Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

28 сентября 1928 года Александр Флеминг (шотландский ученый) работал с культурами бактерии Staphylococcus. Одна из пластин, на которой росли бактерии, была случайно заражена плесенью. Флеминг заметил вокруг плесени зону, где бактерии не росли. Можно было бы запросто выбросить пластину как неудавшийся эксперимент, потому что она загрязнена плесенью; насколько нам известно, другие ученые делали это много раз. Действительно, по словам Флеминга: «Если бы я сосредоточился исключительно на стафилококковой культуре и не интересовался антибактериальными веществами, я бы выбросил пластинку, возможно, выругался и продолжил бы свою первоначальную программу. Однако все было наоборот — меня гораздо больше интересовали антибактериальные вещества, чем стафилококковые культуры, поэтому я выделил культуры плесени и стафилококка и приступил к выяснению, почему колония плесени вела себя именно так, как наблюдалось»[226]. Флеминг осознавал важность случайной находки. Плесенью был штамм грибка Penicillium, выделяющий вещество, позже названное пенициллином, что привело к революции в антибиотиках, которая изменила мир. К счастью, Флеминг честно и беспристрастно описал фактические обстоятельства случайной находки[227].

В большинстве случаев ученые не описывают мыслительные процессы, ведущие к открытиям. Впрочем, у нас есть описания для особо известных открытий, потому что историки науки интересуются такими фактами и собирают их. Например, одним из основополагающих достижений современной химии стали структурные модели атомной ассоциации и, в частности, круговая структура химического вещества, называемого бензолом, так называемое бензольное кольцо. Первооткрывателем этих структур стал немецкий химик Фридрих Август Кекуле. Представление о структурированных моделях в целом и о бензоле в частности пришло к Кекуле во сне; однако в его научных публикациях это, конечно, не описано. Он просто заявил: «Теперь мне кажется уместным опубликовать фундаментальные принципы теории образования ароматических веществ, которую я разработал довольно давно». Этот факт нисколько не умаляет огромное и заслуженное уважение к доктору Кекуле, но «разработка теории» звучит намного более внушительно, чем фраза «Это мне приснилось!». В самом деле, если кто-то подаст заявку на грант на основе научной гипотезы, которая ему недавно приснилась, можно прямо сказать, что это вряд ли произведет впечатление на экспертную комиссию!

Нелогичность процесса открытия давно осознана, и многие философы науки поднимают белый флаг капитуляции, когда дело доходит до определения любой «логики открытия», присущей людям[228]. Однако существует системная проблема, которая приводит к неправильному представлению широкой публики (и самих ученых) о том, что этот процесс пронизан логикой. Проблема в том, что о научном процессе не рассказывают по мере его продвижения. Поскольку большинство наблюдающих за наукой видят только рабочий продукт, а не сам процесс, невозможно провести осмысленный анализ процесса, если продукт не отражает процесс.

Нелогичность процесса научного открытия хорошо иллюстрирует известная шутка. Парень по имени Джордж однажды ехал на машине, когда увидел своего друга Билла, ползающего на четвереньках под фонарем на обочине дороги. Джордж остановился и спросил Билла, что он делает. Билл ответил, что ищет свои потерянные ключи. Тогда Джордж спросил Билла, где он потерял ключи. Билл ответил, что потерял их где-то в лесу во время прогулки. Удивленный Джордж спросил Билла, почему он тогда ищет свои ключи на обочине дороги. Билл ответил, что лучше искать ключи там, где светло, а не в темноте.

Билл, как и многие ученые, делал то, что мог, а не то, что должен. В науке Билл найдет под фонарем что-то чрезвычайно важное, но это почти наверняка не будут его ключи, и вряд ли его находка будет связана с тем, где находятся его ключи.

Проблема научных публикаций намного глубже, чем реальная нелогичность открытий. Многие утверждают, что открытие — это загадка человеческого разума (словно включение лампочки в чьей-то голове) и оно не подчиняется логике. Однако после того, как новая гипотеза была разработана (или приснилась), предполагается, что дальше вступает в дело логический компонент гипотетико-дедуктивных процессов, и начинается упорядоченная проверка идей. Это, безусловно, так и бывает в случае отдельных экспериментов, целенаправленных исследований и пошаговых достижений. Иногда так бывает даже в случае некоторых более масштабных исследований. Однако зачастую это не так, особенно в фундаментальных исследованиях, потенциально ведущих к большим инновациям. Тем не менее научные статьи (овеществление новых знаний) обычно пишут так, чтобы они имели максимальный смысл для читателя и эффективно передавали идеи; такие статьи не стремятся и не дают точного описания того, как проводился исследовательский проект.

Научные исследования нередко движутся хаотичными рывками, сначала кидаясь в одном направлении, а затем откатываясь в другом — или, что чаще всего, одновременно колеблясь в нескольких несовместимых направлениях. Постепенно лишние направления отсеиваются, и остается ряд наблюдений, которые можно сопоставить друг с другом по-разному и в разном порядке. Когда приходит время сообщить о результатах в статье, наблюдения обычно выстраиваются в логическое и линейное повествование, что создает впечатление логического процесса исследования, но это далеко не так. Этот факт хорошо известен профессиональным ученым. Гарольд К. Шиллинг, великий ученый в области науки и религии, представил в 1955 году очень содержательный доклад по данной теме, озаглавленный «Человеческое предприятие: практическая наука имеет мало общего с наукой, представленной в публикациях»[229]. Главный тезис доктора Шиллинга о том, что популярная концепция «науки» — это стереотип, неприменимый к тем, кто занимается наукой, сегодня не менее актуален, чем 60 лет назад. Далее он развивает эту мысль: «Научные открытия обычно представляют студентам и публике как прямые, логически последовательные разработки, а не в том виде, как они развивались на самом деле — прерывисто, окольными путями, со многими фальстартами, а зачастую вовсе нелогично... Это оставляет у непосвященных совершенно неверное представление о научном процессе». То, что это хорошо известно профессиональным ученым, является причиной бурного смеха в аудитории, когда молодая аспирантка, упомянутая ранее, призналась, что изучала TNF-альфа, потому что препарат оказался под рукой в морозильной камере, — мы дружно посмеялись над собой, а затем успокоились, придали лицам глубокомысленное выражение и продолжили повествование нашей совместной сказки.