Что приводит к революционным изобретениям? Какую роль играет случай в научных открытиях? На примерах из физики и биологии Майкл Стревенс объясняет, как наблюдения и эксперименты помогли различным научным школам и направлениям создавать свои теории и методы, формируя современные взгляды на науку. Он подчеркивает важность научного метода, критического мышления и способности теорий предсказывать и объяснять явления.
Из увлекательного исследования Майкла Стревенса вы узнаете:
– Почему древние цивилизации, несмотря на свои великие достижения, не создали современную науку?
– По каким причинам была столь успешна наука XVII и XVIII веков?
– Как политические и религиозные конфликты способствовали научному прогрессу?
– Каким образом красота и симметрия могут влиять на научные гипотезы и их принятие в научном сообществе?
– Как личные убеждения и корпоративные традиции влияют на интерпретацию данных?
Исследуя историю разных областей знания, Майкл Стревенс предлагает интересное объяснение, почему наука стала такой могущественной, хотя ее развитие заняло много веков.
В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.
v 1.0 – создание fb2 – (Alesh)
Michael Strevens
The Knowledge Machine
How Irrationality Created Modern Science
Copyright © 2020 by Michael Strevens
© Сысоева И., перевод на русский язык, 2025
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2025
Если бы вы перенеслись в какую-нибудь случайным образом выбранную историческую эпоху, вероятно, вам пришлось бы собирать зерна, охотиться на свирепых зверей с грубо выструганным копьем, жить в сырой пещере и спать на голой земле.
Если бы вам повезло немного больше, вы могли бы оказаться богатым греком времен Александра Македонского и одним из первых вкусить плоды высокой греческой культуры: послушать стихи Гомера и Сапфо, посмотреть в театре пьесу про Эдипа, нанять музыканта, чтобы исполнить серенаду своим друзьям после ужина. Скорее всего, вы жили бы в городе, где порядок опирается не на право сильного, а на систему законодательства и судопроизводства. Сам же город был бы построен архитекторами и скульпторами, возводившими античные чудеса света. Кроме того, город управлялся бы в соответствии с одной из политических моделей, сохранившихся до наших дней: монархией, олигархией или демократией. Наконец, при желании вы могли бы подробно изучить философию или геометрию.
Тем не менее вскоре вы заметили бы, что кое-чего не хватает даже в этом царстве культуры. Рентген, микрохирургия, радио и телерепортажи со всего мира – всего этого нет на античном средиземноморском побережье. Но в первую очередь отсутствует там то, что делает возможными нашу передовую медицину, транспорт и телекоммуникации: машина по производству знаний, которую мы называем современной наукой.
Человеческой цивилизации уже несколько тысячелетий. Машине знаний – всего несколько веков. Почему же прошло так много времени, прежде чем она появилась на свет?
Нельзя сказать, что древние люди не пытались понять мир. Около 580 года до нашей эры греческий философ Фалес посмотрел из портового города Милета в синеву Эгейского моря, в летнюю дымку, где море незаметно сливается с небом, и предположил, что все в конечном счете состоит из воды. Его ученик Анаксимен не согласился и заявил, что основное вещество – это воздух. Несколько десятилетий спустя уроженец Сицилии Гераклит предположил, что первоосновой всех вещей является огонь. Вернувшись в Милет, Анаксимандр – еще один малоизвестный ученик Фалеса – выдвинул гипотезу о том, что все вещи состоят из невидимого вещества с неограниченным потенциалом, которое он назвал апейроном, или «безграничным».
Хотя эти мыслители, их современники и последователи – китайские ученые, исламские врачи, средневековые европейские монахи – деятельно и искусно защищали свои гипотезы, ни одна из их идей не могла взять верх над другими. Исследуя глубинную структуру природы, они внесли неизмеримый вклад в копилку блестящих открытий человечества, но практически не помогли развитию науки.
Причина проста. У античных и средневековых исследователей, когда им случалось натолкнуться на правильную идею, было крайне мало возможностей доказать свою правоту и взять верх над конкурентами. Ко времени распада Западной Римской империи, в V веке нашей эры, уже были выдвинуты почти все возможные гипотезы об отношениях между Землей, планетами и Солнцем: и что планеты и Солнце вращаются вокруг неподвижной земли; и что Земля вместе с планетами вращается вокруг неподвижного Солнца (как предположил греческий философ Аристарх в III веке до нашей эры); и что планеты – все сразу или же только некоторые – вращаются вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг Земли (эту идею выдвинули независимо друг от друга представители разных народов: древние римляне и индийцы). Однако выбрать из множества теорий верную и доказать ее удалось лишь через тысячу лет после падения Рима.
Этот грандиозный шаг вперед был сделан между 1600 и 1700 годами, в ту эпоху, когда эмпирические исследования превратились из вольнодумного, спекулятивного безумия в нечто качественно иное – в предтечу машины знаний. Управление этой машиной имело четкие алгоритмы, в соответствии с которыми теории подвергались безжалостному анализу и тщательной проверке фактами. Одни теории проходили эту проверку, другие разрушались, порой машина знаний меняла курс или давала задний ход, но в долгосрочной перспективе она отчетливо стремилась вперед. Там, где когда-то Фалес обозревал горизонт и видел воду, наши радиотелескопы, нацеленные в далекий космос, видят темную материю.
Именно вследствие внезапного изменения темпа и формы научных открытий историки называют произошедшее научной революцией, а философы и социологи определяют то, что произошло после революции, как принципиально новый способ мышления. При этом они отделяют «современную науку» от того, что ей предшествовало, то есть античной и средневековой науки, а также «философии природы» или «натурфилософии». Натурфилософия, предшественница и прародительница научной революции, сохранив античную методичность, освоила творческий подход современной науки и постепенно наработала способы обращения с эмпирическими доказательствами. Но чего-то, кажется, не хватало.
Из-за чего же так происходило? Почему, после того как философия, демократия и математика вломились в двери сознания древних мыслителей, наука на несколько веков и даже тысячелетий задержалась на пороге? Почему древние вавилоняне не вывели на околоземную орбиту обсерваторию для исследований в невесомости; китайцы не построили ускорители частиц на заливных лугах вдоль реки Хуанхэ; племена майя не выращивали генетически модифицированную кукурузу на Юкатане; древние греки не разрабатывали вакцины против гриппа и не пересаживали сердца?
В разное время в разных местах происходили революции и реформы, декларировались новые права и свободы. Но наука до определенного момента замерла недвижно. Современная наука не родилась в демократических Афинах, ее придумал не Аристотель. Не смогла она развиться и в Китае тысячу лет назад, несмотря на сплоченность его нации, научные традиции и технологическое мастерство. Ни исламской, ни европейской медицине не удалось стать подлинно научной. Майя, ацтеки, инки; Корё и Кхмерская империя Камбоджи; Индия времен империй Маурьев и Великих Моголов – мы восхищаемся их храмами и пирамидами, их танцами и театральными постановками. Но все эти культуры, богатые, могущественные и высоко развитые, в равной степени не являются изобретателями науки.
Таким образом, продолжительное существование мира без науки нельзя объяснить каким-то исключительным ходом событий или сочетанием обычаев и обстоятельств. Оно охватывает демократии и диктатуры, восток и запад, язычников и монотеистов. Кажется, что в самой природе науки есть что-то такое, что человечеству трудно принять.
В этом, я думаю, и заключается ответ: наука – это чужеродная мыслеформа. Чтобы понять ее позднее появление, нам нужно внимательно взглянуть на присущую научному методу странность.
Первый шаг – изучить методы и правила, которыми руководствуется современная наука, и объяснить ее способность устанавливать достоверность тех или иных фактов. Несложная задача, подумаете вы. Занятия наукой имеют хорошо известные алгоритмы, одинаковые во всех уголках земного шара. Им следует каждый университет, каждое исследовательское учреждение, каждая промышленная лаборатория. Казалось бы, можно обратиться туда напрямую и задать несколько вопросов. Сами ученые расскажут, что такое наука и как она функционирует.
Однако получить удовлетворительный ответ окажется не так уж и просто. Некоторые ученые утверждают, что сутью науки является контролируемый или повторяемый эксперимент, забывая, что эксперименты относительно малоприменимы в космологии или эволюционной биологии. Некоторые уверены, что решающее значение имеют передовые математические методы, забывая, например, что первооткрыватели генетики не использовали сложную математику вовсе. Некоторые полагают, что важнее всего наблюдение. Этот ответ и вовсе лишен какой бы то ни было определенности. Древнегреческие естествоиспытатели на протяжении веков стремились объяснить то, что видели вокруг себя, но так и не прикоснулись к тайне современной науки.
Если провести опрос среди ученых, можно обнаружить, что они очень хорошо знают, как применять свои методы, но не могут объяснить, что именно в этих методах действительно важно и почему.
А как насчет других ученых, изучающих природу самой науки – историков, социологов и философов науки? Их ответы тоже будут очень разными. В самом деле, вопрос о научном методе – одна из самых трудных задач современной мысли.
Следствием этого вопроса стал спор, который иногда затухал, а иногда разгорался с новой силой на протяжении сотни лет, – великий спор о методах. Великие мыслители пытались описать научный метод, но приходили к совершенно противоположным выводам.
Еще больше озадачивает то, что многие люди, внимательно исследовавшие науку, пришли к выводу, что такой вещи, как научный метод, не существует. На вопрос, что нового в современной науке, что изменилось в ходе научной революции, они отвечают: «Практически ничего» – или, как заявил социолог Стивен Шейпин, «такой вещи, как научная революция, попросту не было». Спустя три столетия после того, как Ньютон объяснил, почему планеты вращаются вокруг Солнца, природа науки, как писал философ науки Пол Фейерабенд, «по-прежнему окутана тьмой».
В эту тьму окунется и моя книга – «Машина знаний», – в поисках просветления среди путаницы конкурирующих картин мира и скептицизма в отношении научного метода. Она будет спорить с такими философами, как Карл Поппер, считавший, что научный метод зависит от определенного вида логики, применяемой мыслителями с правильным темпераментом, и Томас Кун, считавший, что речь идет скорее об особом виде социальной организации, порождающей могущество науки. Она будет противостоять социологам, таким как Стивен Шейпин, которые считают, что никакого научного метода не существует вовсе. И в конечном счете выдвинет свое предложение о характере метода.
Есть множество причин присоединиться к спорам о Великом методе. Наука настолько важна для качества нашей современной жизни, что даже если бы научный метод оказался чем-то довольно скучным и ничем не примечательным – скажем, не более чем способом применения конкретных инструментов, – все равно было бы необходимо найти его и изложить в книге.
Однако эту книгу я бы писать не стал. Что меня действительно восхищает в науке – так это то, что ее правила такие неожиданные, такие неинтуитивные, такие странные. Я считаю, что именно это свойство объясняет столь позднее появление науки. Даже если оставить в стороне увлекательный вопрос о неспешности развития науки, странность научного метода сама по себе представляет собой крайне любопытное зрелище. И именно для того, чтобы вместе со мной насладиться этим зрелищем, я предлагаю вам прочитать мою книгу.
Как только я начну говорить о том, что лежит в корне современной науки, вы поймете, почему машине знаний было так трудно появиться на свет. Те, кто искал научный метод, – методисты, – пытались найти логическую и поведенческую директиву, которая вычеркнула бы человеческую прихоть из научной мысли, заменив ее стандартизированным протоколом или процедурой оценки теорий в свете фактов, объясняющих колоссальные достижения науки. Однако правила, управляющие наукой и объясняющие ее успех, гораздо менее строги, чем предполагали методисты: они сообщают вам, что считать свидетельством, но не предлагают системы для интерпретации этого свидетельства. В самом деле, они вообще ничего не говорят о значении доказательств.
Кроме того, правила никак не определяют содержание голов ученых, как бы этого ни хотелось методистам. Правила не предписывают ученым, что думать в частном порядке, они всего лишь регулируют публичные споры. Это не метод рассуждений, а своего рода речевой код, регламент дебатов, заставляющий ученых вести споры, вооружившись ссылками на эмпирические данные.
Это объясняет, почему старания методистов оказались бесплодны. Они попросту искали не то и не там.
Как можно объяснить возможность науки совершать открытия каким-то набором формальных правил? Правила могут определять, что признавать свидетельствами, а что не может таковыми считаться; но не существует правил, которые обязали бы всех ученых интерпретировать свидетельства неким единственно правильным образом. Ученые вольны думать о связи между фактами и теорией почти все, что им заблагорассудится. Но если они хотят участвовать в научном процессе, то должны отыскать или создать новые доказательства, с которыми можно спорить. Именно так они в конечном счете и поступают – и с немалым энтузиазмом.
Итоговая производительность очень важна: наука – машина, мотивирующая спорящих людей проводить утомительные измерения и ставить дорогие и трудоемкие эксперименты, которые в противном случае они делать бы не стали. Именно эти эмпирические данные, которые так мучительно собирать, выделяют истину из всего, что похоже на нее, но ею не является. В конечном счете доказательств накапливается достаточно, чтобы почти каждый ученый, какими бы ни были его тезисы, предубеждения и предрассудки, соглашается со значимостью доказанных фактов: одна достоверная теория стоит выше сотни других, не настолько обоснованных.
Невзрачный на первый взгляд кодекс поведения, научное обоснование, опирающееся на доказательства, которое и составляет метод, необходимый науке для того, чтобы заставить человечество неуклонно продвигаться к истине, заслуживает громкого имени. Я называю его железным правилом объяснения. Большая часть «Машины знаний» посвящена рассказу о том, откуда взялось железное правило, в чем оно заключается и какими средствами ведет науку к просветлению. Это будет моя попытка разрешить спор о методе. И если мое мнение верно, то из этой книги вы узнаете, как на самом деле работает наука.
