Терри Пратчетт – Наука плоского мира IV: Судный день (страница 8)

Эти знания доступны нам, потому что наука не ограничивается одним лишь наблюдением окружающей Вселенной. В противном случае она бы никогда не вышла за границы человекоориентированного мира. Ее сила заключается в возможности размышлять о мире и познавать его на практике. Основной инструмент науки это логическое рассуждение, выведение свойств окружающего мира, исходя из сочетания наблюдения, эксперимента и теории. Математика уже давно играет в этом процессе ключевую роль на данный момент это лучший инструмент, благодаря которому мы можем делать количественные выводы.

Большинство из нас имеет общее представление о наблюдении: вы рассматриваете интересующий вас предмет и что-то измеряете. Сложнее дело обстоит с теориями. Путаницы добавляет тот факт, что слово «теория» имеет два разных значения. Одно из них «идея об устройстве мира, которая будучи высказанной, еще не прошла достаточное количество проверок, чтобы убедить нас в своей правоте». Работа ученого во многом сводится к тому, чтобы придумывать подобные теории и многократно проверять их на практике как можно большим числом способов. Но есть и другое значение: «обширный комплекс взаимосвязанных идей, которые не удалось опровергнуть даже после бесчисленного множества попыток». Именно такие теории наполняют научную картину мира. Человек, который пытается убедить вас в том, что эволюция «всего лишь теория», путает второе значение с первым либо пытаясь намеренно ввести вас в заблуждение, либо просто по незнанию.

У теории в первом значении есть изящное название «гипотеза». Но лишь немногие люди пользуются этим словом на практике, потому что звучит оно всегда педантично, несмотря на вполне привычное слово «гипотетический». Ко второму значению ближе всего стоит слово «факт», однако в нем есть намек на завершенность, которая идет вразрез с сущностью науки. В науке факты всегда носят условный характер. Тем не менее, если факт хорошо обоснован, то есть относится к прекрасно проработанной и подтвержденной на практике теории, то доля его условности не так высока. Для его изменения требуются многочисленные доказательства, а само изменение нередко сводится к небольшой модификации.

Впрочем, время от времени случаются и настоящие революции например, создание теории относительности или квантовой механики. Но даже в этом случае предыдущие теории часто продолжают использоваться в той предметной области, где они остаются достаточно точными и эффективными. Для расчета траектории космических кораблей NASA в основном пользуется не теорией Эйнштейна, а динамикой Ньютона в сочетании с его же теорией гравитации. Исключение составляют навигационные спутники, входящие в систему GPS, так как для вычисления точных координат они должны учитывать релятивистскую динамику.

Наука едва ли не единственный тип человеческого мышления, который не только допускает подобный ревизионизм, но и активно ему способствует. Наука сознательно и намеренно ориентируется на Вселенную. В этом заключается смысл «научного метода». Наука устроена именно так, потому что ее первопроходцы смогли осознать хитрости, к которым прибегает человеческий разум, пытаясь убедить себя в истинности того, что он хочет видеть истинным, и вместо того, чтобы поощрять их или использовать в собственных интересах, предприняли контрмеры.

С точки зрения одного распространенного заблуждения научный метод в действительности не существует, потому что отдельные ученые продолжают упорно стоять на своем, несмотря на очевидные доводы против. Получается, что наука это всего лишь очередная система верований, так?

Не совсем. Ошибка состоит в том, что мы сосредотачиваемся на консерватизме и заносчивости отдельных людей, которые зачастую не соответствуют научным идеалам. Когда выясняется, что все это время они были правы, мы провозглашаем их гениями-одиночками; когда этого не происходит, мы забываем об их взглядах и идем дальше. Именно так действует научный метод. Отдельные личности сдерживаются, благодаря усилиям всех остальных ученых.

Достоинство этой системы заключается в том, что она продолжит работать, даже если беспристрастным научным идеалам не будет следовать ни один ученый. У каждого ученого могут быть свои предубеждения вполне вероятно, что в действительности так и есть, но научный процесс не отклонится от курса, сориентированного на Вселенную. Когда один ученый предлагает новую теорию или высказывает новую идею, другие ученые редко спешат поздравить его или ее с такой замечательной задумкой. Наоборот, они упорно стараются разнести ее в пух и прах. Как правило, ученый, предложивший новую идею, уже проделал это самостоятельно. Намного лучше найти ошибку самому, пока работа еще не опубликована, чем ставить на кон свою репутацию, когда ошибку заметит кто-нибудь другой.

Словом, можно объективно относиться к чужому труду, даже если вы субъективно относитесь к собственной работе. И значит, некое подобие хрестоматийного научного метода не создается усилиями отдельных людей. Оно возникает благодаря совместной деятельности целого сообщества ученых, сосредоточенных на поиске ошибок и улучшении существующих решений. Чтобы заметить ошибочное допущение, достаточно одного сообразительного ученого. Даже аспирант может опровергнуть слова нобелевского лауреата.

