Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус - Йен Стюарт

Мы часто считаем Ньютона одним из первых великих мыслителей-рационалистов, но это лишь одна сторона его выдающегося ума. Ньютон пребывал на границе между старым мистицизмом и новым рационализмом. Его труды по алхимии полны каббалических диаграмм, многие из которых скопированы из более ранних и таинственных источников. Как выразился Джон Мейнард Кейнс в 1942 году, он был «последним из магов… последним чудо-ребенком, к которому маги отнеслись бы с искренним и должным уважением». Волшебники смутились, попав в неподходящее время, – и мы должны признаться, тут не обошлось без повествовательного императива. Приняв за данное, что Ньютон должен явить собой образец научного мышления, они застали его в момент филопаузы. Возможно, у Гекса выдался тяжелый день или же он пытался этим что-то сказать.

Если Архимед ученым не был, а Ньютон – лишь иногда, то что же тогда наука? Философы, которые ей занимались, выделили термин «научный метод», обозначив им все то, что пионеры науки делали с использованием интуиции. Ньютон в своих ранних работах применял этот научный метод, но его алхимия вызывала сомнения даже в то время, когда химия уже успела продвинуться гораздо дальше. Архимед, очевидно, к нему не прибегал – может быть, потому что тогда в этом не было нужды.

В идеале научный метод должен складываться из двух составляющих. Первая – это эксперимент (или наблюдение – нельзя, например, произвести экспериментальный Большой взрыв, но можно наблюдать его последствия). Он позволяет проверять реальность – а это необходимо, чтобы люди не верили во что-либо лишь потому, что им этого хочется, или чтобы опровергнуть веру, навязанную каким-либо авторитетом. Однако, если вы заранее знаете ответ, проверять реальность бессмысленно, поэтому очевидное наблюдение здесь не вариант. В таких случаях нужна какая-нибудь история.

Обычно такие истории называют «гипотезами», но фактически они представляют собой теории, которые вы пытаетесь проверить. При этом любое жульничество должно быть исключено. Для этого надежнее всего объявить заранее, каких результатов вы ожидаете от своего нового эксперимента или наблюдения. По сути это «предсказание», которое касается того, что уже произошло, но еще не наблюдалось. Например: «Если по-новому взглянуть на красного гиганта, можно увидеть, что миллиард лет тому назад он…»

Описание понятия научного метода подразумевает, что сначала у вас возникает теория, а потом вы испытываете ее экспериментальным путем. То есть метод представляется в виде пошагового процесса – что бесконечно далеко от истины. В действительности научный метод заключается в рекурсивном взаимодействии теории и эксперимента – комплицитности, при которой они многократно совершенствуют друг друга, основываясь на результатах проверок реальности.

Научное исследование может начаться с какого-нибудь случайного наблюдения. Ученый думает о нем и задается вопросом: «Почему это произошло именно так?» А иногда оно начинается с грызущего чувства того, что в общепринятых знаниях имеются дыры. Как бы то ни было, ученый формулирует теорию. Затем он (или скорее его коллега-специалист) испытывает теорию, выявляя другие условия, к которым она применима и просчитывает предсказанное ей поведение. Иными словами, ученый разрабатывает эксперимент, посредством которого будет испытана теория.

Вам может показаться, что он должен разработать такой эксперимент, который докажет справедливость его теории[69]. Но такая наука не очень хороша. Хорошая наука – это когда разрабатывается эксперимент, который докажет ошибочность теории – если она действительно такова. Поэтому ученые по большей части трудятся не над «доказательством истины», а над тем, чтобы зарубать собственные идеи. И идеи других ученых. Вот что мы имели в виду, когда говорили, что наука пытается защитить нас от веры в то, во что мы хотим верить или о чем нас убеждают авторитеты. Это удается не всегда, но, по крайней мере, она преследует именно такую цель.

В этом заключается главное отличие науки от идеологий, религий и иных систем убеждений. Религиозных людей нередко задевает, когда ученые критикуют некоторые аспекты их веры. Но они не ценят то, что ученые столь же критичны к собственным идеям и идеям других ученых. Религии, наоборот, критикуют практически все, кроме самих себя. Характерным исключением является буддизм: в нем подчеркивается необходимость подвергать все сомнению. Однако подобное переусердствование, как правило, не идет на пользу.

Разумеется, в жизни ни один ученый не следует научным методам столь неукоснительно. Ученые тоже люди, и их действия в некоторой степени зависят от предубеждений. Научный метод – лучший способ их преодолеть, что придумало человечество. Но это не значит, что он всегда приводит к успеху. Ведь люди есть люди.

Ближайшим примером истинной науки, который попадается Гексу, оказывается затяжное и тщательное исследование Фокийца Двинутого, которым он пытался доказать теорию Антигона о рысящей лошади. Надеемся, ранее вам не приходилось слышать об этих джентльменах, поскольку, насколько нам известно, их никогда не существовало. С другой стороны, не существовало и цивилизации крабов – что не помешало им совершить свой Большой скачок вбок. Наша история основана на реальных событиях, но мы упростили некоторые вопросы, которые лишь попусту бы нас отвлекали. Но как раз сейчас мы вас ими и отвлечем.

Прототипом Антигона был великий древнегреческий философ Аристотель, заслуживающий право называться ученым еще в меньшей степени, чем Архимед, кто бы там что ни утверждал. В своем труде «De Incessu Animalium» («О передвижении животных») он заявил, что лошади не умеют скакать. При такой их походке сначала одновременно перемещаются обе передние ноги, а затем обе задние. Он прав: лошади не скачут. Но это не самое интересное. Аристотель объясняет, почему лошади не умеют скакать:

«Если бы они одновременно перемещали передние лапы, их передвижение сбивалось бы или они даже стали бы спотыкаться… Поэтому животные не перемещают передние и задние ноги по отдельности».

Но забудьте о лошадях: многие четвероногие на самом деле могут скакать, значит, его рассуждения неверны. Это напоминает галоп, разве что левые и правые ноги при нем передвигаются с очень малой разницей во времени. Если бы они не умели скакать, то бег галопом был бы невозможен по той же причине. Но лошади умеют бегать галопом.

Ой!

Как видите, все слишком запутано, чтобы сложить из этого хорошую историю, поэтому в интересах рассказия мы заменили Аристотеля Антигоном, приписав ему очень похожую теорию о давнишнем историческом ребусе на тему, отрывает ли рысящая лошадь все ноги от земли одновременно? (При беге рысцой диагонально противоположные ноги двигаются вместе, и передние, равно как и задние, касаются земли по отдельности.) По этому поводу спорили в банях и пивных задолго до Аристотеля, так как увидеть это невооруженным глазом просто невозможно. Четкий ответ на сей вопрос впервые представил Эдвард Мейбридж (урожденный Эдвард Маггеридж) в 1874 году – для этого он применил скоростную фотосъемку и выяснил, что рысящая лошадь отрывает от земли все ноги одновременно. Отношение длительности зависания в воздухе к длительности касания земли зависит от скорости и иногда даже превышает фокийские двадцать процентов. При медленном беге рысью оно может равняться нулю, что еще сильнее усложняет проблему. Говорят, фотографии Мейбриджа помогли бывшему губернатору Калифорнии Леланду Стэнфорду – младшему выиграть у Фредерика МакКреллиша пари на приличную сумму в 25 000 долларов.