Вы также найдете ответ на мой вступительный вопрос и узнаете, почему человечеству потребовалось так много времени, чтобы открыть для этого железное правило. Я не буду объяснять запоздалое появление науки рассказом об истоках научной революции. Меня интересуют все те места и времена, когда человечество благоденствовало, но науке не удавалось появиться. Ее отсутствие должно объясняться чем-то вечным: железное правило, ключ к успеху науки, необоснованно ограничено. Оно прекрасно работает, но со стороны выглядит крайне нерациональным способом исследовать лежащую в основе структуру вещей. У древних греков были поэзия, музыка, драма, философия, демократия, математика – все это выражение и возвышение человеческой природы. Наука, напротив, требует от своих адептов подавления человеческой природы, более того, подавления высшего элемента человеческой природы: рационального разума. Кто из греческих философов мог предположить, что именно это и есть путь к безграничному познанию мира? Удивительно не то, что наука появилась так поздно, а то, что она вообще появилась.
Таким образом, к концу книги я отвечу на два важных вопроса, один философский, второй – исторический:
1. Как работает наука и почему она так эффективна?
2. Почему наука появилась так поздно?
Ответом на первый, философский вопрос будет уже упомянутое мной железное правило. На второй – иррациональность этого правила, так долго препятствовавшая встрече науки и человеческого сознания.
Исследование интеллектуальной, этической и социальной структуры науки, отвечающее как на философские, так и на исторические вопросы, составляет большую часть «Машины знаний», но ближе к концу я поддался искушению заняться чем-то более похожим на обычную историю, объясняя, почему наука все-таки появилась в конкретном месте в конкретное время – в Европе XVII века. Затем я позволил себе прокомментировать влияние иррациональности железного правила на облик современной науки и задался вопросом, как мы можем наилучшим образом поддерживать и даже улучшать машину знаний, чтобы и впредь извлекать выгоду из ее мощи и потенциала – и не в последнюю очередь, чтобы спасти себя от некоторого хаоса, творящегося на нашей планете.
«Машина знаний» может многое сказать в пользу науки. Она призвана защищать научное исследование от тех, кто сомневается в его способности находить истину, от фундаменталистов, постмодернистов, романтиков, спиритуалистов, философских скептиков. Могущество науки покоится на твердом основании фактов.
Однако ровно те же аргументы и объяснения показывают, насколько своеобразной, а порой и бесчеловечной может быть машина знаний. Она выполняет свою работу не вопреки, а благодаря присущему ей сочетанию бессмыслицы, ограниченности и систематической иррациональности. Неудивительно, что человечество так долго не хотело запускать ее.
Моя история начинается со спора о методе, когда два выдающихся философа науки XX века – Карл Поппер и Томас Кун – изложили противоположные взгляды на механизм, лежащий в основе способности науки создавать знания. Ни один из них не был прав. Но просеивая фрагменты знаний и рассуждений, я разыщу основу, на которой можно построить лучшую теорию науки.
В 1942 году Карл Поппер раскапывал кости гигантской вымершей птицы, огромного моа, недалеко от Крайстчерча в Новой Зеландии. Должность преподавателя философии в пяти тысячах километров к северу от Антарктиды стала для него убежищем от гитлеровских армий, которые четыре года назад вошли в его родную Вену.
В свободное от раскопок время он усердно работал над трактатами, осуждающими тоталитаризм как в нацистской, так и в коммунистической формах, которые увидят свет в конце войны. Политический и социальный хаос XX века, по мнению Поппера, показал, что прогресс любого рода может состояться только посредством энергичного применения высших форм критического мышления. Беженец из Австрии во главу угла ставил научное исследование – возможно, единственный, как он писал, вид человеческой деятельности, «в котором ошибки систематически критикуются и довольно часто со временем исправляются». Поэтому большая часть его жизни была посвящена исследованию рациональных основ науки, опубликованных в его монументальном труде «Логика научного исследования».
Идеи, изложенные в этой книге, изменили представления поколений физиков, биологов, экономистов и философов о научном методе. После того как Поппер в 1946 году возвратился из Новой Зеландии и занял должность в Великобритании, его избрали членом Королевского общества, королева Елизавета II посвятила его в рыцари, а кроме того он стал лауреатом Нобелевской премии. По словам биолога сэра Питера Медавара, Поппер был «лучшим и величайшим философом науки».
Попперу, родившемуся в 1902 году, исполнилось 12 лет в тот день, когда Австро-Венгрия объявила войну Сербии, начав Первую мировую войну, а совершеннолетним он стал в последовавшие за этом годы нищеты и социальных потрясений. «Военные годы и их последствия, – писал он позже, – были во всех отношениях решающими для моего интеллектуального развития. Они заставляли меня критиковать общепринятые мнения, особенно политические». Также он писал:
«Голод, голодные бунты в Вене и безудержная инфляция… разрушили мир, в котором я вырос… Мне было чуть больше шестнадцати, когда закончилась война, а австрийская революция подтолкнула меня навстречу собственному мятежу. В конце 1918 года я решил бросить школу, чтобы учиться самостоятельно… Еды не хватало; что касается одежды, то большинство из нас могли позволить себе только ношеную армейскую форму… Мы изучали, а затем обсуждали политику».
На несколько месяцев Поппер связался с коммунистами – лишь для того, чтобы обезопасить себя после демонстрации, закончившейся гибелью нескольких протестующих. По мнению самого Поппера, повинны в этих смертях были в равной мере жестокость полиции и агрессия самих демонстрантов.
Однако он оставался социалистом и примерно в 1919 году решил заняться физическим трудом. В то время он занимался репетиторством со студентами американского университета. Эксперимент с «синими воротничками» закончился плохо: Поппер, по своим собственным словам, был слишком слаб, чтобы владеть киркой, и слишком увлечен философскими идеями, чтобы справляться с кропотливой работой краснодеревщика. Забросив свои бесплодные попытки, он стал социальным работником и начал ухаживать за беспризорниками. Немного позже он расстался и с идеалами социализма, рассуждая о том, что, хотя и свобода, и равенство очень желательны, иметь и то, и другое одновременно невозможно – и, в конце концов, «свобода важнее равенства».
Рисунок 1.1. Полицейские пытаются успокоить демонстрантов-коммунистов в Вене, июнь 1919 года
В том же году Поппер услышал лекцию Эйнштейна о новой теории относительности: «Я помню только, что был ошеломлен. Это оказалось совершенно за гранью моего понимания». Но сильнее всего его поразила готовность Эйнштейна подвергнуть свою теорию эмпирическим проверкам, которые могли бы ее опровергнуть:
«Таким образом, к концу 1919 года я пришел к заключению, что научная установка – это позиция, нуждающаяся не в подтверждении, а в критике; в тестах, которые могли бы
Идея опровержения и стала отправной точкой для теории Поппера.
Эта идея впервые была сформулирована эдинбургским философом Дэвидом Юмом в 1739 году, в первые десятилетия шотландского Просвещения в виде философской загадки. Представьте себе Адама, размышлял Юм, впервые проснувшегося в Эдеме – обнаженного, одинокого, совершенно не испорченного никаким знанием. Блуждая по дремучему лесу, он делает свои первые открытия: огонь жжется, фрукты питательны, в воде можно утонуть. Или, точнее, он делает какие-то частные наблюдения: обжигает пальцы; обнаруживает, что одни фрукты утоляют голод лучше, чем другие; видит, как некое животное тонет в реке. Затем он обобщает все это, используя нехитрые умозаключения: лучше всего держаться подальше от огня, утолять голод определенными плодами и так далее. Такого рода обобщение опыта называется индуктивным умозаключением, или индукцией.
Что, спрашивал Юм, оправдывает эти обобщения? Почему логично предположить, что если огонь обжег вас один раз, то сделает это снова? Юм ни в коем случае не предлагает изо дня в день «пробовать» огонь: ему просто любопытно, в чем причина того, что вы не стремитесь к повторению опыта.
На невинный вопрос Юма есть очевидный ответ: вещи имеют свойство вести себя одинаково во все времена – по крайней мере, большинство вещей большую часть времени. Огонь одинаково обжигает изо дня в день. Таким образом, не имея никакой другой информации для предсказания последствий пожара в будущем лучше всего обобщать те эффекты, которые вы уже видели. Иными словами, практика индукции оправдывается обращением к универсальной тенденции к регулярности или единообразию в поведении вещей. Юм обдумал этот ответ и сказал: «Да. Но что оправдывает вашу веру в единообразие? Почему вы думаете, что эффекты огня фиксированы? Почему вы думаете, что поведение вещей повторится?»
На этот вопрос тоже есть очевидный ответ. Мы думаем, что поведение в будущем будет таким же, как и в прошлом, потому что по нашему опыту оно всегда было одним и тем же. Таким образом, мы оправдываем нашу веру в единообразие, говоря, что если природа всегда вела себя одинаково в прошлом, логично ожидать, что она останется таковой и в будущем.
Но это, как заметил Юм, само по себе является разновидностью индуктивного мышления, проецирующего прошлое на будущее. Мы используем индукцию, чтобы оправдать индукцию. Это просто замкнутый круг. Змея проглатывает собственный хвост.
Но при этом Юм полагал, что заменить индуктивное мышление нечем. Он был философским скептиком: полагал, что все те умозаключения, которые так важны для нашего дальнейшего существования – что есть или чего опасаться – в основе своей безосновательны. Но, как и многие скептики, он был консерватором и советовал и дальше использовать индукцию в повседневной жизни, не задавая неудобных философских вопросов. Английский философ Бертран Рассел, писавший о Юме двести лет спустя, не мог принять этот философский квиетизм: если индукция не может быть подтверждена, писал он, «нет интеллектуальной разницы между здравомыслием и безумием». Мы закончим, как древнегреческий скептик, который, упав в канаву, отказался вылезать, потому что из всех его знаний следовало, что его будущая жизнь в грязи будет ничуть не хуже, а может быть, и намного лучше, чем вне канавы. Или, как выразился Рассел, наша позиция не будет отличаться от позиции «сумасшедшего, который считает себя яйцом пашот».
При этом общепризнанного обоснования индукции не существует. Поппер не видел иного выхода, кроме как принять аргумент Юма; однако, в отличие от Юма, он пришел к выводу, что мы должны полностью отказаться от индуктивного мышления. Наука, претендуя на рациональность, не должна рассматривать тот факт, что, скажем, огонь был достаточно горячим, чтобы обжечь человеческую кожу в прошлом, как основание быть уверенным, что он будет достаточно горячим, чтобы обжечь кожу в будущем. Или, другими словами, тот факт, что огонь обжигал нас в прошлом, никоим образом не может считаться «доказательством» гипотезы о том, что он обожжет вас в будущем. В самом деле, наука не должна никоим образом использовать понятие «доказательства». Таким образом, не может быть никаких доказательств гипотезы о том, что Земля вращается вокруг Солнца (поскольку это подразумевает, что Земля в будущем продолжит вращаться вокруг Солнца); никаких доказательств теории всемирного тяготения Ньютона; нет доказательств теории эволюции; никаких фактических доказательств ничего, что мы когда-либо называли «теорией».
Это могло бы показаться как раз тем безумием, которого боялся Рассел. Но Поппер не считал себя яйцом пашот. Он считал, что наука может заменить индуктивное мышление, в котором усомнился Юм. Может не быть доказательств в пользу теории, но возможно – и здесь Поппер вспомнил свое юношеское удивление Эйнштейном в 1919 году – свидетельство против теории. «Если красного смещения спектральных линий из-за гравитационного потенциала не будет, – писал Эйнштейн об одном явлении, предсказанном его идеями, – то [моя] общая теория относительности окажется несостоятельной». Как видел Эйнштейн, мы можем точно быть уверены, что любая теория, делающая ложные предсказания, ложна. Иными словами, истинная теория всегда будет делать верные предсказания; ложные предсказания могут исходить только от лжи. Чтобы понять это, не нужно никаких предположений о единообразии природы.
Если теория говорит, что комета снова появится через 76 лет, а она не появляется, то с этой теорией что-то не так. Если в ней говорится, что вещи не могут двигаться быстрее скорости света, но вдруг выясняется, что некоторые частицы весело скачут с гораздо большими скоростями, то с теорией что-то не так. А если ваша теория говорит, что вы – яйцо пашот, но вы в какой-то момент обнаруживаете, что бродите по лондонским улицам в нескольких километрах от ближайшего заведения, где подают завтрак, то и эта теория неверна. Расселу не стоило волноваться. В отличие от индуктивного мышления, здесь мы имеем дело с прямой, неопровержимой логикой.
Такова логика, согласно Попперу, которая движет научным методом. Наука собирает доказательства не для подтверждения теорий, а для их опровержения – чтобы исключить их из рассмотрения. Работа ученых состоит в том, чтобы пройтись по списку всех известных теорий и исключить как можно больше, или, как назвал это Поппер, «фальсифицировать» их.
Предположим, что вы накопили много доказательств и отбросили множество теорий. Однако из теорий, которые остались в списке, нельзя, по мнению Поппера, выбрать наиболее верную: «Научные теории, если их не фальсифицировать, навсегда остаются… предположениями». Независимо от того, сколько верных предсказаний сделала теория, у вас не больше оснований верить ей, чем любой из ее неопровергнутых альтернатив.
Иногда говорят, что Поппер (например, в Новом Оксфордском американском словаре) утверждал, что ни одна теория не может быть окончательно доказана как истинная. Однако он придерживался еще более радикальной точки зрения: он считал, что из теорий, которые еще не были окончательно опровергнуты, у нас нет абсолютно никаких оснований верить одной, а не другой. Дело не в том, что даже лучшая теория не может быть окончательно доказана; более того, не существует такой вещи, как «лучшая теория», есть только «выжившая теория», и все выжившие теории равны. Таким образом, с точки зрения Поппера, нет смысла пытаться собрать доказательства, поддерживающие одну из неопровергнутых теорий.
