История науки
Шрифт:
В 1810 году немецкий натурфилософ Лоренц Окен (1779–1851) выдвинул идею о том, что все крупные живые организмы построены из кирпичиков, сходных с инфузориями. Тридцать лет спустя эта идея легка в основу созданной Матиасом Шлейденом (1804–1881) и Теодором. Шванном (1810–1882) клеточной теории. Однако Л. Окен никак не доказал свою идею и даже не пытался её доказать. На развитие современной Окену науки она не повлияла.
В 1841 году немецкий врач Юлиус Майер (1814–1878) на основании некоторых общих (и, частично, неправильных) соображений высказал идею о «сохранении сил» в природе. Казалось бы, эту идею ожидала судьба клеточной теории Л. Окена. Однако к этой идее чуть позже
В середине XIX века в науке появилась новая профессия – ФИЗИК-ТЕОРЕТИК. Физик теоретик сам не занимался ни наблюдениями, ни экспериментами. Он или математически обрабатывал результаты экспериментов, выполненных другими исследователями, или с помощью математики выводил следствия из каких-то предположений. Эти следствия в дальнейшем проверялись экспериментаторами.
Теоретик, так же, как и натурфилософ, занимается размышлениями. Но, в отличие от натурфилософа, он взаимодействует с исследователями, занимающимися экспериментами и наблюдениями. Поэтому работа теоретика оказывается более плодотворной.
В настоящее время теоретики работают не только в физике, но и в других науках. Как правило, это исследователи, хорошо владеющие математикой и использующие в своей работе математический аппарат. Но не всегда.
Во второй половине XX веке сформировался новый метод исследования: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. При компьютерном моделировании наши представления об устройстве тех или иных систем закладываются в мощный компьютер, который просчитывает поведение системы в разных условиях. Компьютерное моделирование допускает эксперименты над моделью, заключающиеся во включении в модель какого-то внешнего воздействия. Во многих случаях компьютерные эксперименты обходятся значительно дешевле, чем эксперименты над реальными объектами.
В традиционной биологии рассматривалось два типа экспериментов: эксперименты in vivo над целым живым объектом, и эксперименты in vitro над выделенными из живого объекта компонентами. В недавнее время в науке появился новый термин «эксперимент in silicio (в кремнии)» – эксперимент над компьютерной моделью природного объекта. Он ставится, в принципе так же, как и эксперимент над реальными объектами.
Профессор Гребин из романа Владимир Федоровича Тендрякова (1923–1984) «Покушение на миражи», разработал компьютерную модель истории раннего христианства и проводил с нею эксперименты. В одном из экспериментов Иисус Христос погиб в самом начале своей проповеднической деятельности. Модель выдала неожиданный результат: в группе апостолов появился новый лидер, психологически очень похожий на Иисуса.
Вопросы:
**. Какие методы научных исследований Вы можете назвать?
**. Чем отличается случайное наблюдение от систематического?
**. В чем преимущество эксперимента перед наблюдением?
**. Приведите примеры разных научных дисциплин, в которых эксперимент невозможен.
**. Что такое гипотеза?
**. Чем натурфилософы отличаются от теоретиков?
**. Какую роль в современной науке играет компьютерное моделирование?
Вопросы для любителей подумать:
**. Какие методы можно использовать, пытаясь решить проблему Происхождения Жизни?
**. Как по-Вашему, полезна ли натурфилософия для развития науки?
**. Предложите эксперимент, с помощью которого можно было бы показать, что углерод поступает в растущее растение
**. Читали ли Вы роман В. Ф. Тендрякова «Покушение на миражи»? Понравился ли он Вам?
**. Какие методы имеет смысл использовать для предсказания возможных последствий крупномасштабного конфликта с применением ядерного оружия?
Алгоритм научного исследования
Давайте попробуем сформулировать типичные алгоритмы (правила), которыми руководствуется человек науки в своей работе.
То ли путем наблюдения, то ли в эксперименте обнаружен факт, который мы для определенности обозначим буквой С. Этот факт как-то нужно объяснить.
В распоряжении исследователя есть набор ранее созданных научных теорий А1, А2, А3 и т. д. Из этого набора нужно найти такую, которая дает естественное объяснение факту С. Если такая теория найдена, и она единственная, то на этом можно успокоиться: ничего более из факта выжать не удастся. Нужно подготовить статью для научного журнала и переключиться на другую работу. Но может возникнуть более интересная ситуация, когда факт или не объясняется ни одной из теорий, или объясняется несколькими теориями, логически несовместимыми друг с другом.
В первом случае разумно заняться созданием ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ИК), позволяющих естественным образом объяснить обнаруженный факт. При этом хорошо бы создать не одну конструкцию, а несколько. Эти конструкции мы можем обозначить значками В1, В2, В3 и т. д.
По поводу каждой из этих конструкций встает два вопроса: имеют ли эти конструкции отношения к реальной действительности вообще, и имеют ли они отношения к факту С в частности.
Говорят, что ИК должна быть как-то ВЕРИФИЦИРОВАНА фактами.
Для проверки того, имеет ли та или иная ИК отношение к реальной действительности, есть два пути.
Первый путь заключается в том, чтобы чисто логическим путем вывести из ИК некоторые следствия и проверить их или путем наблюдения, или путем эксперимента. Если верна интеллектуальная конструкция В2, то из этого следует, что должны существовать факты D21, D22, D23 и т. д. И можно проверить, существуют ли эти факты на самом деле.
Этот путь имеет свою уязвимую сторону. Из прямой теоремы (если правильно В2, то должны существовать D21, D22, D23) вовсе не следует справедливость обратной теоремы (если существуют D21, D22, D23, то правильно В2). Факты D21, D22, D23 могут существовать по совершенно другим причинам. Поэтому их существование следует рассматривать не как доказательство истинности ИК В2, а как косвенное свидетельство в пользу её истинности. Никакой гарантии эти факты не дают (что-либо гарантировать может, как известно, только страховой полис солидной фирмы).
Английский философ Альфред Айер (1910–1989) предложил понятие СЛАБОЙ и СИЛЬНОЙ ВЕРИФИКАЦИИ. Слабая верификация – это когда факты не противоречат ИК, а сильная – когда они её доказывают. Увы, но на деле любая верификация является слабой. Однозначно доказать правильность Интеллектуальной Конструкции невозможно. Но зато её можно опровергнуть.
Для этого следует пойти другим путем. Можно представить себе, какие факты смогли бы опровергнуть интеллектуальную конструкцию и проверить, существуют ли они. Если эти факты существуют, то о соответствующей ИК со спокойной совестью можно будет забыть. Если же эти факты неизвестны, но их существование можно экспериментально установить, то этим следует незамедлительно заняться. Бог в помощь! После того, как удастся опровергнуть все ИК, кроме одной, можно будет с большой долей вероятности предположить, что оставшаяся верна и объясняет обнаруженный факт.