Научные факты
При объяснении научного метода мы постараемся по мере возможности основываться на здравом смысле и повседневном опыте. Причина этого не в том, что здравый смысл есть нечто священное, в конечном счете «здравый смысл» людей, живущих в современном обществе, ориентирующемся на научное знание, сформирован интеллектуальным и культурным климатом этого общества и существенно отличается от здравого смысла европейцев XV в. или племен Южного Судана XX в. Обращение к здравому смыслу позволяет нам лучше передать читателю наши идеи, объяснить нечто новое и незнакомое с помощью хорошо известного.
Тем не менее существует совокупность понятий, применяемых в науке, которая будет постоянно использоваться нами при анализе отдельных научных открытий. Они настолько расходятся со здравым смыслом и обыденным опытом, что нам кажется необходимым с самого начала их рассмотреть. Эти понятия связаны с фактами: что это такое? Как нам распознать их, когда мы с ними сталкиваемся? Какую роль они играют в науке?
Факты окружают нас — это вещи вокруг нас, которые мы можем видеть, ощущать, слышать, обонять. Мы верим в их реальность и часто даже идем дальше, полагая, что все остальное нереально. Но обыденный взгляд на факты как на неизбежные базисные данные о существующем не учитывает того, что и в самом простом акте восприятия есть большой компонент научения и опыта.
Обучение видению
Довольно естественно верить тому, что видишь,— трудно представить себе что-то иное. Однако мы обычно не отдаем себе отчета в том, что умению видеть учатся, что оно не приходит автоматически. Мы смотрим глазами, а видим сознанием. Мы осознаем это лишь тогда, когда видим то, чего на самом деле нет, или не видим того, что реально существует. И то и другое достаточно частое явление. Мы знаем, что существует «обман зрения», но мы не всегда осознаем его важность. Как можно ввести глаза в заблуждение? Если это возможно, то когда мы должны им верить, а когда нет?
Особенно ярко роль обучения как компоненты восприятия обнаруживается у слепых от рождения и в зрелом возрасте подвергнувшихся операции, вернувшей им зрение. В последние годы освоены операции катаракты (помутнение хрусталика, резко ухудшающее зрение). Иногда дети рождаются с катарактой и остаются слепыми, если им не сделать операцию. В те годы, когда операция была впервые осуществлена, было много взрослых слепых от рождения из-за катаракты, и операция позволила восстановить им зрение.
Джон Янг описал впечатление людей, ставших зрячими:
«Что увидит такой человек; что он скажет, впервые увидев новый для него мир? В нашем веке эта операция была осуществлена многократно, и можно собрать систематические и точные сведения об этом. Пациент, впервые открывая глаза, не получает никакого удовольствия, на самом деле, эта процедура оказывается для него довольно болезненной. Он говорит только о вращающихся массах света и цветов и оказывается совершенно неспособным зрительно выделить объекты, распознать или назвать их. Он не имеет представления о пространстве и расположенных в нем объектах, хотя ему все известно об объектах и их названиях на основе осязания. «Конечно,— скажете вы,— ему требуется некоторое время, чтобы научиться распознавать их по внешнему виду». На самом деле не некоторое время, а очень очень долгое время, годы. Его мозг не был обучен правилам видения. Мы не осознаем, что такие правила вообще существуют, и считаем, что видим, как говорится, «естественно». Однако на самом деле мы в детстве обучились целому ряду правил-видения.
Если наш слепой должен использовать зрение, он также должен обучить этому свой мозг. Как это сделать? Если только он не будет достаточно умен и очень упорен, он может вообще никогда не научиться пользоваться зрением. Сначала он только воспринимает массы цвета, но постепенно обучается различать формы. Когда ему показывают полоску одного цвета, наложенную на фон другого цвета, он быстро увидит, что есть разница между полоской и ее фоном. Он не сможет заметить того, что видел эту конкретную форму прежде, не сможет он и правильно назвать ее. Например, один пациент, когда ему показали апельсин спустя неделю после того как он начал видеть, сказал, что он золотой. На вопрос «Какой он формы?» он ответил: «Дайте мне пощупать его, и я скажу». Ощупав его, он сказал, что это апельсин. Затем он долго вглядывался в него и сказал: «Да, я вижу, что он круглый». Когда затем ему показали синий квадрат, он сказал, что это синий круг. Когда ему показали утлы, он сказал: «А, да, теперь я понимаю, можно увидеть, каковы они на ощупь». В течение многих недель и месяцев после того, как он начал видеть, человек может лишь с большим трудом различать простейшие формы, такие, как треугольник и квадрат. Если задать ему вопрос, как он это делает, он может ответить: «Конечно, если присмотреться, видно, что у одного светового пятна по краям три острых угла, а у другого — четыре». Однако он может добавить брезгливо: «Только с чего вы взяли, что знать это полезно? Различие весьма незначительно, а увидеть его мне довольно трудно. Я гораздо лучше справляюсь с этим при помощи пальцев». И если вы назавтра покажете ему опять эти две фигуры, он не сможет сказать, что — треугольник, а что — квадрат.