Следовательно, ученые должны посвятить себя сокращению количества выживших теорий, опровергая как можно больше тезисов. Научное исследование – это, по сути, процесс опровержения, а ученые – опровергатели и разоблачители. Попперовская логика исследования требует от научного сообщества убийственной решимости. Увидев теорию, их первая мысль должна заключаться в том, чтобы понять ее, а затем уничтожить. Только в том случае, если ученые всецело сосредоточатся на истреблении спекуляций, наука будет прогрессировать.
Ученые – одновременно и созидатели, и разрушители: важно, чтобы они как можно тщательнее исследовали мир и создали как можно больше теорий. Но в определенном смысле они создают свои теории лишь для того, чтобы разрушать: каждое новое теоретическое изобретение станет мишенью для шквала экспериментов, служащих единственной цели: отклонить эту теорию как можно скорее. Фаворитов быть не может. Ученые должны одинаково относиться к собственным теориям и к чужим, делая все, что в их силах, чтобы показать, что их собственный вклад в науку ничуть не больше, чем вклад любого другого. Они должны стать чудовищами, пожирающими собственные мозги.
Это бойня, это массовое уничтожение гипотез. Тем не менее Поппер, переживший две мировые войны, считал, что такое уничтожение необходимо для человеческого прогресса:
«Пусть наши домыслы… умирают вместо нас! Мы все еще можем научиться убивать теории вместо того, чтобы убивать друг друга».
Быть творческим исследователем новых теоретических возможностей и безжалостным критиком, разоблачающим ложь, где бы она ни была обнаружена, – таков идеал Поппера. Ученые одновременно воины-эмпирики и интуитивные творцы, сочетающие в себе оригинальность и открытость новым идеям с интеллектуальной честностью, которая во главу угла возводит недоверие.
Таким образом, настоящий ученый должен быть стойким, но чутким, строгим, но с широким кругозором, страстным, смелым и в придачу обладать богатым воображением. Кто бы не хотел таким быть? Поэтому многие ученые по уши влюбились в идею фальсифицируемости гипотез. «В науке есть только один метод, и это метод Поппера», – провозгласил космолог Герман Бонди, объявив Поппера однозначным победителем в дебатах о Великом методе. Выдающийся нейробиолог Джон Экклс писал: «Я узнал от Поппера идею, которая стала для меня сутью научного исследования – как быть и творческим, и изобретательным при создании гипотез, а затем оспаривать их с предельной строгостью».
Изречения Поппера изобилуют не только философскими панегириками, но и практически применимыми тезисами, особенно относительно текущего положения дел послевоенной Британии, где Поппер обосновался. Пытаясь подорвать работу нейроэндокринолога Джеффри Харриса в 1954 году, анатом Солли Цукерман заявил, что научная гипотеза «рушится в тот момент, когда доказано, что она противоречит хотя бы одному из фактов, для объяснения которых предназначена». Затем он выставил напоказ мозг хорька, который, как он предполагал, уничтожит карьеру Харриса.
Вклад Поппера в философию науки хорошо известен многим ученым и любителям науки. Я часто задаюсь вопросом, понимают ли они при этом, насколько своеобразный взгляд на логику науки лежит в ее основе – взгляд, в рамках которого никакое количество свидетельств не способно дать вам больше оснований верить теории, чем в момент ее зарождения. Согласно этой точке зрения, индукция – ложь, и у нас нет никаких оснований полагать, что будущее будет похоже на прошлое, что Вселенная всегда будет играть одни и те же три ноты, а не менять мелодию спонтанно для полной неузнаваемости.
Однако остальные философы науки по большей части находят в своей картине мира место для индукции. Некоторые полагают, что проблема Юма должна иметь решение, то есть должен существовать некий философский аргумент, показывающий, что в определенных отношениях природа достаточно однородна и предсказуема. Но мыслитель, способный распутать юмовскую головоломку, нам пока так и не явился. Некоторые, подобно самому Юму, верят, что у этой задачи вовсе нет решения, однако нам все-таки следует мыслить индуктивно и далее, несмотря ни на что – как в науке, так и в повседневной жизни. Большинство людей соглашаются, что индукция необходима для человеческого существования. Так почему же Поппер считал иначе?
Возможно, есть подсказка в истории Ханса Райхенбаха, профессора философии, работавшего в Берлине в начале 1930-х годов. Как и Поппер, Райхенбах бежал в англоязычный мир, когда его родина утонула в пучине тоталитаризма. Райхенбах не слишком задумывался о загадке Юма и о том, что будущее может не походить на прошлое до 1933 года. Но затем нацисты сожгли Рейхстаг, взяли под контроль Берлинский университет и уволили многих еврейских профессоров и сотрудников, включая Райхенбаха. Говорят, что в этот момент Райхенбах заметил, что наконец понял проблему индукции.
Райхенбах, Поппер и многие их единомышленники, бежавшие из обезумевшей Центральной Европы в межвоенные годы, проповедовали и воплощали собой идеал ученого как образца интеллектуальной честности, отстаивая истину перед лицом яростно отвергающих их концепции деятелей политики, культуры и идеологии.
Этому видению идеального ученого Томас Кун противопоставил совершенно иную, мрачную и пессимистичную концепцию внутреннего механизма науки, способную оттолкнуть работающих ученых и, на первый взгляд, совершенно не подходящую для объяснения великих научных открытий.
Прежде чем стать философом, Кун занимался историей науки, а до того как стал историком, он был физиком. Путь его был легок и прям: Кун родился в 1922 году, учился в элитной частной школе в Коннектикуте, а затем поступил в Гарвард, где получил степень бакалавра и докторскую степень по физике. Первым делом после этого он занял призовое место в Гарвардском обществе стипендиатов, после чего преподавал в Гарварде, Беркли, Принстоне и Массачусетском технологическом институте. Ему не пришлось ни махать киркой, ни делать шкафы; он никогда не работал с молодыми людьми, подвергавшимися насилию, если не считать его собственных аспирантов. (Кинорежиссер Эррол Моррис, ученик Куна, вспоминал впоследствии, как однажды Кун, заядлый курильщик, попытался опровергнуть возражение Морриса, швырнув ему в голову пепельницу.)
Несмотря на свои ранние успехи, Кун был, по его же собственным словам, «невротичным, неуверенным в себе молодым человеком». В 1940-х годах, во время обучения в аспирантуре, он начал заниматься психоанализом и в процессе засомневался в полезности этого направления, хотя и признавал, что психоанализ усилил его когнитивные способности до такой степени, что он «мог, читая тексты, проникать в головы людей, которые их писали, лучше, чем кто-либо другой во всем мире».
Эта его способность довольно быстро воплотилась в ряде идей, впоследствии прославивших Куна. Размышляя над аристотелевской теорией физики, которая «казалась полной вопиющих ошибок и нестыковок», Кун выглянул в окно и… его осенило:
«Внезапно частички головоломки в моей голове предстали в новом свете и встали на свои места. Я даже открыл рот от изумления: Аристотель вдруг показался мне действительно очень хорошим физиком, до которого самому мне было очень далеко. И тогда я наконец смог понять смысл его слов».
Кун, конечно же, не принял физическую теорию Аристотеля как единственно верную, однако пришел к выводу, что она представляет собой связную систему, достаточно убедительно объясняющую устройство мироздания. Однако, чтобы оценить ее убедительность, ему пришлось отказаться от привычных способов мышления и восприятия, неизбежных для физика в XX веке, и на время принять совершенно иную картину мира. Таким образом он обнаружил, что порой пересмотры научной теории бывают настолько глубоки, что требуют полного переворота способа мышления как такового – научной революции.
Знаменитая книга Куна «Структура научных революций»[1] была опубликована в 1962 году, 15 лет спустя после его озарения и всего на три года позже англоязычной публикации труда Поппера. Это было одно из наиболее значимых событий за всю историю философии науки: ничто ни до, ни после не меняло ход споров о великом методе настолько сильно. На первый взгляд наука, какой ее описал Кун, может показаться образцом радикального мышления, вдохновенного сопротивления удушающему плену традиций. Но на самом деле это не так. Способность науки изменять мир, согласно Куну, проистекает в первую очередь из неспособности ученых подвергнуть сомнению признанный интеллектуальный авторитет.
В любой отрасли науки – микроэкономике, ядерной физике, генетике – во все времена, по словам Куна, господствует одна идеологическая установка, которую он называет парадигмой. Парадигма построена вокруг теории высокого уровня о том, как устроен мир в целом, вроде теории тяготения Ньютона или законов генетики Менделя, но при этом парадигма не равна ведущей теории и представляет собой нечто большее: в свете теории она определяет, какие проблемы важны, какие методы являются допустимыми при решении важных проблем и какие критерии определяют, что решение проблемы правильное.
Таким образом, научная парадигма функционирует как более или менее полный набор правил и надлежащих способов действия для занятий наукой в рамках дисциплины. Ученые неукоснительно соблюдают эти правила. И слепая преданность здесь – отнюдь не метафора: ученые следуют парадигме не потому, что она подтверждена фактами, поддержана властями и обществом или особенно хорошо финансируется; скорее, они следуют ей, потому что не могут представить иных способов заниматься наукой. Если бы им представили альтернативную парадигму, утверждает Кун, они сочли бы ее совершенно непостижимой.
Рисунок 1.2. Утка или кролик?
Чтобы объяснить свою идею, Кун обратился к исследованиям человеческого восприятия, проведенным психологом Джеромом Брунером и другими учеными, в которых испытуемым на короткое время показывали «неправильные» игральные карты, например шестерку пик, выполненную в красном цвете, а не в классическом черном. Участники эксперимента утверждали, что на восприятие влияли их устоявшиеся убеждения и привычки, то есть они запоминали черную шестерку пик, хотя на самом деле она была красной. Брунер пришел к выводу, что даже непосредственные ощущения человеческих органов чувств подвержены влиянию наших установок и убеждений. Согласно Брунеру, это можно объяснить тем, что наш необработанный опыт неоднозначен, как рисунок 1.2. Что на нем изображено: утка или кролик? Судя по всему, утка… но если немного повернуть изображение по часовой стрелке, можно увидеть кролика. Именно наши убеждения и мировоззрение, в котором мы существуем, устраняют неоднозначные трактовки того, что мы воспринимаем органами чувств, тем самым формируя в нашем сознании определенные мыслеобразы.
Ученые, как и все остальные, осмысливают полученную информацию, исходя из своей картины мира. Может показаться, что в этом нет ничего страшного, однако это сильно ограничивает способности ученых к постижению действительно нового. При попытке осмыслить новую картину мира вы вынуждены рассматривать ее, исходя из уже имеющейся, и не можете полностью перейти в новую парадигму, поскольку еще не усвоили ее. Если же прежняя картина мира несовместима с новой, то новая попросту выпадает из нашего поля зрения целиком.
Мнение Куна радикально отличается от позиции Поппера. По мнению Поппера, для того чтобы машина знаний успешно функционировала, важнее всего способность ученых к беспощадному критическому мышлению. Они исследуют границы и возможности различных теорий и ясно видят, где и как каждая из них может рухнуть перед лицом фактов. Для Куна такой взгляд, и в первую очередь – необходимость критики, просто немыслим.
Предполагая, что ученые не могут одновременно рассматривать несколько конкурирующих теорий, Кун придавал огромное значение ряду эмпирических открытий и философских тезисов, очевидно, черпая вдохновение в собственном опыте изучения аристотелевой физики. Однако он шагал в ногу со временем, и его читатели, по крайней мере многие из них, шли вместе с ним. В 1962 году, когда книга Куна увидела свет, был век торжества военной промышленности, человека в сером фланелевом костюме, эффективного управленца» Уильяма Уайта – личности самодовольной и беспринципной, стремящейся вписаться в систему и выполнить любой план, спущенный сверху.
Рисунок 1.3. Собрание членов организации
Люди, функционирующие в рамках господствующей парадигмы, не могут представить себе никакого другого способа заниматься наукой. И все же, утверждает Кун, ни одна парадигма не живет вечно. Системы идей рушатся во время событий, которые историки называют научными революциями, интеллектуальными катаклизмами – в общем, когда новая парадигма заменяет старую. (Не следует путать научную революцию, как явление, с научной революцией как историческим периодом. Во время научной революции один способ занятий наукой сменяется другим. Если же говорить про научную революцию как период, то это время, когда натурфилософия сменилась гораздо более эффективной формой эмпирического исследования, сохранившейся до наших дней.)
Прежде чем сформулировать и опубликовать концепцию научной парадигмы, Кун написал историю переворота, совершенного Коперником в конце XVI – начале XVII веков, ставшего, возможно, первой научной революцией. До появления Коперника европейская наука пользовалась древнегреческой астрономической системой, доведенной до совершенства греко-египетским математиком Птолемеем, согласно трудам которого Солнце, Луна, звезды и все планеты вращаются вокруг Земли. Коперник же в 1543 году опубликовал революционную идею, согласно которой Луна вращается вокруг Земли, а все остальные небесные тела, включая Землю – вокруг Солнца. Получив дальнейшее развитие в начале 1600-х годов в трудах Иоганна Кеплера, она позволяла предсказывать траектории движения небесных тел более точно и изящно, чем теория Птолемея.
Однако, несмотря на прогностическое превосходство системы Коперника, она вызывала у современников скорее страх, чем восхищение: принять ее означало признать тот довольно печальный факт, что Земля не является центром Вселенной. Хотя, возможно, кому-то могло бы принести некоторое мрачное удовлетворение осознание того, что грешная Земля ничем не отличается от каких-то иных «более совершенных» планет.
