В защиту науки (3)

Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований РАН

Пусть имеется эксперимент E₁, который даёт в качестве результата число Q₁, физическая интерпретация которого зиждется на ряде теоретических предложений (T …T"). Пусть имеется и другой эксперимент E₂, который даёт в качестве результата число Q₂, физическая интерпретация которого зиждется на ряде теоретических предложений (T₂ …Tm. Если эти две физические интерпретации совпадают (т. е. в обоих случаях мы предполагаем, что измеряется одно и то же) и результаты эксперимента совпадают, то это служит практически неопровержимым доказательством всех теоретических предпосылок, кроме тех, которые были общими

для двух экспериментов. Вероятность того, что два измеренных числа совпали случайно, практически нулевая. Будь одна из предпосылок неверна, одно из чисел изменилось бы, и результата бы не было. Теоретически возможно, что неверны две (или более) предпосылки, но таким особым образом, что их влияние в точности компенсируется, однако такая возможность устранима, во-первых, тщательным анализом, а во-вторых, проведением дополнительных экспериментов с другими наборами предпосылок. Великий Галилей снова послужит нам примером.

Фейерабенд («Против метода», раздел 11):

При рассмотрении в телескоп Марс действительно изменяется так, как требует концепция Коперника. Тем не менее если принять во внимание действие телескопа в общем, то это изменение кажется совершенно загадочным. Оно столь же непонятно, как и теория Коперника, если её соотнести с дотелеско-пическими свидетельствами. Однако это изменение соответствует предсказаниям Коперника. Именно эта гармония, а не какое-либо глубокое понимание космологии и оптики служит для Галилея доказательством системы Коперника и правдивости данных телескопа в решении как земных, так и небесных проблем. (…) «"Звёздный вестник", — пишет Ф. Хаммер в своём наиболее чётком, как мне представляется, изложении данного вопроса, — содержит два неизвестных, которые разъясняются одно через другое». Это совершенно справедливо, за исключением того, что «неизвестные» были не столько неизвестными, сколько известными как ложь, о чём говорит сам Галилей. Своеобразие ситуации заключается в том, что это — соответствие между двумя интересными, но опровергнутыми идеями, которые Галилей разрабатывает для того, чтобы предохранить каждую из них от устранения.

Оставлю на совести Фейерабенда «опровергнутые идеи», хотя и странно слышать это из уст пламенного романтика анархизма, который на словах отказывается признавать какие бы то ни было идеи опровергнутыми. Вникнем в суть дела. Коперник предсказывает изменение яркости Марса во времени на основании некой непроверенной теории. Галилей наблюдает Марс в телескоп, который был прибором ещё несовершенным, давал оптические артефакты, да к тому же освящённая веками традиция гласила, что небесные объекты вообще нельзя наблюдать в телескоп, потому что их природа иная, чем у земных. И вдруг — удача! Наблюдения согласуются с теорией. Может ли этому быть какое-нибудь иное объяснение, кроме того, что все предпосылки оказались верны? Если наблюдения были «телескопической иллюзией», то что же это за такая удивительная иллюзия, которая ведёт себя согласно теории Коперника? Ведь теория не о телескопах, а о планетах.

Так, как ситуация изложена Фейерабендом, она кажется похожей на порочный круг: Коперник подтверждает Галилея, Галилей подтверждает Коперника, рука руку моет. На самом же деле всё обстоит совершенно иначе: Коперник вычисляет некую величину на основании одной непроверенной теории, Галилей измеряет некую величину на основании другой непроверенной теории, вовсе не связанной с первой, и эти две величины совпадают, что возможно только в случае, если обе теории верны.

7. Куайн и мыльные пузыри

Вспомним Нестерова: «Для интерпретации наблюдения мы привлекаем знание половины теоретической физики». Это очень верное и важное наблюдение. Наука представляет собой не россыпь отдельных «фактов» и «теорий» и даже не аккуратные «прогрессивные последовательности» теорий по Лакатосу, но туго переплетённую ткань, в которой почти всё так или иначе увязано почти со всем. Типичная проблема философской методологии науки — это вопрос, сколько нужно свидетельств «за», чтобы считать теорию (парадигму, проблемный сдвиг) заслуживающей принятия или сколько противоречащих фактов, чтобы считать её опровергнутой. Обычный ответ — сколько бы ни было, всё недостаточно. Но реальная наука устроена совсем не так. Во-первых, как мы видели, независимые доказательства не «складываются», а «перемножаются». Во-вторых, в силу всеобщей взаимосвязанности утверждение или отрицание научной теории похоже не столько на сбор грибов, сколько на решение кроссворда.