Если в будущем результаты новых наблюдений вступят в конфликт с тем, что, как нам кажется, известно сегодня, ученые после изрядного самокопания, упрямого консерватизма и множества ожесточенных споров пересмотрят свои теории, чтобы устранить возникшие препятствия. Это не означает, что они просто-напросто сочиняют все на ходу: каждое последующее уточнение должно соответствовать все большему числу наблюдений. Отсутствие полной уверенности может показаться недостатком, однако именно благодаря ему наука достигла такого успеха. Истинность утверждения о Вселенной не зависит от того, насколько сильно вы в него верите.

Иногда жертвой масштабной концептуальной ошибки может стать целое научное направление. Классический пример это «флогистон». Научная проблема, лежащая в его основе, состояла в объяснении тех изменений, которые происходят с веществами в процессе горения. Дерево, к примеру, выделяет дым и огонь, и превращается в пепел. Исходя из этого, возникла теория о том, что в процессе горения дерево испускает некую разновидность материи, «флогистон», и что именно из флогистона состоит огонь.

Во втором томе первого издания Энциклопедии Британника 1771 года издания, сказано: «Горючие вещества действительно содержат в своем составе элемент огня Этому виду материи химики дали любопытное название «флогистон», которое в сущности есть не что иное, как греческое слово, обозначающее горючее вещество Возгораемость вещества неопровержимо свидетельствует о наличии в нем флогистона» В этом же издании рассматриваются «элементы» земля, воздух, огонь и вода, а также приводится увлекательный анализ размеров Ноева ковчега, основанный на том, что в нем должно было поместиться всего лишь несколько сотен видов.

Когда в ходе изучения газов химики начали измерять массу веществ, они сделали открытие, которое поставило крест на теории флогистона. Несмотря на то, что пепел легче дерева, общий вес всех продуктов горения пепла, газа и особенно пара превышает вес первоначального куска дерева. В результате горения дерево становится тяжелее. И если оно действительно испускает флогистон, то вес флогистона выражается отрицательным числом. При должном воображении это не кажется таким уж невозможным, и даже могло бы найти применение в антигравитационных устройствах, если бы только было правдой, но это маловероятно. Открытие газообразного кислорода сыграло решающую роль: вещества горят только в присутствии кислорода, а в процессе горения поглощают кислород из окружающей среды. Идея флогистона оказалась ошибочным представлением об «отрицательном кислороде». Кстати говоря, кислород в течение некоторого времени называли «дефлогистированным воздухом».

Заметные изменения в общепринятой научной картине мира нередко сопровождают появление новых разновидностей экспериментальных данных. Одно из крупнейших изменений в нашем понимании звезд произошло после открытия ядерных реакций. До этого казалось, что звезды должны очень быстро исчерпать запасы горючей материи и погаснуть. А поскольку этого не наблюдалось, то природа звезд оставалась загадкой. Споры об удивительной способности Солнца поддерживать горение во многом сошли на нет, как только ученые поняли, что источником его света служат не химические, а ядерные реакции.

Кроме того, это открытие привело к изменению научных оценок возраста Солнечной системы. Если Солнце это огромный костер, который до сих пор не погас, значит, загорелось оно сравнительно недавно. Если же его поддерживают ядерные реакции, то Солнце может быть намного старше, и изучая эти реакции, его возраст можно рассчитать. То же самое касается и Земли. В 1862 году физик Уильям Томпсон (впоследствии лорд Кельвин) вычислил, что если теория «костра» верна, то внутреннее тепло планеты было бы исчерпано в течение 20-400 миллионов лет. В его расчетах не учитывались конвекционные потоки в мантии Земли, и когда в 1895 году Джон Перри принял их во внимание, возраст планеты был увеличен до 2–3 миллиардов лет. Вслед за открытием радиоактивности Джордж Дарвин и Джон Джоли в 1903 году обратили внимание на то, что Земля располагает собственным источником тепла, в основе которого лежит радиоактивный распад. Понимание физики радиоактивного распада привело к созданию весьма продуктивного метода, позволяющего оценивать возраст древних горных пород… и так далее. В 1956 году Клэр Кэмерон Паттерсон, опираясь на физику радиоактивного распада урана с последующим превращением в свинец, а также результаты наблюдений этих элементов в нескольких метеоритах, вывел оценку возраста Земли, которая считается общепринятой и в наше время: 4,54 миллиарда лет (Вещества, обнаруженные в метеоритах, возникли одновременно с планетами, но не были подвержены тем сложным процессам, которые имели место на Земле. Метеориты «замерзшая» летопись ранней Солнечной системы).