И тогда политика превращается в арену, где Джордж Буш набирает очки, объявляя о своем редком постоянстве: дескать, он в детстве не любил брокколи и теперь, став президентом, тоже ни за что не будет ее есть.
Научный метод: основные положения
Итак, мы установили, что ученым полезно менять свою точку зрения. Давайте теперь подробнее рассмотрим, как именно ученые пытаются отыскать истину.
Научный метод – это подход к получению знаний и пониманию окружающего мира. Несмотря на свое название, он часто применяется и в других сферах, помимо науки.
Основы научного метода заложил английский политик и ученый Фрэнсис Бэкон, живший в XVI–XVII вв.[13] Для понимания предмета он рекомендовал собрать как можно больше информации, а затем постараться выработать несколько общих принципов. После этого следует проверить общие принципы, чтобы получить объяснение. После выведения нескольких групп общих принципов их можно объединять в качестве основы следующего этапа исследования. Такой подход носит название индукции.
На практике индукция оказалась полезным, но безнадежно утомительным процессом, и начиная с XVIII в. ее уже практически никто не использовал. Важно отметить тем не менее, что изобретенный Бэконом способ – приобретать знания посредством скрупулезного формального подхода был значительно лучше, к примеру, чем полагаться на интуицию или делать поспешные выводы.
В XIX в. люди разработали иную модель, более приближенную к той, которой мы пользуемся сегодня. Она носит название гипотетико-дедуктивного метода и включает несколько этапов:
• Изучить соответствующий феномен – собрать доказательства.
• Продумать, каким образом можно объяснить данный феномен, – сформулировать гипотезу.
• Представить дедуктивный вывод о вытекающих из нее следствиях – сделать прогнозы на основании гипотезы.
• Провести эксперименты с целью подтверждения прогнозов.
• Если прогнозы подтверждаются, ученые заключают, что гипотеза верна.
Рассмотрим этот метод в действии.
• Изучая ночное небо, вы замечаете, что звезды движутся по нему, и понимаете: либо небеса вращаются вокруг Земли, либо вертится сама Земля – собираете доказательства.
• Вы предполагаете, что вращается Земля – выдвигаете гипотезу.
• Пораскинув как следует мозгами, вы прибегаете к дедукции: если вращается Земля, то жидкости должны закручиваться при стоке в относительно узкие отверстия – делаете прогноз.
• Когда в следующий раз вы посещаете туалет, то проверяете этот прогноз – и voilà! – эксперимент подтвердил, что гипотеза верна.
Карл Поппер, философ XX в., выявил несовершенство гипотетико-дедуктивного метода: ведь, строго говоря, последний шаг означает, что гипотеза не является ложной, а не то, что она является истиной. Совершенная гипотеза должна, следовательно, включать не только эксперимент, который может ее подтвердить, но также и проверку, которая способна ее опровергнуть. На практике добиться такого довольно трудно, поэтому ученые обычно удовлетворяются в случае, если гипотеза подтверждается множеством различных экспериментов или, что еще лучше, если независимые исследователи приходят к одинаковому выводу.
После того как гипотеза выдерживает все проверки, она получает статус теории. В отличие от математики, естественные науки не оперируют абсолютными доказательствами, поскольку теории постоянно меняются или хотя бы дорабатываются по мере поступления новых, более убедительных доказательств, однако теория, которую поддержало большинство ученых, работающих в соответствующей области[14], максимально приближена, если говорить научными терминами, к доказанному факту.
В повседневной жизни мы тоже используем слово «теория»: «Есть у меня теория, что Меган Фокс получит "Оскар"». Однако в науке в это понятие вкладывается куда более серьезный смысл. Неумение людей различать эти два значения нередко используется брехунами. Как часто вам доводилось слышать от креационистов, что теория эволюции посредством естественного отбора – всего лишь «теория»? Ситуация усугубляется еще и тем, что сами ученые частенько употребляют это слово, говоря о гипотезе (теория струн, к примеру, до сих пор остается лишь гипотезой). К тому же они нередко используют его в бытовом смысле, как и все остальные.
Давайте также уточним, что мы подразумеваем под словом «прогноз», говоря о научном методе. Один из самых впечатляющих научных прогнозов всех времен сделал английский астроном Эдмунд Галлей, который в 1705 г. указал, что комета, которую можно было наблюдать в 1682 г., возвратится в 1758 г. В своем прогнозе он основывался на закономерностях, которые прослеживались в исторических описаниях комет: промежутки времени между их появлениями оказались кратными 76 годам. Галлею пришло в голову, что это, должно быть, одна и та же комета, и, руководствуясь теорией гравитации, разработанной его другом Исааком Ньютоном, ученый мог с уверенностью утверждать, что данный объект обращается по орбите вокруг Солнца.
Легко подумать, что все научные прогнозы подобны этому: они связаны с тем, что произойдет в будущем. В каком-то смысле так оно и есть, однако событие, которое должно случиться в будущем, может оказаться открытием того, что имело место в прошлом. Когда Чарльз Дарвин работал над теорией эволюции, он допускал трудности в обнаружении ископаемых переходных форм – окаменелостей или организмов, занимающих промежуточные позиции между установленными видами. Но согласно прогнозам самого Дарвина, если его теория верна, некоторые из них вполне могут быть обнаружены.
Надо отметить, что ученый проявил чрезмерную осторожность. Со времен Дарвина было найдено множество ископаемых переходных форм. Посмотрите статью «Список ископаемых переходных форм» в Wikipedia и убедитесь, насколько он длинный, а ведь, как утверждают биологи, список этот еще может быть пополнен![15] Наиболее известным, вероятно, является археоптерикс – вымершее позвоночное, занимающее промежуточное положение между крылатыми динозаврами и современными птицами. Еще один известный пример – тиктаалик, обнаруженный в 2004 г. и представляющий собой переходное звено между рыбами и наземными позвоночными.