Представьте себе, что вы отгадываете очень большой,

потенциально бесконечный кроссворд. Слова в этом кроссворде не написаны аккуратно на плоском листе, а изгибаются в пространстве и могут пересекаться с другими, отстоящими очень далеко. Два слова, которые вы пытаетесь отгадать в разных местах кроссворда, могут неожиданно оказаться пересекающимися друг с другом. В уже, казалось бы, до конца разгаданный участок может вдруг вторгнуться новое слово, да так, что многое придётся переделывать. Например, вы отгадали Шопена, и вдруг оказывается, что его средняя буква должна быть первой буквой бесспорного Моцарта. Это ещё ничего, потому что можно заменить его на Шумана, оставив нетронутыми остальные слова.

Теперь вопрос: можно ли указать в такой игре точный и безошибочный критерий, когда слово наверняка отгадано правильно? Очевидно, нельзя. С другой стороны, повышается или понижается ваша уверенность в правильности решения с каждым новым отгаданным и увязанным с другими словом? Очевидно, повышается. Совершенно то же самое можно сказать относительно того, единственное ли возможное решение вы находите. Гарантии дать нельзя, но чем туже плетение, тем менее вероятно, что существует альтернативное решение. Ясно, что если рассматривать один (искусственно) изолированный участок кроссворда, то убедительность решения покажется сомнительной: «Шуман» опирается на «Моцарта», а «Моцарт» — на «Шумана», и где уверенность? Но та же самая идея о взаимосвязи, которая приводит философов к выводу о несуществовании «чистых наблюдений», одновременно делает неправомерным и такое локальное рассмотрение. Плетёнку научных теорий нужно рассматривать в целом. Но как это сделать?

У. Куайн («Две догмы эмпиризма», раздел VI, «Эмпиризм без догм» (перевод мой. — Д.М.)⁴):

Вся сумма наших так называемых знаний или убеждений, от самых тривиальных сведений из географии и истории до глубочайших законов атомной физики или даже чистой математики и логики — это рукотворная ткань, соприкасающаяся с реальностью лишь по краям. Или, в ином образном строе, вся наука подобна силовому полю, которому опыт ставит лишь граничные условия. Конфликт с опытом на периферии вызывает перестройку во внутренней области поля. Значения истинности некоторых из наших утверждений меняются. Переоценка некоторых утверждений вызывает переоценку других, в силу их логической связанности, причём и сами законы логики суть утверждения системы, рядовые элементы поля. Переоценив некоторые утверждения, мы должны переоценить и другие, будь то утверждения, логически связанные с первыми, или сами выражения логических связей. Но всё поле настолько недоопределено своими граничными условиями, т. е. опытом, что можно в широких пределах выбирать, какие именно утверждения мы будем пересматривать в свете любого данного контр-опыта. Никакие конкретные опытные данные не связаны прямо ни с какими конкретными утверждениями во внутренней области поля, а только через процесс установления нового равновесия во всём поле в целом.

Эта метафора родственна нашей метафоре кроссворда, но вывод оказывается прямо противоположным. Конечно, о таких глобальных материях трудно говорить сколько-нибудь доказательно, но кое-что сказать всё же можно. Прежде всего, хотя Куайн чуть ниже и называет себя «физиком-любителем» (специалист он по философской логике), выбранная им метафора выдаёт человека, которому никогда не приходилось иметь дела с физическими системами, которые задаются граничными условиями и требованием внутренней самосогласованности. Для читателя, которому тоже не приходилось иметь с ними дела, приведем пример: мыльная плёнка на проволочном ободе. Проверьте, если хотите: на ободе заданной формы (граничные условия) мыльная плёнка всегда принимает одну и ту же форму. Никакой возможности «в широких пределах выбирать» у неё нет.

И это не случайно. Если у вас есть система со связями и каким-нибудь минимальным принципом (т. е. стремлением сколько возможно понизить какую-нибудь величину), в случае общего положения (т. е. если специально не стараться) у неё не будет континуума решений, о котором говорит Куайн, а будут изолированные локальные минимумы. Так, мыльная плёнка минимизирует площадь своей поверхности, а наука минимизирует, вероятно, число свободных параметров или оккамовских сущностей. Вот искусство ничего не минимизирует, поэтому, действительно, одну и ту же жизнь каждый поэт описывает по-своему. Но это не то, о чём говорит Куайн. Хочется ещё заметить, что куайновские перестройки с учётом сказанного всё же могут происходить, но не мелкими подвижками, а катастрофическим переходом из одного локального минимума в другой, неблизкий, но более глубокий. И тогда их можно было бы уподобить куновским революциям. Но это, конечно, уже злоупотребление метафорой.