергнута по всеобщему согласию, ученые прекращают ее изучать. Это происходит по ряду причин. Во-первых, большинство ученых больше не считают целесообразным тратить время и силы на дискредитированные идеи. Во-вторых, правительственные агентства очень неохотно поддерживают грантами научные исследования того, что уже было опровергнуто. Наконец, существует предвзятость публикации — если ученый повторно проверяет отвергнутую теорию и опровержение остается в силе (т. е. теория по-прежнему кажется явно ложной), такие исследования очень трудно опубликовать, поскольку научные журналы не считают так называемые отрицательные данные заслуживающими публикации[55]. У предвзятости научных журналов есть два негативных последствия: во-первых, она мешает подтверждать опровержения и, во-вторых, лишает ученых мотивации проверять существующие опровержения, которые могут быть ошибочными.

Опасность опровержения состоит в том, что как только идея отвергнута, она больше не изучается и фактически пропадает с экрана радара. Ущерб от ложных отказов широко распространен, с сильными колебаниями. Поскольку природа — это взаимосвязанная система вещей, которые в конечном итоге принадлежат одной и той же вселенной, ложное отклонение идеи может помешать прогрессу во всех областях. К ложному отказу со временем можно вернуться, если исследования покажут, что это единственный способ (или лучший способ) примирить продолжающиеся конфликты между теорией и наблюдением, но вернуться к отвергнутой идее — трудная задача для ученых по только что описанным причинам.

Осознание важности вспомогательных гипотез и понимание парадокса ворона дают начало представлению о том, что мир природы состоит из взаимосвязанных вещей и идей. Говоря словами Куайна, мы понимаем мир как «сеть убеждений», и изменение любой части сети оказывает обширное влияние на другие нити и узлы. Этот взгляд получил название холизма. Изоляция одной части целого отделяет часть мира от других взаимодействующих частей. Эта попытка изоляции и есть истинная причина существования лабораторий и упрощенных моделей — попытка ограничить переменные факторы (например, количество вероятных вспомогательных гипотез). Однако в конечном итоге нужно рассматривать систему как единое целое, чтобы понять функцию любой ее отдельной части в естественном контексте и понять, что любая изоляция может скрывать остальную часть окружающего мира.

Проблема обоснования следствием мешает нам уверенно и логически достоверно отвергать единственную гипотезу; всегда существует ряд конкурирующих гипотез. Однако проблемы холизма и вспомогательных гипотез не позволяют нам выделить какую-то одну из выдвинутых гипотез и окончательно отвергнуть остальные. Тогда как мы можем найти единственное объяснение тех частей окружающего мира, которые мы можем наблюдать?

Эта проблема была исследована и развита Дюгемом, Куайном и другими философами науки в двадцатом веке и называется «недоопределенностью»[56]. По сути, недоопределенность (underdetermination) — это формальная постановка проблемы, о которой говорилось ранее, что никакого количества данных никогда не будет достаточно, чтобы свести все возможные объяснения к одной гипотезе, отвергнув все остальные. Поэтому теория всегда остается «не полностью определенной». Более того, проблема заключается не только в неспособности отвергнуть все выдвинутые гипотезы, кроме правильной; нельзя полностью исключить даже одну гипотезу, потому что независимо от того, насколько сильным может быть опровергающий аргумент, любую гипотезу можно спасти от опровержения, изменив неявные условия или вспомогательную гипотезу (как указали Дюгем, Куайн, Поппер и др.).

Поскольку наука обычно довольно жестко ограничивает себя существующей сетью убеждений, недоопределенность не так уж важна в повседневной практике науки. Количество проверяемых гипотез, одновременно используемых в определенной области, обычно весьма ограничено. Как правило, наука не страдает проблемой множества гипотез, каждая из которых одинаково объясняет наблюдаемые явления. Это не означает, что в науке нет места конкурирующим гипотезам — они всегда есть. Однако часто бывает так, что не удается выдвинуть хотя бы одну гипотезу, способную объяснить все существующие данные разом, зато хватает конкурирующих гипотез, каждая из которых имеет свой недостаток.

Почему так бывает? Существующая сеть убеждений (например, наша база знаний, построенная на собираемых в течение многих веков свидетельствах) ограничивает то, какие гипотезы можно хотя бы рассматривать, поскольку любая гипотеза, противоречащая сети убеждений, не согласуется со всеми известными данными. Точно так же ограничено количество вспомогательных гипотез, не противоречащих какой-то части сети убеждений. Ошибки в существующей сети убеждений могут стать огромными препятствиями на пути прогресса, потому что ученые не решаются внести изменения в сеть, если только они не вынуждены сделать это под давлением новых доказательств или зайдя в теоретический тупик, из которого они не могут выйти, не подвергая сомнению некоторые аспекты сети. Поэтому наука в каком-то смысле препятствует рывку инноваций, но зато предотвращает безрассудное шарлатанство.