Пациент зачастую обнаруживает, что новое чувство приносит лишь ощущение неуверенности, и может отказаться от попыток его использования, если его не принуждать к этому. Он не замечает деталей очертаний самопроизвольно, как зрячие люди. Он не обучился правилам видения, не знает, какие черты важны и полезны для распознавания объектов и в обыденной жизни. Напомним, что прежде он распознавал очертания объектов, только ощупав расположение их граней. Тем не менее, если вы убедите его, что его усилия не напрасны, то спустя несколько недель он будет узнавать простые объекты. Сначала они должны быть одного цвета и видны под одним и тем же углом. Один пациент, научившись зрительно распознавать яйцо, помидор и кусок сахара, не смог узнать их, когда их осветили желтым светом. Кусок сахара он узнавал, когда тот лежал на столе, но не узнавал, когда его подвешивали в воздухе на нитке. Тем не менее такие люди могут постепенно обучаться: если их достаточно побуждать, то через несколько лет они будут обладать полноценным зрением и даже смогут читать».
Очевидно, зрительное восприятие, которое, как считается, дает нам факты наиболее непосредственно,— результат обучения, а не способность, приобретаемая автоматически. Мы видим с помощью мозга, а не только глазами, и мы подвержены всем отклонениям и предубеждениям, образовавшимся в процессе обучения видению.
Мы не утверждаем, что не следует верить тому, что мы видим. На самом деле, у нас нет другого выбора. Тем не менее знание того, что восприятие — не пассивный акт, а скорее приобретенное в результате обучения применение наших интеллектуальных возможностей, хотя и происходящее неосознанно, должно предупреждать нас о том, что предметы не обязательно являются тем, чем они кажутся, и что изменения в нашем мышлении могут изменить то, что мы видим.
Факты «нагружены теорией»
В дополнение к не осознаваемой нами культурной компоненте в нашем восприятии фактов большинство научных фактов содержит компоненту, сознательно выбранную и доступную анализу, а именно существующие знания и теории.
Рассмотрим на первый взгляд простое утверждение: «Данный камень весит 3 фунта (1,2 кг)». Оно связано с принятием ряда научных законов и согласованных процедур. Коротко говоря, мы начинаем с субъективного ощущения тяжести, испытываемого мускулами при поднятии какого-либо предмета. Затем на основе опыта мы узнаем, что тяжесть представляет собой инвариантное свойство большинства твердых тел: камень, бывший тяжелым вчера, будет тяжелым и сегодня. Это примитивное описание важного научного принципа: сохранение массы. После этого мы устанавливаем критерий равенства «тяжести», конструируя весы для сравнения тяжести предметов. Теперь мы вводим понятие рычага. Мы замечаем, что одинаково «тяжелые» предметы (на основании мышечных ощущений), если их расположить на одинаковых расстояниях от оси рычага, будут уравновешиваться. Потом мы выбираем некоторый объект в качестве масштаба и называем его, скажем, 1 фунт. Все, что уравновешивает его на наших весах, также весит 1 фунт. Затем мы определяем вес двух фунтов как все, что уравновешивает два объекта по 1 фунту весом, помещенное вместе на одну чашу весов, и т. д. Таким образом, утверждение «данный камень весит 3 фунта» содержит ряд физических понятий. То, что камень действительно весит 3 фунта, является объективным фактом, проверяемым любым наблюдателем, который осуществит процедуры измерения, однако было бы неправильно назвать это фактом природы: он — дело рук человека. Этот факт не существовал до тех пор, пока мы не изобрели его. О такой особенности фактов часто говорят, что факты «нагружены теорией».
Итак, мы выяснили, что имеется существенное различие между общепринятым взглядом на «факты» как на жесткие, неизбежные, неизменные вещи и реальным положением в науке, где вент, называемые фактами, менее определенны. Факты имеют обусловленную культурой компоненту и до некоторой степени создаются имеющимися у нас теориями и поэтому подвержены изменениям, если меняются сами теории.
Как используются факты
Результатом обыденного представления о фактах как о фиксированных и неизменных вещах, является неверный взгляд на то, как факты используются в науке. Часто говорят о том, что, например, теории должны согласовываться со всеми фактами; если этого нет, то теория неверна. Это мнение, как мы увидим, не имеет ничего общего с тем, как на деле развивается наука. Это утверждение не принимает во внимание, что реальный мир состоит из бесчисленного количества фактов: каждая песчинка на берегу отличается от другой; ни одна из них не обладает одинаковым весом или формой. Тем не менее вес и форма каждой песчинки — это отдельные факты. Ни от одной теории нельзя ожидать, что она объяснит такое огромное количество вещей; нам приходится удовлетворяться гораздо меньшим.