Еще одним поводом усомниться в теории Коперника был его вывод о том, что Земля движется с огромной скоростью – за каждые 24 часа совершает полный оборот вокруг себя; за каждые 365 дней – вокруг Солнца (знаем, как нам известно теперь, скорость ее движения составляет около 110 тысяч километров в час). Но почему люди никогда не замечали этого движения? Ответ на это дает вторая революция, в области физики, сопровождавшая революцию в астрономии. Суть идеи, перевернувшей представления ученых о мироздании, заключалась в том, что когда человек или предмет движутся с приблизительно постоянной скоростью (как моря и леса вращаются вместе с Землей), совершенно не ощущают этой скорости; как бы быстро они ни двигались, им будет казаться, что они стоят на месте.
Человеческому уму было нелегко отказаться от идей о том, что Земля – центр Вселенной, небеса совершенны, а скорость осязаема. Этот интеллектуальный застой Кун объяснял косностью парадигмы. Однако Копернику все же удалось вырваться из ее удушающих объятий, и с тех пор парадигмы начали рушиться одна за другой. Закон всемирного тяготения Ньютона сменил концепцию Аристотеля, согласно которой камни падают на землю, потому что ищут свое место в центре Вселенной, а заодно опроверг различные представления средневековых философов. В XIX веке дарвиновская теория эволюции заменила креационистскую, согласно которой каждый вид был создан непосредственно Богом. В начале века двадцатого ньютоновской физике на смену пришли сначала эйнштейновская теория относительности, а затем – квантовая физика.
Как же это произошло? Как рушатся парадигмы? Ученые, работающие в рамках парадигмы, не стремятся подорвать ее. Напротив, согласно Куну, они даже не подозревают, что ее вообще можно подорвать, или, по крайней мере, не рассматривают опровержение парадигмы как некую ценность: «Нормальная наука… основывается на предположении, что научное сообщество знает, как устроен мир… [Она] не стремится к новизне фактов или теорий и, в случае успеха, не находит ничего». Но, как ни парадоксально, сама приверженность ученых парадигме может привести к ее разрушению: ученые добросовестно исследуют мир в рамках принятой ими картины, но рано или поздно при этом встречаются с неразрешимыми проблемами, поскольку в рамках ошибочной концепции мироздания ответа на их вопросы не существует. В теории парадигма гарантирует, что применение определенных методов гарантирует решение поставленных задач, однако гораздо чаще строгое следование методу приводит к вопросам, проблемам, несоответствиям, нестыковкам. Планеты отклоняются от предписанных им путей; при археологических раскопках обнаруживаются окаменелости, свидетельствующие о том, что предки человека имели поразительное сходство с обезьянами; свет ухитряется существовать как частица и как волна одновременно. В конечном счете происходит то, что Кун называет кризисом: прогрессирующее падение веры исследователей в силу парадигмы.
Без этой веры судьба куновского ученого печальна. Единственный способ заниматься наукой – тот, что содержался в прежней, умирающей, парадигме. Таким образом, вера ученых в собственные концепции гаснет, но если они хотят и дальше оставаться учеными, они должны оставаться в рамках собственного определения науки и научного метода.
В таком состоянии идеи могут находиться десятилетиями и даже дольше – пока не явится какой-нибудь провидец, терзаемый кризисом, и не сумеет избавиться от притяжения старых идей; новый способ мышления и действования приходит к нему «в одночасье, иногда посреди ночи». Господствующая парадигма наконец сталкивается с конкурирующей. Учитывая очевидные недостатки уже устаревшей концепции, ученые, казалось бы, должны жадно цепляться за любую многообещающую альтернативу. Однако, согласно куновскому пониманию научного мышления, приверженец одной парадигмы не может оценить или даже понять значение другой. (Кун пишет, что создатели новых парадигм не поддаются влиянию старых не в последнюю очередь потому, что «либо очень молоды, либо неопытны в этой сфере».)
Примерно в таком затруднительном положении ощущали себя ученые, выросшие в рамках старой парадигмы, когда Коперник опроверг геоцентрическую теорию Птолемея или когда открытия Эйнштейна вступили в противоречие с ньютоновской физикой. Они знали, что что-то пошло не так. Их парадигма перестала приносить пользу. Усталость и растерянность взяли верх. В то же время они знали, что существует новая парадигма. Не понимая тезисов новой картины мира они, тем не менее, видели, что у ее последователей есть тот энтузиазм и радость открытия, которые исчезли из их собственной интеллектуальной жизни. Что же они могли с этим сделать?
Некоторые приверженцы старой парадигмы, говорит Кун, умрут разочарованными. Некоторые будут бороться с новыми теориями до конца. Но будут и немногочисленные отступники, которые откажутся от старой парадигмы и перейдут к новой. Они вступят в диалог со сторонниками новой парадигмы или займутся изучением ее основ. И в конце концов, если в умах этих отступников сложится правильная картина, новые учения придут на смену старым. Ученый претерпит то, что Кун называет «опытом конверсии».
Если новая парадигма окажется достаточно плодотворной, а ее последователи – достаточно деятельными, то в конечном счете большинство приверженцев старой парадигмы, почувствовав, что рушатся самые основы их жизни, устремятся навстречу новым теориям и новой парадигме. И тогда наконец произойдет научная революция.
Кун возмутил мир своей картиной революционных изменений в науке. Прежние историки и философы рассматривали научные изменения как процесс в первую очередь рациональный: идеи Коперника, Кеплера, Галилея, Ньютона, какими бы радикальными они ни были, были приняты в первую очередь потому, что они явно превосходили старые как в стройности концепций, объясняющих мир, так и в своем прогностическом потенциале.
Но если Кун прав, то это представление о сути научного прогресса должно быть ошибочной, поскольку, по мнению Куна, сравнение парадигм в принципе невозможно: «Когда ученые вступают в спор о том, какая парадигма лучше, их рассуждения выглядят как бесконечные блуждания по замкнутому кругу». Возможно, если бы у каждого человека было два мозга, у нас появилась бы возможность сравнивать парадигмы друг с другом. Но в одном человеческом мозгу есть место всего для одной парадигмы. Вы не можете одновременно быть приверженцем аристотелевской и ньютоновской физики, как не можете одновременно быть праведным католиком и ревностным мусульманином. Кун писал даже, что аристотелевцы и ньютонианцы живут в разных мирах; вы вольны выбрать любой из них, но не сможете существовать в обоих одновременно. Следовательно, рациональное сравнение конкурирующих парадигм – нечто, чего попросту не может существовать.
Рисунок 1.4. Чтобы понять разные парадигмы, требуется несколько разумов. Портрет Томаса Куна, созданный Биллом Пирсом для журнала Life
Вместо логической оценки Кун предлагает прыжок веры: стремительный рывок сквозь пустоту от традиционного взгляда на вещи к революционному образу мышления, совершаемый в надежде на то, что жизнь в свете новой научной парадигмы каким-то образом станет лучше.
Можете ли вы себе представить, чтобы Поппер, слепо бросившись во тьму неизведанных теорий, сказал «как в государственных революциях, так и в выборе парадигмы – нет стандарта выше, чем согласие соответствующего сообщества». Ученик Поппера Имре Лакатос, еще один беженец из тоталитарной Европы, обвинил Куна в том, что он превращает науку в предмет «психологии масс».
Критикам Куна не нравилась мысль о том, что основные изменения в научном мышлении представляли собой скорее редкие вспышки озарения, нежели плод кропотливой работы. Но в равной степени они были озадачены верой Куна в то, что, развиваясь описанным им образом, наука вообще смогла прийти к нынешним вершинам сложности и изощренности. Если невозможно объективно сравнивать достоинства птолемеевской геоцентрической и коперниковской гелиоцентрической моделей, то как же нам удалось выяснить истинное строение Солнечной системы? Как мы сумели удостовериться, что Земля действительно вращается вокруг Солнца, а не наоборот?
Некоторые из наиболее радикальных последователей Куна выдвигали смелое предположение, что мы считаем нашу парадигму большим шагом вперед по сравнению с более ранними идеями по той же причине, по которой верим, что наша религия истинна или что наш ребенок прекраснее всех на свете, – не потому, что это подтверждают эмпирические данные, а потому, что мы вскормлены в рамках этой парадигмы. Сам Кун, по крайней мере в своих поздних работах, отвергал подобную точку зрения и выступал за реальный прогресс в науке. Он считал, что парадигма Коперника объективно лучше, чем парадигма Птолемея, потому что она обладает превосходной «способностью решать головоломки». Один из видов головоломок – это проблема прогностического потенциала: обе теории, и Коперника, и Птолемея, стремятся, например, предсказать траектории планет. Таким образом, часть теории Куна заключается в том, что более поздние парадигмы, как правило, обладают большей прогностической силой. Именно увеличение прогностической силы, а не ограниченность нашего сознания, объясняет возникающее у нас ощущение того, что научное знание все глубже проникает в суть вещей, а также нашу способность, вооружившись этим знанием, совершать все более впечатляющие подвиги – путешествовать между континентами, облететь земной шар, ступить на поверхность луны.
Позднее Кун сделал предположение, что ученые, совершая прыжок от старой парадигмы к новой, делают выбор в пользу большей прогностической силы, хотя и не могут на старте в полной мере оценить лежащий в основе новой парадигмы потенциал. Это добавляет в научные исследования толику рациональности: последователи Куна, пусть и подсознательно, все же ориентируются на выгоду, которую может нести новая парадигма.
Куновский ученый – за пределами своего бунта – ведет себя как персонаж заурядный, скучный и почтительный. Но наука как таковая, по мнению Куна, тем не менее превосходит другие системы убеждений в своей способности производить новое знание. Это далеко не единственная система, способная порождать новые оригинальные идеи – например, философия равна ей в этом отношении. Однако лишь наука может тщательно проверять гипотезы и на их основании приходить к логическим – или даже нелогичным – выводам, и в этом она не знает равных. Центральное место в необычайной строгости науки занимает именно ограниченность отдельных ученых, их неспособность взаимодействовать с миром за пределами господствующей парадигмы. Таким образом именно в интеллектуальной слепоте Кун усматривает ответ на мой философский вопрос, и именно ограниченностью ученых объясняет величие научной революции, сделавшей научное исследование более плодотворным, чем существовавшая до него натурфилософия.
Успехи науки объясняются ограниченностью человеческого разума – вот в чем состоит самый поразительный тезис в знаменитой книге Куна. Несложно понять, как характерная манера поведения попперовского ученого – сочетание безграничного воображения и неумолимой тяги к опровержению всего сущего – поддерживает необычайную продуктивность машины знаний. Но что же ученые Куна? Как может способствовать совершению новых открытий неспособность к осмыслению или даже просто пониманию новых идей?
Наука скучна. Наука разочаровывает – по крайней мере, в 99 % случаев. Читатели научно-популярной литературы видят всего 1 %: интригующие феномены, провокационные теории, драматические экспериментальные опровержения или подтверждения. Однако за этими достижениями – как знает каждый ученый – стоят долгие часы, дни, месяцы утомительных трудов в лаборатории. И сложнее всего на самом деле убедить блестящие умы отказаться от удовольствий, которые они находят в постоянных дебатах, теоретизированиях и спорах, и вместо этого повернуться к реальности, почти полностью состоящей из экспериментальных данных.
Многие важные научные исследования требовали от практиков совершенно нечеловеческой целеустремленности. На протяжении 1960-х годов эндокринологи-конкуренты Роже Гиймен и Эндрю Шелли соревновались за первенство в открытии структуры тиролиберина (ТРГ), одного из гормонов гипоталамуса, служащего для запуска цепочки сигналов, контролирующих множество процессов в организме, начиная с повседневного метаболизма и заканчивая ранним развитием мозга. Функционал ТРГ еще не изучен до конца, но о его важности говорит, например, заказ армии США, сделанный в 2012 году, на исследование по изучению возможного использования ТРГ в назальном спрее для подавления суицидальных побуждений.
Гиймен и Шелли финишировали вничью, в 1977 году разделив Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие молекулярного состава ТРГ. Но это была не столько гонка, сколько титанический кропотливый труд. Чтобы получить всего 1 миллиграмм ТРГ для анализа, следовало измельчить и обработать несколько тонн мозговой ткани свиней и овец. Несколько соперников бросили свои попытки, не в силах справиться с «огромным объемом тяжелых, монотонных и к тому же достаточно недешевых исследований». Позже Шелли писал:
«Никому прежде не приходилось обрабатывать миллионы гипоталамусов… Главное не деньги, а желание и готовность работать по 60 часов в неделю в течение года, чтобы получить миллион фрагментов».
Рисунок 1.5. Роторы гироскопов, созданных для эксперимента Gravity Probe B – «самые круглые объекты за всю историю человечества». Их диаметр – 3,8 см
Тем не менее исследование ТРГ было завершено за очень короткий срок, если сравнить его с экспериментом Gravity Probe B, проводимым Стэнфордским университетом, в рамках которого предполагалось запустить спутник на орбиту вокруг Земли, чтобы измерить «геодезические» и «перетаскивающие» эффекты, описанные Эйнштейном в общей теории относительности. Проект был начат в 1964 году, а окончательный отчет НАСА удалось предоставить только в 2008-м – после череды неудач и технических затруднений, а также разработки идеальной сферической формы компонентов для гироскопов (рис. 1.5). Директор проекта Фрэнсис Эверитт курировал его на протяжении четырех с лишним десятилетий, и только в свои 74 года он смог наконец написать этот отчет.
