Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Мы часто слышим о поисках лекарства от рака, но на самом деле рак — это большое количество различных заболеваний. Разделение рака на различные подтипы — это целая область исследований, и существует множество схем категоризации; многие из них конкурируют друг с другом, и по ним нет единодушного согласия. Сравниваются различные схемы категоризации, и с прагматической точки зрения отдается предпочтение тем, которые дают наиболее точные прогнозы или являются лучшими предикторами того, какие методы лечения могут сработать. Это одно из основных применений схем категоризации. Однако не ясно, является ли одна схема категоризации более обоснованной по своей природе, чем другая.

Хотя схемы категоризации необходимы для взаимодействия с окружающим миром, они порождают ряд серьезных проблем, затрагивающих как науку, так и нормальное мышление. Одна из основных проблем — это сочетание двух фактически разнородных вещей. Рассмотрим предыдущий пример бактерий E. coli. В настоящее время известно, что существуют разные штаммы этой кишечной палочки. Те штаммы, которые приобрели ген от Shigella и продуцируют токсин Shiga, вызывают ужасную, а иногда и опасную для жизни диарею. Палочки, не выделяющие токсин Shiga, обычно не вызывают диареи и даже способствуют нормальному здоровью пищеварительной системы. Если мы вернемся в прошлое, до того, как эта классификация была пересмотрена, у нас была бы просто бактерия под названием E. coli. Теперь рассмотрим вспышку диареи, обнаруженную только у людей, которые ели бутерброды в определенном буфете. Если бы биологи проверили еду в этом буфете, они бы просто обнаружили кишечную палочку E.coli, которая в основном присутствует в желудочно-кишечном тракте каждого человека как часть нормальной флоры. Биологи могут обоснованно исключить кишечную палочку как причину вспышки диареи, потому что она не может вызывать заболевание, если присутствует в кишечнике каждого человека. Им придется искать другой микроб, «не относящийся к кишечной палочке», которого они никогда не найдут. Причина, по которой они никогда его не найдут, заключается в том, что он скрыт путем объединения двух разных сущностей в одну группу.

Противоположная проблема возникает, когда создаются категории, различие между которыми не обладает измеримым эффектом. Ученые тратят огромное количество сил и времени, проверяя, вызывают ли определенные штаммы микробов заболевание по сравнению с другими штаммами, проводят огромное количество экспериментов, проверяя, реагирует ли одна категория раковых клеток лучше на химиотерапию, чем другие категории, и т. д. Однако если они создали отдельные категории на основе критериев, не дающих заметного различия или не существующих в реальности из-за неправильного определения критерия, огромные ресурсы будут потрачены на погоню за фантомами.

То, как мы классифицируем мир (в какие корзины раскладываем разные или кажущиеся разными сущности), влияет на структуру нашей сети убеждений и имеет широкие последствия, изменяя связи между концепциями и идеями. В зависимости от того, как мы классифицируем сущности, формируются различные сети убеждений, и, таким образом, одни и те же наблюдения за окружающим миром могут иметь много разных толкований. Не ясно, существуют ли категории на самом деле, как свойство природы, или это полностью человеческие конструкции. Поэтому не совсем понятно, как мы должны правильно категоризировать сущности (или не категоризировать их). Ясно одно: нам приходится категоризировать разные вещи, чтобы сделать мир доступным для исследования. То, как мы это делаем, влияет на всю нашу сеть убеждений и, следовательно, на наше восприятие окружающего мира. Здесь стоит упомянуть прагматичный подход. Поскольку разные схемы категоризации порождают разные сети убеждений, определенные категоризации могут лучше всего подходить для некоторых сценариев. Если сосредоточиться на цели предсказания явлений и взаимодействия с окружающим миром и отложить (на минуту) стремление найти абсолютную и неопровержимую истину, тогда изменение категоризации по мере необходимости может оказаться полезным. Однако такой подход вряд ли понравится большинству людей (включая ученых), потому что нам нелегко отказаться от мысли, что категории, с которыми мы живем, даже те, которые придуманы для ненаблюдаемых сущностей, действительно существуют за пределами абстракции, выстроенной человеческим разумом. Мы привыкли к этим категориям, мы почувствовали, что они верны, и поэтому наш разум требует, чтобы они всегда оставались такими.

На основе рассуждений в этой книге я предлагаю моим коллегам-ученым и рядовым читателям следующее определение науки. Прежде всего наука — это продукт нормального человеческого наблюдения, рассуждений, заключений и предсказаний. Ученые и неученые полагаются как на индукцию, так и на вытекающие из нее предположения, которые несовершенны и не всегда верны. Они предполагают, что будущее будет напоминать прошлое в большей степени, чем это следует только из предположений, и они также предполагают, что текущие явления более репрезентативны для вещей, с которыми еще не сталкивались, чем случайные предположения. И ученые, и неученые ретродуктивно ищут причины наблюдаемых явлений. Это форма логического рассуждения, страдающая от ошибочного подкрепления предположения выводом. В результате этого заблуждения как ученые, так и неученые ретродуцируют гипотезы о причинных явлениях, которые, вероятно, никогда не существовали, например о том, что флогистон является причиной тепла, для синтеза органических соединений нужна жизненная сила, а великий Сананда движет пером пророка. Необходимо постоянное наблюдение и, если возможно, экспериментирование, чтобы оценить, какие ретродуцированные причины следует поддержать (по крайней мере, сейчас), а какие следует отвергнуть (по крайней мере, на данный момент). Ученые и неученые используют дедукцию (или, по крайней мере, форму рассуждений, которая напоминает дедукцию, но может не придерживаться строгих стандартов формальной логики), чтобы делать дальнейшие прогнозы, основанные на их ретродуктивных гипотезах. Ученые и неученые ошибаются в своем гипотетико-дедуктивном мышлении, делают ошибочные наблюдения, испытывают когнитивные искажения и влюбляются в свои гипотезы, поддерживая подтверждающие наблюдения и игнорируя опровергающие. Ученые и неученые подвержены социальному давлению, социальным предубеждениям и манипуляциям (преднамеренным и непреднамеренным) со стороны групп и обществ, которые их окружают.

Если между наукой и ненаукой так много общего и они так тесно связаны, в чем может быть разница? По моему мнению, различие заключается в том, что наука обращает особое внимание на источник этих ошибок и постоянно разрабатывает и совершенствует свою уникальную методологию, чтобы уменьшить эти ошибки. Эпистемологи и логики значительно расширили наше понимание силы и слабости индуктивной и дедуктивной логики и ретродуктивного мышления. Они исследовали вопросы причинности и степень, в которой она может или не может быть проверена. Они проанализировали проблемы подкрепления предположения выводом, недоопределенности теорий, наблюдения и подтверждения. Короче говоря, исследователи человеческого мышления анализировали и продолжают анализировать сильные и слабые стороны нашего процесса рассуждений. Наука постоянно изменяет свои методы и процессы, чтобы компенсировать вновь обнаруженные проблемы.