Однако предположим, мы изменим это утверждение и будем считать, что выбрана группа фактов из их бесконечной совокупности, существующей в мире,— не должна ли наша теория объяснить по крайней мере все эти факты? Ответ будет также отрицательным. Те факты, которые мы выбрали, в большой степени определяются теорией или предубеждением относительно того, какие факты важны, а какие — нет. В этой книге мы познакомим читателей с борьбой между теориями, продолжавшейся долгое время. Если бы выбор теории состоял в простом выяснении, какая из них согласуется с некоторым ограниченным количеством фактов, то тогда борьба закончилась бы очень быстро. Причина того, что она продолжалась так долго, в том, что разные ученые имели разные мнения о том, какие факты важно объяснить.
Согласно общепринятому взгляду наука оперирует набором экспериментально проверяемых фактов, определенным образом упорядоченных. Ясно, что телефонная книга или железнодорожное расписание — это упорядоченная совокупность фактов, но все же это не наука1. В науке мы ищем общие утверждения, обладающие объяснительной силой, из которых можно вывести множество проверяемых фактов.
С чего начинается наука
Наука не начинается с фактов; она начинается с выявления проблемы и веры в возможность ее решения. Астрономия не началась с собирания данных о движении Солнца, Луны и звезд; она началась с веры в то, что знание этих движений необходимо. Можно только предполагать, зачем такая информация была нужна вавилонянам 5000 лет назад, но немалую роль здесь должны были сыграть религиозные верования, астрологические гипотезы о влиянии звезд на ход истории и судьбы людей или идея о том, что знание движения небесных тел имеет практическую ценность предвидения здесь, на Земле. Несомненно, знание фаз Луны полезно; положение звезд и Солнца на небе связано с временами года и поэтому может использоваться для предсказания времени ежегодно повторяющихся событий.
Начинается ли после выявления и формулировки проблемы сбор фактов? Когда-то полагали, что науку можно свести к точной методологии, приложимой к фактам чисто механически каждым, кто попытается выявить причины явления. Впервые этот взгляд был выражен Фрэнсисом Бэконом, а гораздо позже он был сформулирован Джоном Стюартом Миллем в виде ряда «методов экспериментального исследования». Предлагаемая Миллем процедура состоит в том, чтобы рассмотреть столько случаев проявления некоторого феномена, сколько исследователю нужно, чтобы объяснить и проанализировать все обстоятельства или факты, связанные с каждым из этих проявлений. Те обстоятельства, которые отсутствуют в некоторых из случаев, не могут быть причиной этого явления. В конечном счете, если у явления имеется единственная причина, только то обстоятельство, которое присутствует всякий раз, когда явление происходит, и отсутствует всякий раз, когда оно не происходит, может быть его причиной.
Приведенное выше утверждение вполне правдоподобно, но бесполезно. Оно бесполезно, поскольку количество обстоятельств, сопутствующих любому явлению, бесконечно, и нет никаких критериев отбора нужных. Такой отбор требует предварительной гипотезы, а предлагаемый метод не дает никаких способов выдвижения гипотез. Однако лишь на этом пути только и возможна наука.
Наука и общепризнанные факты
Итак, факты не являются действительно независимыми от наблюдателя, его теорий и предпочтений. Тем не менее в любую конкретную эпоху в любой конкретной культуре большая часть наблюдателей достигает согласия в их трактовке. Лучше будет сказать, что факты — это то, в чем согласны все наблюдатели.
Это утверждение подразумевает важную особенность научных фактов: у них должно быть более одного наблюдателя, должна существовать группа наблюдателей, к которой может присоединиться любой человек,— эта группа не может быть закрытым клубом. Конечно, членство в клубе накладывает определенные обязанности. Нередко нельзя оценить истинность наблюдения, не изучив множества вещей, которые большая часть людей не знает автоматически. Перегорела или нет свеча, вынутая из мотора данной машины? Это факт, но не всякий знает, не имея специальной подготовки, как его установить. Нужно быть не просто наблюдателем, а подготовленным и заинтересованным наблюдателем.
Конечно, и при этом возможно, что все подготовленные и заинтересованные наблюдатели могут ошибаться. Так было неоднократно и так будет. Но это все, что нам остается, и именно это делает науку возможной.
|
|
Читайте в рубрике «Методология науки»: |
Военная техника | Телекоммуникации | Электроника | Энергетика | Физика | Химия | Биология | Математика | Психология | Физиология | Экономика | Металлургия | Строительство | Сельское хозяйство | Медицина | Культура и искусство | Виды двигателей | Машины и механизмы | Воздушный транспорт | Водный транспорт | Автотранспорт | Ж/д транспорт | Физики | Химики | Математики | Биологи | Европейские изобретатели | Американские изобретатели | Российские изобретатели | Советские изобретатели | Методология науки | Развитие креативности | Как стать изобретателем | Изобретения будущего
Газосиликатные блоки в калининграде
Газосиликатные блоки в калининграде газосиликатныи блок купить в калининграде.
baltblok.ru