Рисунок 1.6. Галапагосский остров Дафна Майор мал и крайне негостеприимен. Его ширина меньше километра
Была и другая эпопея продолжительностью в 40 лет. Биологи-эволюционисты Питер и Розмари Грант с 1973 года проводили лето на крошечном галапагосском острове Дафна Майор, наблюдая, отлавливая, подсчитывая и замеряя вьюрков, чтобы продемонстрировать «эволюцию в действии»: как тела и размеры клювов из поколения в поколение адаптируются к засухе, наводнениям и другим факторам окружающей среды (рис. 1.6). В 1981 году они приступили к наблюдениям за вьюрком, который был крупнее, чем любая известная разновидность, а также издавал другой набор трелей. Тридцать один год спустя, проследив за потомством этого вьюрка на протяжении шести поколений, они получили достаточно данных, чтобы сделать вывод, что они пронаблюдали возникновение и установление нового вида.
Длительные исследования в области экономики или медицины могут также включать десятилетия сбора данных: в ходе Данидинского эксперимента – междисциплинарного исследования здоровья с начала 1970-х годов – проводились наблюдения за тысячей новозеландцев, и это исследование все еще не завершено: оно будет продолжаться до 2020-х годов.
Такие невероятные усилия, возможно, заслуживали бы всяческого восхищения, если бы данные, полученные в результате экспериментов, гарантированно приводили к крупным прорывам. Но, как заметил Кун, уместность экспериментального исследования часто зависит от обоснованности парадигмы: если в самом методе содержится ошибка, результаты исследования будут иметь достаточно малое значение.
Чтобы получить необходимые данные, ученым, работающим над проектом Gravity Probe B, нужно было отследить изменения вращения гироскопов порядка одной стотысячной градуса в год, то есть обнаружить, что для полного поворота ротора нужно 36 миллионов лет. Столь ничтожное смещение могло иметь научное значение только при наличии множества конкретных гипотез, которые это смещение должны были подтвердить или опровергнуть. Но если хотя бы в одну из гипотез закралась ошибка, сотни трудоемких и дорогостоящих измерений оказались бы бесполезны.
К тому времени, когда Данидинский эксперимент в Новой Зеландии завершится, о здоровье человека уже будет известно гораздо больше из других источников. Таким образом, любой проект существует под угрозой вероятности того, что информация о какой-то ранее неизвестной решающей переменной была случайно проигнорирована или что какая-то переменная, которую полагали решающей, на самом деле не значима – как это произошло с первым длительным исследованием Льюиса Термена. Это было генетическое исследование гениальности, в рамках которого выдвинута гипотеза о существовании тесной связи между IQ и гениальностью – гипотеза, спустя несколько десятилетий признанная совершенно несостоятельной. Таким образом тщательное изучение вьюрков, проведенное Грантами, вполне могло закончиться тем, что не обнаружено было бы даже интересных закономерностей изменения популяции, не говоря уже о возникновении нового вида; их каторжный труд и лишения оказались бы в этом случае совершенно бесполезны.
То же самое верно и для научных исследований, проводящихся в гораздо более скромных масштабах. В рамках среднестатистического физического эксперимента могут потребоваться годы только на то, чтобы заставить устройство работать должным образом; в когнитивной психологии, медицине или биологии может уйти примерно столько же на проведение пилотных исследований и отработку экспериментальных методов в поисках чего-то, что позволит получить заметный результат.
Геохимик и биолог Хоуп Джарен провела лето в Колорадо, наблюдая за цветением каркасов. Исследование, проведенное ею в рамках защиты докторской диссертации в Калифорнийском университете в Беркли, состояло в том, чтобы определить влияние температуры и химического состава воды на плоды. Но деревья в том году не зацвели, и плодов попросту не было. Лето Джарен было потрачено впустую. Хоуп спросила у флегматичного местного жителя, почему деревья не цветут. Он ответил: «Иногда так бывает». Ей оставалось только сесть в машину и поехать обратно в Калифорнию.
Но даже когда техника не дает сбоев, а статистические данные удается получить в достаточном количестве, результаты, как правило, касаются какого-то непонятного частного вопроса – строения семенной коробочки растения; времени, необходимого для реакции на надуманный визуальный стимул; образца яркого и темного, созданного пересекающимися лучами света, ценность которого полностью зависит от значения, приобретаемого им в более обширной теоретической структуре. Но что, если предположения, положенные в основу теории, были ошибочными? Некоторые тратят годы работы, годы жизни на подготовку эксперимента, который в первые же секунды разрушает своими результатами всю тщательно продуманную теорию.
Как следствие, перед наукой стоит проблема мотивации. И она состоит не в том, чтобы мотивировать студентов становиться учеными – на это есть много причин, и не в последнюю очередь – жажда открытий как таковая. Проблема не в том, чтобы мотивировать ученых ежедневно приходить в лабораторию – им за это платят – или проводить наблюдения, опыты и замеры, когда они уже находятся в лаборатории: это входит в их стандартные должностные инструкции. Проблема мотивации касается в первую очередь неподдельной и продолжительной увлеченности своим делом, с которой должны проводиться эмпирические испытания, чтобы вклад в науку, достигающийся сотнями опытов, оказался действительно ценным.
Как убедить ученых многократно повторять один эксперимент до получения предельно точных значений, когда в любой момент может оказаться, что полученные цифры не имеют никакого смысла? «Вы должны верить, что все, над чем вы сейчас работаете, – достаточно важная задача, и она должна давать вам энергию и страсть, необходимые для продолжения работы», – говорит физик Массачусетского технологического института Сет Ллойд. Эндрю Шелли так писал о своих поисках структуры ТРГ и других молекул:
«Только такому человеку, как я, с твердой верой в значимость моего исследования, хватило бы терпения сделать множество крошечных шагов, раз за разом проводя процедуру изоляции».
Куновский ответ на проблему мотивации состоит в следующем: необходимо формировать умы ученых так, чтобы они не замечали, что их исследования могут базироваться на ошибке, на ложном предположении. Если справедливость парадигмы принимается на веру, то и ценность долгого и кропотливого исследовательского труда не должна вызывать сомнений. Цель сужения кругозора ученых состоит в том, чтобы побудить их работать усерднее, копать глубже, идти дальше, чем они готовы были бы зайти, если бы могли ясно видеть свое предназначение в перспективе и если бы у них было точное представление о масштабах своего проекта.
В конечном счете вера ученых в важность их исследований базируется в первую очередь на их вере в какую-либо парадигму, и именно поэтому они чувствуют себя в достаточной безопасности, чтобы работать в рамках парадигмы всю жизнь – ставить максимально подробные и детальные эксперименты, и в ходе их выявлять недостатки парадигмы, продвигать науку навстречу кризису и таким образом создавать предпосылки для революции. Таков парадокс Куна: парадигма способна меняться лишь потому, что ученые, работающие над ней, не способны представить себе ее изменения. Именно уверенность ученых в непогрешимости парадигмы и обеспечивает ее неминуемый крах.
Поппер и Кун, будучи достаточно разными людьми и в плане опыта, и в плане убеждений, были одинаково правы в нескольких исключительно важных вещах. Во-первых, в том, что особенность науки – то, что отличает современную научную мысль от предшествовавшей ей натурфилософской – заключается не столько в способности генерировать новые теории, сколько в умении разрушать старые, навсегда выводя их из списка рабочих вариантов. По мнению обоих философов успех науки обусловлен неустанным поиском и безжалостной борьбой даже с самыми крохотными несоответствиями между теорией и фактами.
Во-вторых, Поппер и Кун были правы, полагая, что для объяснения могущества науки проприетарные формы мотивации не менее важны, чем проприетарные логические инструменты. Инструменты говорят вам, что делать с доказательствами, но это не имеет никакого смысла, если у вас нет нужных данных. Получение же таких данных требует, в большинстве случаев, интенсивного и длительного сосредоточения на деталях, которые сами по себе не представляют особого интереса. Таким образом, научному исследованию нужен какой-то стимул, побуждающий мыслителей посвятить свою жизнь делу, которое потребует от них кропотливой каждодневной рутины, зачастую еще и ничем не вознаграждаемой в итоге, – одновременно отговаривая их от головокружительной альтернативы в виде изобретения новых концепций и новых стилей мышления.
Поппер находит мотивацию для научной рутины в безграничной тяге к опровержению, присущей каждому хорошему ученому. Мотивация Куна более тонкая и немного зловещая. Каждый куновский ученый сам по себе вовсе не склонен к критике научной парадигмы; более того, они принимают господствующую парадигму едва ли не с религиозной убежденностью. Но твердо вознамерившись выжать из этой парадигмы все ее познавательные и прогностические возможности, тем самым они уничтожают в ней жизнь.
Непримиримость и критичность науки и для Поппера, и для Куна могут существовать только потому, что ученые тщательно придерживаются научного метода. С точки зрения Поппера этот метод – фальсификация, и он универсален для всех времен и отраслей науки. В рамках представлений Куна метод задается господствующей парадигмой, и поэтому он меняется каждый раз, когда происходит научная революция и возникает новый алгоритм проведения исследований. Прелесть куновской гипотезы в том, что суть этого алгоритма не слишком важна при условии, что с его помощью можно оценивать познавательные, и, в особенности, прогностические возможности теорий. Таким образом, несмотря на то что сам научный метод постоянно мутирует, тот факт, что наука привязана к методу как инструменту и находится во власти господствующей парадигмы, наделяет ее значительным потенциалом к фальсификации. Таким образом, я бы назвал и Куна, и Поппера «методистами»: они верят в важность тщательного следования установленному алгоритму в любых теоретических изысканиях.
Метод имеет большое значение для науки, потому что он позволяет выявить недостатки гипотез, а также потому, что дает ученым веру в осмысленность и высшую цель проводимых ими экспериментов. Последователи Поппера знают, что, поскольку логика фальсификации универсальна, их коллеги будут придавать своим опытам не меньшее значение, чем они сами. Адепты учения Куна ожидают от коллег того же, потому что знают, что все они существуют в рамках единого набора правил, которые диктует господствующая парадигма, и в этом случае правила должны быть не только рациональными, но и получить общественное признание, утверждающее в глазах людей их рациональность. И в этом вопросе, я думаю, правы оба: и Поппер, и Кун.
В своей книге я изложу собственное объяснение успехов науки, базируясь на теориях Поппера и Куна и на вкладе, сделанном им в споры о научном методе. Но сначала я должен объяснить, почему современные теоретики науки в большинстве своем отвергают идеи обоих мыслителей.
Теории Поппера и Куна представляют собой нечто большее, чем абстрактная философская концепция; они пытаются рассказывать о том, как устроена наука изнутри и как ее устройство меняется с течением времени. Но в таком случае для оценки обоих теорий имеет смысл обратиться к специалистам в этих областях, а именно к социологам и историкам науки.
Можно ли утверждать, что современная наука существует в рамках парадигматической структуры, описанной Куном, и что всеми учеными во всех областях знания руководят единые идеология и методология? Спросите социологов. Действительно ли имело место внезапное и не похожее ни на что из существовавшего прежде появление коллективного мышления, базирующегося на господствующей парадигме, во время научной революции? Спросите историков. Воюют ли ученые за сохранение статус-кво, как предполагает теория Куна, или за его свержение, как хотел бы того Поппер? О современных ученых спросите, опять-таки, социологов; об ученых прошлого – историков.
За последние несколько десятилетий у нас появились ответы на перечисленные вопросы, и в большинстве случаев ответы эти отрицательные. Как вы увидите в следующих главах, существует крайне мало свидетельств беспристрастного критического духа Поппера, но также нет и каких-либо объемных свидетельств всеобщего подчинения парадигме. Действительно, на практике в своих размышлениях о связи между теорией и эмпирическими данными ученые, похоже, вообще не следуют каким-либо правилам.
Когда 29 мая 1919 года произошло полное солнечное затмение, новая теория гравитации повисла на волоске. Всего за несколько лет до этого Альберт Эйнштейн сформулировал свою общую теорию относительности, выдвинутую в качестве радикальной альтернативы теории гравитации, прославившей Исаака Ньютона на заре современной науки примерно за двести лет до этого. В то время как Ньютон считал, что массивные тела воздействуют друг на друга «силой гравитации», Эйнштейн утверждал, что они скорее искривляют пространство и время вокруг себя, придавая им характерную форму. Когда объекты делают все возможное, чтобы пройти через эту искривленную среду по прямолинейной траектории, они двигаются таким образом, который мог бы свидетельствовать о существовании силы гравитации, но на самом деле такой вещи не существует. Эти две концепции радикально отличаются друг от друга, но на их основании могут быть сделаны почти идентичные прогнозы о движении как крохотных частиц, так и огромных небесных тел. Почти идентичные, но не одинаковые. Выявить все различия между идеями Ньютона и Эйнштейна, а также осознать, чья теория на самом деле верна, по мнению ученых, должно было помочь полное солнечное затмение.
Двумя месяцами ранее из Ливерпуля вышел пароход «Ансельм» с тремя телескопами и двумя группами ученых на борту. Одна группа направлялась в Бразилию, другая – на остров Принсипи, расположенный у берегов Западной Африки. В пунктах назначения каждая группа должна была сфотографировать небо в тот момент, когда солнечный диск будет полностью скрыт луной. Фотографии звезд, окружающих затмение, должны были показать, насколько лучи света, проходя близко к Солнцу, отклоняются от курса мощным гравитационным полем нашей родной звезды. Точно так же, как частично погруженное в воду весло кажется изогнутым в точке, где входит в воду, из-за рефракции на границе воздуха и воды, так и звезды кажутся смещенными со своего обычного положения, и это смещение возникает вследствие искривления из-за гравитации Солнца. Новая теория Эйнштейна предполагала, что лучи света должны отклоняться в два раза сильнее, чем предполагала старая теория Ньютона.
Это был решающий эксперимент в парадигме Поппера. Измерьте видимое смещение положения звезд, и в ослепительном сиянии эмпирических данных выживет не более одной теории – либо теории Эйнштейна, либо теории Ньютона, а если неверными окажутся обе, то обе же нужно навсегда вычеркнуть из науки.
