Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Социальная часть науки, обсуждаемая в главе 11, похожа на сборку пазла, когда несколько групп людей одновременно работают над разными частями головоломки, воруя детали пазла друг у друга, но затем отбрасывая их, когда они не подходят. Более того, несколько групп людей, вероятно, будут работать над одной и той же частью пазла одновременно, совершая ошибки и достигая прогресса, исправляя ошибки, но также отменяя прогресс, достигнутый другими, смахивая детали со стола и иногда саботируя друг друга. Все это не означает, что во всей головоломке нет общей картины; однако ни один из участников не знает, что это за картина, потому что нет крышки коробки, на которую можно было бы смотреть. Тем не менее общая картина есть, просто она еще не видна.

Несмотря на необходимость категоризации для построения системы убеждений, внутренняя взаимосвязь сущностей может быть обнаружена во многих характеристиках науки, описанных до сих пор. Непонимание этих взаимосвязей привело к большой путанице и непониманию науки самими учеными. Можно было бы рассматривать парадокс ворона (глава 3) как просто утверждение, что гипотеза об одном предмете на самом деле является гипотезой обо всех предметах. Нельзя сделать заявление о черных воронах, не упомянув также о белых воронах, желтых школьных автобусах и бесцветных рыбах. Конечно, большинство ученых или исследовательских групп никогда не будут иметь представления о взаимосвязях изучаемого предмета со всем остальным миром природы. Кто из нас может увидеть больше, чем крохотную часть загадки Вселенной?

В 1828 году Фридрих Велер был 27-летним учителем технической школы в Берлине. Хотя эта должность не приносила дохода или уважения, она открыла Велеру доступ в лабораторию, в которой он мог проводить химические эксперименты. Однажды он пытался соединить две соли (цианат калия и сульфат аммония), чтобы получить цианат аммония, но получил другое вещество. Велер нечаянно наткнулся на условия, при которых образуется мочевина. Более тонкие подробности того, что предшествовало и последовало за этим наблюдением, остаются предметом споров, потому что было опубликовано множество различных версий этой истории (наиболее популярная из них явно выглядит апокрифической); тем не менее результат, полученный Велером, имел ряд важных последствий. Хотя, казалось бы, кто мог предположить, что синтез основного компонента человеческой мочи вообще имеет какое-то значение?

Первым и главным для Велера, по крайней мере в соответствии с тем, что он подчеркивал в своем отчете, было понимание того, что как цианат аммония, так и мочевина имеют одинаковое относительное содержание различных элементов (в данном случае углерода, азота, кислорода и водорода). Получается, что цианат аммония и мочевина каким-то образом связаны благодаря их атомному составу. Тем не менее свойства цианата аммония и мочевины явно различаются. Следовательно, различия в свойствах химического соединения должны определяться не только относительным содержанием различных атомов — они предполагают наличие некой структуры. В то время как Велер заинтересовался именно этим аспектом открытия, его эксперимент также имел большое значение для совершенно другой системы знаний, известной под названием «витализм».

Витализм представлял собой комбинацию различных теорий и идей, объединенных верой в наличие фундаментальной разницы между составом живых и неживых объектов. По крайней мере, еще древние египтяне высказывали идею о том, что некая жизненная сила отличает живой объект от неживого. Однако в более современной форме и в контексте химии, изучаемой Велером, витализм разделял химические соединения на два типа, из которых состоят живые и неживые существа. Было хорошо известно, что многие явно неживые соединения (например, соли) можно было нагреть до высоких температур и даже расплавить, но при охлаждении они возвращались в свое основное состояние. Напротив, химические соединения, полученные из живых существ, часто каким-либо образом разрушались при нагревании, поэтому при охлаждении их первоначальные свойства не восстанавливались. Это породило представление о том, что живые существа обладают особыми химическими свойствами, отличными от неживых. Отсюда возникли термины «органический» и «неорганический», применяемые к химическим веществам, полученным из живых и неживых объектов соответственно[272].

Одна из центральных идей витализма состоит в том, что органические химические вещества могут быть получены только от живых существ (часто это объясняется потребностью в особой жизненной энергии). Гипотетико-дедуктивная последовательность витализма указывает на невозможность получения органического химического соединения в результате реакции между двумя неорганическими соединениями в отсутствие живого существа, которое послужило бы источником жизненной энергии. Однако, оглядываясь назад, можно сказать, что это сделал Веллер, синтезировав мочевину. Синтез мочевины нанес тяжелый удар по теории витализма, потому что он идет вразрез с ее предсказаниями. К сожалению, сама история и, в частности, последовавшие за ней события были сильно изменены и приукрашены. Как отмечал историк науки Питер Дж. Рамберг, некоторые рассказы об этой истории, «игнорирующие всякую претензию на историческую достоверность, превратили Велера в рыцаря, который предпринимал неоднократные попытки синтезировать органическое вещество, дабы опровергнуть витализм и приподнять завесу невежества, пока "однажды днем не случилось чудо"»[273].

Существует мало свидетельств в пользу того, что Велер намеревался каким-либо образом атаковать витализм, хотя он ясно осознал потенциальные последствия своего открытия. Тем не менее он был так же, если не больше, сосредоточен на последствиях, касающихся открытия изомеров различных химических соединений. Более того, открытия Велера никоим образом не стали могильным камнем теории витализма. Логично было бы предположить, что исходные материалы в эксперименте Велера не были чисто неорганическими, и для спасения витализма была выдвинута вспомогательная гипотеза о том, что его соли были загрязнены органическим веществом (пример холизма и недетерминированности). Однако открытие Велера спровоцировало серию экспериментов по получению органических соединений из неорганических исходных материалов, и со временем таких соединений становилось все больше и больше. В истории опровержения витализма не было внезапного прозрения или «момента истины». Луи Пастер заметил, что органические соединения животного происхождения имеют только одну ориентацию (стереоизомеры), тогда как органические соединения, полученные в результате химического синтеза, имеют равные пропорции изомеров. Из этого наблюдения родилась идея, продержавшаяся до 1900-х годов, что за асимметрию изомеров отвечает жизненная сила.

Постепенно, по мере того как научное общество работало над развитием идеи синтеза органических соединений и появлялись новые поколения химиков, менее преданных старой парадигме, витализм был отвергнут как концепция. Современная точка зрения состоит в том, что живые объекты состоят из тех же химических элементов, что и неживые, и органические химические вещества, равно как и неорганические, возникают просто из их сочетания, а не под влиянием какой-то жизненной силы[274]. Этот пример показывает, что науку далеко не всегда двигают вперед ясные и недвусмысленные эксперименты, опровергающие теории, потому что они не соответствуют наблюдениям. История, однако, часто пишется так, как будто научный механизм работает прямолинейно и безупречно.