Через шесть месяцев после затмения руководитель экспедиции Артур Эддингтон объявил результаты: Ньютон был свергнут с престола, а Эйнштейна объявили новым законодателем физических теорий. Первая мировая война наконец завершилась, а мистическая немецкая физика Эйнштейна была подтверждена строгим британским экспериментом Эддингтона, научным триумфом, о котором услышал весь мир (в том числе молодой Карл Поппер) и который начал эру международного сотрудничества, прогресса и мира.
Но мир длился недолго, так как результаты эксперимента оказались поставлены под сомнение. Эддингтон проснулся утром во время затмения и увидел облачное небо над Принсипи; он смог получить только размытые, нечеткие фотографии звезд. Снимки из Бразилии были намного лучше, но и там возникла непредвиденная проблема. Бразильская команда привезла с собой два телескопа, и измерения, сделанные с помощью этих телескопов, противоречили друг другу. Один телескоп, 4-дюймовый, показал смещение положения звезд примерно в соответствии с предсказанием Эйнштейна. Но другой, собранный с применением линз для астрографа (телескопа, специально предназначенного для фотографирования звезд), показал почти точное ньютоновское смещение.
Рисунок 2.1. Пасмурный день на острове Принсипи
Как же тогда Эддингтон и его сотрудники пришли к выводу, что прогнозы Эйнштейна оказались верны?
У них под рукой было три набора данных. Во-первых, две фотографии с Принсипи, на которых звезды смутно виднелись сквозь облака и которые, согласно довольно сложным расчетам, проведенным Эддингтоном, показали сдвиг эйнштейновской величины. Во-вторых, было семь фотографий с бразильского 4-дюймового телескопа, которые также подтвердили эйнштейновский сдвиг (среди них рис. 2.2). В-третьих, еще 18 фотографий с бразильского астрографического телескопа, которые зафиксировали сдвиг, описанный теорией Ньютона. Стратегия Эддингтона заключалась в том, чтобы доказать, что при выполнении этой серии фотографий произошла какая-то системная ошибка. По факту они были значительно более размытыми, чем те, что сделаны с использованием 4-дюймового телескопа, возможно (как предполагали сам Эддингтон и его сотрудники), из-за искажений, вызванных неравномерно нагретым солнцем зеркалом, которое отражало свет от затмения в телескоп.
Рисунок 2.2. Фотоснимок, сделанный во время экспедиции Эддингтона 1919 года. Это негатив: затемненное солнце – это большой белый круг, его корона – темная вспышка вокруг диска, а соседние звезды – крошечные черные точки. Некоторые значимые положения звезд отмечены тонкими горизонтальными линиями
Некоторые из современников Эддингтона, однако, сочли его аргументацию довольно сомнительной, как и многие более поздние историки науки. Эддингтон мог объяснить размытость астрографических фотографий, но не обосновал, почему же искажения, полученные при использовании этого телескопа, так однозначно говорят в пользу ньютоновской теории. Кроме того, четкие фотографии с 4-дюймового телескопа дали значение гравитационного изгиба, значительно превысившее предсказанное Эйнштейном: до такой степени, что их можно было считать подтверждающими теорию Эйнштейна, только если предположить, что и этот телескоп тоже исказил снимки. Таким образом, Эддингтон, по-видимому, занимался какими-то довольно странными спекуляциями: он допускал, что телескопы «ошиблись», но их ошибки, по его мнению, говорили в пользу теории Эйнштейна. Как написал в 1923 году У. В. Кэмпбелл, американский астроном, директор Ликской обсерватории в Сан-Хосе, «логика ситуации не совсем ясна».
Если предположить, что Эддингтон стремился не только к устремлению научной истины, но и к чему-либо иному, но мотивация его поступков становится довольно понятной. Он очень хотел, чтобы теория Эйнштейна оказалась верной, не только из-за ее математической красоты и стройности, но и из-за его горячего интернационалистского желания побороть ненависть, толкавшую ряд британцев после войны к бойкоту немецкой науки. (Эддингтон, как квакер, был убежденным пацифистом; протестуя против этого бойкота, он писал, что «стремление к истине… есть связь, превосходящая человеческие различия».) Эти возвышенные цели он преследовал, используя свою немалую политическую власть. Он уже давно привлек к своему делу Королевского астронома сэра Фрэнка Дайсона – по заявлениям современников, «самую влиятельную фигуру в британской астрономии»; именно Дайсон, не имея личного интереса к теории относительности, тем не менее, предложил экспедицию по исследованию затмения, а затем занял почетное место главного автора отчета об экспедиции, – и все это по настоянию Эддингтона.
Когда экспедиция представила свои результаты, Эддингтон получил одобрение президента Королевского общества, а также поддержку президента Королевского астрономического общества. Другие физики не были столь влиятельными людьми. Их мнения вычеркнули из истории: после затмения Эддингтон стал выдающимся представителем теории относительности в англоязычном научном мире, а его отчет об исследованиях солнечного затмения стал признанным справочником по этой теме. Однако в его отчете явное предпочтение отдается проэйнштейновским измерениям, полученным с помощью бразильских 4-дюймовых телескопов и телескопов из Принсипи, в то время как результаты, полученные с бразильского астрографического телескопа и свидетельствовавшие в пользу теории Ньютона были решительно отвергнуты и в конечном счете – позабыты и уничтожены.
Я начал эту главу с истории об Эддингтоне и затмении не в последнюю очередь потому, что в ней нет ничего примечательного: это довольно типичный (хотя и необычайно хорошо задокументированный) рассказ о сложных, запутанных или неоднозначных данных, определенной предвзятости и избирательности в их интерпретации, а также о согласованных усилиях по достижению консенсуса в направлении, желательном для интеллектуальных, моральных или прагматических устремлений автора. Это история человеческого разума, действующего в соответствии с тем, как он устроен, и следующего по маршруту, знакомому каждому историку, – по пути пристрастности и политического лавирования, описанному еще Фукидидом в истории Пелопоннесской войны, и после неоднократно повторявшемуся и неоднократно же засвидетельствованному: мы видим его черты в «Упадке и падении Римской империи» Гиббона, в междоусобных интригах итальянских городов-государств эпохи Возрождения, а равно и в нынешних закулисных интригах и кабинетных войнах.
Но предполагается, что научное рассуждение должно быть противоядием от этих первобытных порывов – и именно этим должны объясняться его необычайные успехи. Согласно Карлу Попперу, машина научного познания управляется могучим критическим духом и неумолимым принципом фальсификации. Но в эддингтоновской трактовке экспериментов с затмением мы не встретим ни того, ни другого. Эддингтон нянчил свою излюбленную теорию, ограждая ее от доказательств, которые могли бы ее сфальсифицировать, в то же время осуждая соперников, используя рассуждения, больше напоминающие обличительный монолог прокурора, нежели беспристрастную и прямую логику фальсификации.
Согласно Томасу Куну, научное исследование отличается от обычного коллективной готовностью ученых проводить свои исследования в рамках господствующей парадигмы, которая одновременно ставит перед ними цели и дает указания о том, как следует интерпретировать полученные данные. Но в случае с затмением мы не встретим ни следа подобных жестких рамок. Эддингтон использовал свою научную работу для достижения цели, лежащей вне целей, которые могла бы диктовать какая бы то ни было научная парадигма, а именно для преодоления пропасти между британскими и немецкими учеными. Кроме того, преследуя свои цели, более политические, нежели научные, он интерпретировал данные способом, опирающимся в большей степени на стремление к успеху, чем на какую бы то ни было официально принятую парадигму или процедуру приведения доказательств. Его последующие политические махинации и избирательность в публикации данных кажутся вдохновленными скорее личными, хотя и альтруистическими, амбициями, нежели соблюдением некоего общего кодекса научного поведения.
Наука столь могущественна, утверждал Кун, потому что верховенство парадигмы гарантирует ученым (как они считают), что их исследования имеют некое несомненное значение, подкрепленное заранее определенными целями исследования, экспериментальными методами и правилами оценки доказательств, из которых состоит ядро научной парадигмы. Однако манипуляции Эддингтона демонстрируют нам крайне гибкое отношение к правилам, податливость предопределенных рамок и, как следствие, неизбежную сомнительность любого научного результата. В рамках концепции Куна такое непостоянство кажется невозможным, но факты в данном случае отнюдь не на стороне Куна.
Затмение 1919 года – лишь один из примеров крайне избирательного использования экспериментальных данных. Века, прошедшие после научной революции, полны случаев, когда самые прославленные умы отбрасывали или искажали сложные комплексные данные, чтобы создать впечатление, что эксперимент полностью подтверждает их гипотезу или по любой другой причине, зачастую даже не связанной с наукой как таковой.
Грегор Мендель, основатель генетики, почти наверняка исказил статистику, представленную им 1860-х годах в поддержку своего тезиса о том, что гены лежат в основе наследственности. Примерно в то же время Эрнст Геккель заметно приукрасил свои рисунки эмбрионов животных, чтобы поддержать выдвинутый им тезис о том, что «онтогенез повторяет филогенез» – то есть человеческий эмбрион, например, проходит стадии, на которых принимает формы, более или менее сходные в начале с формами эмбрионов рыб, потом – зародышей амфибий и птиц. Роберт Милликен, собирая воедино данные, на основании которых были сделаны выводы о заряде отдельного электрона – эта работа принесла ему Нобелевскую премию по физике 1923 года, – отбросил прочь многие измерения, которые «выглядели неправильно», заявив при этом, что рассмотрел все. Даже Исаак Ньютон манипулировал некоторыми эмпирическими величинами, чтобы они лучше соответствовали его теориям, используя тактику, которая в одном случае, как писал его биограф Ричард Уэстфолл, была «не чем иным, как преднамеренным мошенничеством».
Рисунок 2.3. Упорядоченное представление научных данных: таблицы, обобщающие результаты работы бразильского астрографического телескопа в экспедиции Эддингтона 1919 года
Должен отметить, что в одном отношении Эддингтон и другие современные ученые проявляют исключительную аккуратность и методичность. В оригинальном представлении Эддингтоном данных экспериментов с затмением вы найдете скрупулезное соблюдение определенных правил оформления сообщения. Посмотрите таблицы из отчета Эддингтона, представленные на рисунке 2.3. Они сделаны по-настоящему педантично. В них нет ни прямой лжи, ни искажения данных. В верхней таблице отображен тщательный учет всех 18 фотографий, сделанных бразильским астрографическим телескопом: отмечены время и продолжительность экспозиции, а также тип фотопластинки. В нижней таблице приведены результаты, рассчитанные по зафиксированному на этих снимках положению звезд (без учета снимков, на которых запечатлено недостаточное количество звезд). Наиболее важные числа находятся в правой колонке: они показывают величину гравитационного искривления света, отображенного на каждом снимке. В правом нижнем углу указано среднее значение этих величин, которое суммирует в рамках одного показателя все данные о влиянии гравитации на свет, полученные с помощью бразильского астрографического телескопа. Это «астрографическое число искажения» равно 0,86, что почти точно соответствует ньютоновскому предсказанию 0,87 и меньше половины рассчитанного Эйнштейном показателя, равного 1,74.
Если систематичность и объективность науки легко можно пронаблюдать в кропотливых измерениях и вычислениях, а также во вполне прозрачному представлению числа искажения, то субъективность и неуправляемость науки можно отчетливо различить в том, что произошло дальше: это число, свидетельствующее в пользу ньютоновской теории, было исключено из итогового отчета. Эддингтон в нескольких предложениях объявил его неважным в британском научном обществе и, в конце концов, вообще исключил из учебников, оставив показатели, более близкие к эйнштейновским, полученные посредством второго бразильского телескопа и телескопа из Принсипи, чтобы окончательно решить вопрос в пользу теории относительности Эйнштейна.
В мечтах методиста науки совокупность данных, полученных с трех телескопов, трех измерений способности гравитации преломлять свет, должна оцениваться с помощью процедуры, которая проверяет доказательную значимость каждого из них так же тщательно и так же беспристрастно, как это делал Эддингтон в первый раз, когда подсчитывал числа. Предполагается, что научный метод будет выступать в роли благородного трибунала, объективного и авторитетного, отделяющего правду от лжи, не позволяя личным соображениям, равно корыстным и идеологическим, участвовать в беспристрастной работе исследователя.
В случае с Эддингтоном ничего подобного не происходило: ни трибунала, ни скрупулезного следования методу, позволяющему отличить хорошие снимки от плохих. Дело решилось по старинке: некоторым количеством партийных споров, политических ухищрений и откровенной пропаганды.
Научные трибуналы по факту представляют собой довольно большую редкость, но время от времени они все же случаются, и из одного из них мы можем извлечь несколько немаловажных уроков для науки в целом.
Луи Пастер, пожалуй, самый известный из всех французских ученых и, безусловно, самый почитаемый среди самих французов. Еще при жизни (1822–1895 гг.) он впервые применил прививки от сибирской язвы и бешенства, помог открыть природу брожения, разработал технику стерилизации («пастеризации»), позволяющую предотвратить порчу молока и вина, заложил основы микробной теории болезни, а также обнаружил первое доказательство того замечательного факта, что живые организмы в подавляющем большинстве состоят из «правосторонних» молекул.
Несколько лет назад, когда я посещал Высшую нормальную школу в Париже, мне выпала честь на несколько недель воспользоваться старым кабинетом Пастера. (Пастер был научным руководителем этой школы с 1858 по 1867 год; в какой-то момент он запретил курение в школе, после чего почти все сотрудники уволились.) Сидя за старинным письменным столом, я надеялся, что величие этого человека, витавшее в воздухе кабинета, проникнет в меня через нервные окончания и кончики пальцев. Время от времени мое уединение прерывали посетители, стучащие в дверь, жаждущие вдохнуть величественную атмосферу открытий XIX века. В глазах французов Пастер – подлинное воплощение научного мышления.
Одной из величайших побед Пастера стало опровержение учения о самозарождении жизни. Вскипятите сено в воде и перелейте полученную жидкость в герметичный контейнер. Ничего не произойдет. Но впустите немного воздуха, и в контейнере тут же начнет расти плесень. Почему так происходит? Некоторые ученые XIX века считали, что неживая материя в настое сена вступала в реакцию с воздухом, спонтанно создавая жизнь, которой раньше не было. Пастер, напротив, считал, что с воздухом извне поступает пыль, содержащая невидимые «зародыши» или «споры» плесени, которые начинают активно развиваться, попав в настой. Чтобы взрастить жизнь, нужна жизнь.
В принципе было достаточно ясно, какую из этих противоположных точек зрения выбрать. Подайте в смесь воздух, полностью свободный от «пыли» или «спор». Если в этом случае в смеси разовьется жизнь, теория о самозарождении будет подтверждена.
На практике проблема заключалась в том, что очень трудно создать полностью стерильный воздух, учитывая, что споры, упоминаемые Пастером, неразличимы человеческим глазом, и на момент его исследований не было никаких способов достоверно определить степень чистоты изучаемого воздуха. Тем не менее было предложено много оригинальных решений. Воздух нагревали или пропускали через кислоту, чтобы убить споры. Эксперименты проводились в помещениях давно заброшенных архивов, где должна была давно осесть вся пыль. Воздух хранился в контейнере, покрытом жиром для улавливания пыли, или нагнетался в емкости через длинную изогнутую трубку, которая должна была выполнять все ту же функцию фильтра (рис. 2.4).
Рисунок 2.4. Колба с горлышком, напоминающим шею лебедя
Самый впечатляющий путь к получению достаточно чистого воздуха привел исследователей на вершины гор. В 1860 году Пастер взял с собой 20 тщательно приготовленных отваров на Мер-де-Глас, ледник на горе Монблан во французских Альпах, где подверг эти отвары воздействию холодного чистого альпийского ветра на высоте более 180 метров над уровнем моря. Вернувшись в Париж, ученый обнаружил, что плесень появилась всего в одном отваре. Таким образом, казалось бы, гипотезу о невозможности самозарождения жизни следовало считать доказанной. Однако у Пастера был конкурент. Его великий соперник Феликс Пуше в ответ повторил эксперимент Пастера высоко в Пиренеях, и на всех его отварах появилась плесень.
За год до этого Пастер и Пуше поссорились из-за противоположных взглядов на возможность самозарождения жизни. Был созван комитет Французской академии наук, чтобы присудить приз за лучшее практическое исследование этого вопроса – конкурс, исход которого, по мнению обеих сторон, должен был вынести окончательный вердикт о возможности возникновения слизи и плесени из полностью неорганических ингредиентов. Когда комитет собрался, Пуше обнаружил, что в нем полно сторонников Пастера. Он предпочел уйти, нежели предстать перед таким подозрительным трибуналом. Затем, после успешного эксперимента в Пиренеях, он и Пастер договорились о матче-реванше. Однако и в этот раз он обнаружил, что комиссия полностью состоит из его противников. Он предложил изменить правила, но сторонники Пастера не согласились. Пуше снова удалился, и это был конец идеи спонтанного зарождения.
Некоторые авторы обвиняли Пастера в том, что из-за него провалились оба суда; они указывают на его репутацию (которая была несколько запятнана выпуском его лабораторных журналов) воинственного и несправедливого участника научных споров. Однако я бы рассматривал этот эпизод скорее как некую притчу из жизни, иллюстрирующую тот факт, что в научном процессе взвешивание доказательств – задача, обычно возлагаемая на беспристрастный суд – редко бывает объективным и тем более методичным, но всегда подвергается влиянию политических и личных мотивов, как в процессе рассмотрения доводов, так и во время вынесения окончательного решения.
До сих пор мы говорили в основном о теоретических исследованиях, опирающихся в первую очередь на личный энтузиазм ученых, но, понаблюдав за проверками исследований, спонсируемых промышленностью, мы только убедимся в правильности моего суждения о мотивах, лежащих в основе научных вердиктов.
Торговые компании порой финансируют независимые научные исследования в надежде обнаружить факты, способствующие их прибыли. При этом нередко выясняется, что из двух групп ученых, работающих над неким вопросом, одна из которых финансируется промышленностью, а другая нет, группа, поддерживаемая промышленностью, со значительно большей вероятностью придет к коммерчески благоприятным выводам, даже если эта группа состоит из университетских ученых, не связанных с отраслью напрямую.
Исследователи, финансируемые Coca-Cola, PepsiCo и другими производителями газированных напитков, в пять раз чаще, чем другие, обнаруживают отсутствие прямой связи между употреблением подслащенных газированных напитков и ожирением. Те, кого финансируют табачные компании, в семь раз чаще других обнаруживают, что пассивное курение не оказывает вредного воздействия на здоровье. Исследователи эффективности новых лекарств, не финансируемые фармакологической отраслью, получают доказательства эффективности препарата всего в 80 % случаев, в то время как ученые, финансируемые создателями лекарств, обнаруживают положительный результат почти в 100 % случаев. Похоже, наукой руководят не только холодные, беспристрастные факты, но и неумолимые деньги.
Как же выходит так, что наука со всеми ее протоколами, процедурами и статистическими алгоритмами остается настолько податливой, до такой степени подчиненной в своих проявлениях личным, общественным и финансовым интересам? Разве ученые сознательно и преднамеренно ниспровергают или игнорируют научный метод, приветствуя его публично, а затем в частном порядке делая то, что лучше всего соответствует их частным целям? Или сам научный метод – это некая химера (то есть то, чего на самом деле нет), заставляющая ученых слепо бродить во тьме, опираясь на столь же беспочвенные предубеждения, как и тысячи лет назад? Ни одно из объяснений, я думаю, нельзя назвать полностью соответствующим действительности.
Но урок, который отсюда можно извлечь, достаточно несложен: на результат научного процесса сильно влияют цели и интересы ученых, от стремления Эддингтона к объединенному европейскому научному миру до более прагматичных интересов исследователей, финансируемых различными корпорациями. Это один из аспектов, в котором наука, вопреки надеждам методистов, несомненно субъективна.
В описанных мною случаях «субъект» – исследователь – навязывает ходу исследования, вольно или невольно, свои цели. Наряду с этим подвидом субъективности, есть и еще один смысл, в котором наука пронизана субъективностью от и до: ученые навязывают науке не только свои цели, но и свои предпочтения. Позвольте мне рассказать еще одну историю. И начинается эта история с публикации новой книги.
До появления Интернета ничто не давало настолько полной, подробной и очевидной информации, как сложная карта, за исключением, пожалуй, нескольких томов карт одновременно. В 1911 году молодой немецкий ученый и исследователь по имени Альфред Вегенер заглянул в такой том, новое издание почтенного Allgemeine Handatlas, в котором впервые были опубликованы замеры глубины океана, проведенные британской экспедицией «Челленджера». То, что Вегенер увидел в атласе, поразило его.
Многие прежние геологи, картографы и просто любители рассматривать карты замечали любопытное сходство между береговыми линиями Южной Америки и Африки, заставлявшее предположить, что они были «вырезаны» из одной огромной тектонической плиты и «растолканы» по разные стороны Атлантики. Но географы XIX века знали, что уровень моря значительно изменялся на протяжении веков. При изменении уровня моря меняется форма берега; береговые линии, таким образом, крайне подвижны, и поэтому тот факт, что прямо сейчас американское и африканское побережья удивительно схожи по форме, по сути ничего не говорит нам о происхождении этих континентов.
Благодаря данным «Челленджера» в новый немецкий атлас были включены очертания не только форм рельефа, но и континентальных шельфов, тех относительно неглубоких участков морского дна, что находятся в границах литосферных плит, образующих континенты. Формы континентов и их шельфов фиксированы, в отличие от береговых линий: они не меняются по мере изменения уровня моря. На страницах атласа Вегенер увидел почти идеальное совпадение между восточным континентальным шельфом Южной Америки и западным шельфом Африки. Такое совпадение, подумал он, не может быть случайностью.
Вдохновленный, он написал книгу, которой суждено было стать одной из самых противоречивых публикаций нового века. В этой книге, «Происхождение континентов и океанов», опубликованной в том же 1915 году, что и теория гравитации Эйнштейна, использовались геологические и палеонтологические данные, доказывающие, что Африка и Южная Америка в прошлом должны были быть одним континентом. Во-первых, их береговые линии идеально совпадают; во-вторых, ряд скальных образований и ископаемых остатков на обоих континентах также совпадают в том месте, где когда-то, предположительно, эти континенты соединялись друг с другом (рис. 2.5). Как же тогда они оказались разделены одним из крупнейших мировых океанов? Вегенер предположил, что континенты должны были каким-то образом перемещаться по поверхности земли. Так родилась теория дрейфа материков.
Рисунок 2.5. Карта из более позднего издания «Происхождения континентов и океанов» Вегенера, основанная на работе южноафриканского геолога Александра дю Туа, показывающая геологическую и палеонтологическую (мезозавр) преемственность на суше Южной Америки и Африки
Представление о миллионах квадратных километров гор, лесов, речных долин, пустынь и степей, беспечно путешествующих через океан в неизведанные края, даже сегодня нелегко принять. Скептики не могли поверить в теорию Вегенера без убедительной гипотезы о механизме дрейфа, гипотезы, которая была бы достаточно правдоподобной и для которой существовали бы некоторые прямые доказательства. Вегенер же мог предложить только необоснованные гипотезы – он имел не больше представлений о том, как происходит дрейф, чем скептики, – но он думал, что доказательства того, что это произошло тем или иным образом, неопровержимы. Судьба теории качалась на волоске: в одних кругах на гипотезу о дрейфе смотрели вполне благосклонно, в других – с сомнением, граничащим с недоверием. Однако в 1943 году гипотезу Вегенера атаковал выдающийся биолог-эволюционист Джордж Гейлорд Симпсон, и она рухнула под тяжестью его репутации. К тому времени сам Вегенер был уже не в состоянии защитить себя. Он погиб в 1930-м, пытаясь пополнить запасы научной станции в Гренландии накануне приближающейся зимы. Его научная карьера была вполне успешной, но массовое недоверие, возникшее после публикации теории о дрейфе материков, подмочило его репутацию.
Почему Вегенеру не удалось убедить мир в своей правоте? Он был совершенно прав, полагая, что сумма собранных им данных достаточно достоверно отражает различные последствия дрейфа континентов. Но его критики, в том числе Симпсон, также были правы, считая отсутствие убедительного объяснения механизма для столь глобального процесса основным аргументом против этой теории. Чья же правота оказалась ближе к действительности? Как это часто бывает в науке, аргументы свидетельствовали в равной степени и за выдвинутую теорию, и против нее.
Если континенты движутся, должен существовать некий физический процесс, посредством которого осуществляется это движение. Современники Вегенера не знали ни одного достаточно подходящего механизма. Те, кто выступал против дрейфа, ошибочно полагали, что они достаточно хорошо разбираются в геологии Земли, чтобы исключить любую гипотезу, обосновывающую физическую природу дрейфа. Те, кто выступал в его пользу, были готовы предположить, что механизм существует, но им оставалось только догадываться о его природе. Противники дрейфа были в высшей степени самонадеянными; сторонники – необычайно смелыми и, возможно, даже безрассудными.
Вы можете подумать, что самым разумным ответом на идеи Вегенера было бы просто переждать спор. Но это было бы ошибкой. Научные суждения иногда приходится выносить на основе явно неполных данных – бездействие же может иметь катастрофические последствия, как сейчас, по-видимому, и произошло в случае с исследованиями глобальных изменений климата. Что еще более важно, как подчеркивали и Кун, и Поппер, – чтобы должным образом проверить теорию, и исследовать все наиболее красноречивые доказательства как за, так и против нее, нужны сторонники. Только те, кто посвятил себя доказательству истинности теории – куновские ученые, ограниченные парадигмой, принципиально неспособные сомневаться, – или доказывающие ее ложность – попперовские сторонники фальсификации любой гипотезы, – будут иметь достаточно мотивации для проведения многолетних экспериментов. Если бы каждый ученый, вместо того чтобы отреагировать на теорию Вегенера, решил подождать и понаблюдать, мы бы ждали до сих пор.
Таким образом, ученые должны принимать решения относительно того, как данные соотносятся с теорией, в тот момент, когда обе стороны приводят свои аргументы. Достаточно часто подобные решения принимаются, исходя из личных вкусов или внешних обстоятельств. Человек из высшего общества, такой как Симпсон – профессор Колумбийского и Гарвардского университетов и обладатель нескольких престижных премий, – может чувствовать себя спокойнее, исповедуя более ортодоксальные взгляды, в то время как такой аутсайдер и авантюрист, как Вегенер (бывший среди всего прочего воздухоплавателем-рекордсменом), возможно, больше склонен к риску, предполагая, что доказательства, необходимые его теории, находятся непосредственно за научным горизонтом. Иногда решения и вовсе принимаются на основаниях, в высшей степени поверхностных: ученые в Соединенных Штатах, где Симпсон был более авторитетным, как правило, гораздо более скептически относились к теории дрейфа, чем в Великобритании и Европе.
Выдвигая свои прямо противоположные суждения, Симпсон и Вегенер не игнорировали имеющиеся данные, но не меньше, чем эмпирические данные, на их мнение влияли темпераменты обоих исследователей, репутация в научном мире, отношение коллег и, несомненно, огромное количество других психологических аспектов. Так работает человеческое мышление. Таким образом, мы получаем великолепное разнообразие гипотез и, как следствие, ожесточенные споры между их приверженцами.
Согласно мыслителям, которых я называю методистами, исключительность науки состоит в первую очередь в стандартизированной методологии и протоколах проведения эмпирического исследования. Однако все истории, изложенные в этой главе, прямо противоречат умозаключениям методистов. Не метод побеждает человеческую слабость; человеческая слабость побеждает метод. Именно тогда, когда объективность важнее всего, ученые – и наиболее великие из них будут здесь в первых рядах – склонны использовать весь свой политический вес и ораторские таланты, чтобы исказить ход исследования в собственную пользу. Не существует ни высшей власти, способной обуздать этот хаос, ни единого беспристрастного судьи, выносящего вердикты, под которыми обязаны подписаться все исследователи, есть лишь множество противоборствующих трибуналов в духе пастеровского, каждый из которых состоит из сторонников определенного круга интересов или определенного взгляда на мир.
Я начал «Машину знаний» с рассказа об идеях двух великих мыслителей-методистов не только потому, что методизм прост, привлекателен и крайне значим в историческом аспекте, но и потому, что сам я тоже своего рода методист: я хочу обратиться к общему научному коду, чтобы объяснить способность науки разыскивать теории, обладающие наибольшей познавательной и прогностической силой. И здесь я, похоже, столкнулся с проблемой: от кода мало толку, если его игнорировать как раз тогда, когда это важнее всего. Я еще не закончил даже вторую главу, а методизм уже избит, стоит на коленях и молит о пощаде.
Но здесь на помощь мне приходит идея, которой придерживаются многие заинтересованные ученые, выдвинутая все тем же Карлом Поппером и окончательно сформулированная писателем и хирургом Атулом Гаванде:
«Отдельные ученые… могут быть знамениты упрямством, нерассуждающей приверженностью определенным теориям, пренебрежительностью к новым доказательствам и игнорированием ошибок… Но как общественное начинание [наука] прекрасно самокорректируется».
О том, что «наука самокорректируется», часто можно услышать после разоблачения мошенничества или методологического безрассудства. Те, кто защищают научную объективность, вроде Гаванде, с сожалением признают, что неэтичное или, по крайней мере, небрежное поведение таких ученых, как Эддингтон или Пастер, является серьезным препятствием для научного прогресса в целом: оно может замедлить, отклонить, даже временно обратить вспять рост знания. Но научное исследование одновременно конкурентно и кооперативно, и поэтому ученые-практики постоянно проверяют друг друга, надеясь либо продемонстрировать надежность исследований, на которых базируются их собственные теории, либо опровергнуть работу, которая противоречит результатам, полученным ими самими. Даже если ученым не хватает пропагандируемого Поппером критического взгляда на свою собственные работы, у них есть много причин относиться с должной требовательностью и скептицизмом к работе других.
Таким образом, по мнению большинства сторонников «самокоррекции», нарушения, задокументированные в этой главе, вполне реальны, но совершенно нерепрезентативны. Это самые крайние случаи, служащие скорее примерами любопытных единичных казусов, чем отражением фактического положения дел. Если бы вы заглянули в какую-нибудь научную лабораторию, то обнаружили бы, что подобные сомнительные спекуляции – огромная редкость, и работа ведется ни в коем случае не идеально, но по большей части вполне прилично: ученые искренне пытаются следовать методологии ведения исследования и в основном преуспевают в этих попытках.
И в самом деле, может быть, заглянуть в лабораторию – не такая уж плохая идея.
В 1975 году молодой французский антрополог по имени Бруно Латур отправился наблюдать за представителями необычной южнокалифорнийской субкультуры. Его испытуемыми были исследователи, работавшие в лаборатории эндокринолога Роже Гиймена – ученого, которому два года спустя предстояло получить Нобелевскую премию по медицине за открытие структуры тиролиберина.
В то время у Латура «понимания науки не существовало», как писал он позже, добавляя, что он «совершенно ничего не знал о социологии науки», но именно поэтому он и находился «в классическом положении этнографа, посланного в совершенно чуждую среду», как Маргарет Мид на архипелаге Самоа или Наполеон Шаньон среди яномамо в тропических лесах Амазонки.
Латур провел два года в лабораториях Гиймена в Институте Солка в Сан-Диего и обнаружил там своего рода самовосполняющийся цикл бытия. В лабораторию Гиймена поступало огромное количество препаратов, лабораторных животных и энергии, которые поддерживали сложнейший физический и социальный процесс, в ходе которого составлялись научные отчеты посредством «устройств записи», функция которых заключалась в «преобразовании кусочков материи в письменные документы» (рис. 2.6). Эти документы, статьи, опубликованные в научных журналах, в свою очередь превращались в некий «кредит» – научную репутацию, которая представляет собой не столько самоцель, сколько некий ресурс, который может быть израсходован на приобретение новых препаратов, лабораторных животных и энергии, новые устройства для записи, а также оплату труда ученых и техников, следствием работы которых станут новые тома отчетов и накопление новых «кредитов». Научная лаборатория, как писал Латур и его коллега Стив Вулгар в книге «Лабораторная жизнь», – это не столько сложная техника, сколько некое подобие живого организма, и его главная задача – выживание и размножение.
Рисунок 2.6. Машина знаний Гиймена в представлении Латура
Но что же насчет правил мышления, которые, согласно Гаванде и Попперу, управляют большинством обычных научных исследований? Что насчет кодекса интеллектуального поведения, которым периодически поверяются рассуждения ученых, позволяя науке «самокорректироваться» и, таким образом, оставаться более или менее объективной?
Латур действительно увидел много объективного в лаборатории Гиймена. Процедуры измельчения мозговой ткани и извлечения таких веществ, как ТРГ, были известны всем техникам и тщательно соблюдались. То же можно сказать и о подготовке данных, которые использовались для проверки гипотез о структуре ТРГ и других молекул. В ходе применения одного из этих методов было создано синтетическое вещество с аналогичной структурой. После его сравнили с оригинальным ТРГ. Для сравнения взяли хроматограммы – изображения, созданные с использованием двух исследуемых веществ. Если два (правильно приготовленных) вещества дают в результате одинаковые хроматограммы, то и их компоненты тоже одинаковы; идентичность хроматограмм в данном случае является свидетельством в пользу предполагаемого строения исследуемого вещества. Хроматограмма готовится с использованием аппарата, который можно заказать у производителей научного оборудования, и к этому аппарату прилагается руководство пользователя, в котором изложены алгоритмы применения аппарата; если ученый не следует руководству, он объективно и явно ошибается, и эту ошибку можно исправить, как утверждают Гаванде и Поппер.
Как обнаружил Латур, подготовка материалов исследования была вполне объективной, в отличие от интерпретации результатов. Между двумя хроматограммами одного и того же вещества всегда будут небольшие различия, точно так же, как есть незначительные различия на двух фотографиях одного и того же человека. Поэтому ученые должны определиться, с какого момента подобные различия становятся пренебрежимо малыми. Но если и существовало какое-то правило для решения подобных вопросов, то ученые, за которыми наблюдал Латур, ему не следовали. Скорее они прибегали к «частным молчаливым переговорам, постоянно меняющимся оценкам и неконтролируемым бессознательным жестам». Так же обстояло дело и со всеми остальными вопросами интерпретации: чтобы сделать выводы о том, как эмпирические данные соотносятся с выдвинутыми гипотезами, не использовались ни общие правила, ни объективные критерии. Вместо этого были споры, интуиция, личные договоренности и корпоративные традиции. Подводя итог, Латур и Вулгар написали: «Мы не обнаружили никакого явного обращения к нормам науки».
Таким образом, в лаборатории Гиймена проводилось вполне объективное измерение мозга и его составляющих, однако ученые получали довольно мало объективных доказательств. Когда дело доходило до выяснения, что могут сказать тщательно сопоставленные данные о структуре ТРГ и смежных вопросах, даже младшие ученые не следовали единым правилам. Не обращая внимания на официальные протоколы, они продолжали ставить на одну полку эмпирические данные, свое личное мнение, культурный багаж и политическую позицию.
И так обстоят дела во всем научном мире. Гематолог Джеймс Цимринг сообщает о смятении начинающих ученых, впервые оказавшихся в настоящей лаборатории:
«Работа, которую выполняли они сами и их коллеги-исследователи, казалась “неудачной”. Все было хаотично, научную форму этому хаосу придавали вручную… Часто рациональные объяснения придумывались задним числом, чтобы обосновать полученный прогресс».
Таким образом, гипотеза о «самокорректировании» тоже ставится под сомнение: наука не сможет «исправлять» себя, если никто не будет обращать вообще никакого внимания на стандарты и протоколы.
Где же тогда научный метод? Его не существует, говорят последователи и сторонники Латура. Нет ни одной структуры или системы, которая делала бы науку более объективным, более достоверным, более ориентированным на истину способом познания мира, чем любой другой. Спор о великом методе – не более чем чертежи на песке. Этот тезис, поддерживаемый многими современными социологами и историками науки, я называю радикальным субъективизмом. Это антитеза методизму.
Таким образом, согласно субъективистам, мир научного исследования, при всем его своеобразном исследовательском и методологическом аппарате, а также наросшей на методологию идеологии, представляет собой, по существу, не более чем миниатюрную модель человеческого общества, включающего десятки тысяч участников, каждый из которых имеет собственное представление о том, что стоит делать и как. Ученые чаще преследуют противоположные цели, нежели общие. Иногда они вообще не разговаривают друг с другом, иногда спорят, иногда яростно опровергают друг друга. Иногда они видят только то, что хотят, иногда – только то, что им сказали, иногда – в первую очередь свою репутацию и статус в сравнении с соперниками, вследствие чего материал научных теорий начинает рассматриваться скорее как средство саморекламы, чем как цель. Наука с точки зрения радикального субъективизма, не более чем еще один способ человеческого бытия с достижениями и изъянами, присущими человечеству в целом.
Но как же быть с эмпирическими фактами? «Мир природы играет незначительную роль или даже вовсе не имеет значения в построении научных знаний», – пишет социолог науки Гарри Коллинз. Точно так же социолог Стэнли Ароновиц говорит: «Наука узаконивает себя, предлагая открытия власти, и эта связь полностью определяет (а не просто влияет), что считается надежным знанием». Короче говоря, факты – не более чем пешки в игре, в которой «самая сильная команда решает, что считать правдой».
Уверенность Поппера во всесилии фальсификаций, теория Куна о смене парадигм, любая другая система или метод, которые требуют от ученых отказаться от собственной индивидуальности, по мнению радикальных субъективистов, безнадежны все до единого.
Ученые слишком человечны. Они не готовы следовать ни общепринятому, ни даже локальному сценарию. Они предпочитают вести бесконечные споры, оставаться в плену контекста и выдвигать парадоксальные суждения.
Радикальные субъективисты, я думаю, правы в отношении субъективности науки. Но они обречены на ошибку в своем дальнейшем утверждении, что нет ничего, что отличало бы науку от повседневного мышления или философского созерцания. Это объяснило бы все грязные подтасовки и скандалы, связанные с научными исследованиями, но не смогло бы объяснить главное: великую волну прогресса, последовавшую за научной революцией. Медицинский прогресс, технологический прогресс и прогресс в понимании междисциплинарности знания и алгоритмов научного исследования. Огромный, бесспорный, радикально изменяющий человеческую жизнь прогресс.
Некоторые из субъективистов намекают, что предполагаемый вклад научного прогресса в то, как изменилась жизнь человечества после научной революции – не более чем пропаганда, и утверждают, что технологические прорывы происходят скорее вследствие множества проб и ошибок, чем вырастая из глубокого понимания структуры лежащей в основе всех вещей. Однако в большинстве своем даже субъективисты готовы согласиться как с теоретическими, так и с практическими достижениями науки. «Наука остается… безусловно, самой надежной совокупностью естественных знаний, которая у нас есть», – пишет социолог Стивен Шейпин. Этот внезапный вывод об устройстве науки со всеми ее метаниями, противоречиями и заблуждениями, мало чем отличается от следующего пересказа сказки о Золушке: Золушка росла в ужасных условиях, мачеха и сводные сестры постоянно обижали ее. Потом она вышла замуж за прекрасного принца и жила долго и счастливо. Не кажется ли вам, что здесь отсутствует часть истории, и притом лучшая ее часть?
В груде обломков, оставшихся после бала, среди скрытых мотивов, корыстных объяснений, игр власть предержащих, раздавленных цветов, разбитых кубков, невыполненных обещаний, вы все еще можете надеяться разглядеть блеск хрустальной туфельки, ключ, который соединит две части сказки. Туфелька – это научный метод, объективное правило, устанавливающее стандарт поведения ученого, которому следовали даже Эддингтон и Пастер, отвечая на философский вопрос о том, почему наука в поисках знания обладает настолько огромной и несомненной силой.
Если этот ключ существует, он должен быть тонким и изысканным. Он должен соответствовать всему, что было сказано ранее о предвзятости мнений и действий ученых, и в то же время предлагать альтернативу позиции радикальных субъективистов. Он должен доказать, что научное исследование – это не рядовое человеческое занятие. Он должен продемонстрировать, что в функционировании науки есть что-то уникальное, позволяющее объяснить ее успехи. Он должен одновременно признавать значение нашей человечности и показывать, что эта человечность может и должна быть преодолена.
Не кажутся ли вам эти требования невыполнимыми? Я покажу вам, что удовлетворить его еще труднее, чем можно было бы предположить. Не только человеческая природа, но и сами законы логики борются против объективности научного мышления.
Присяжным потребовалось немногим больше часа, чтобы признать Тодда Уиллингема виновным в поджоге, в результате которого погибли три его дочери. Доказательства были неопровержимыми. Специалист по поджогам показал, что особенности пожара ярко свидетельствуют о наличии горючей жидкости, наподобие бензина, которую разлили по всему дому, начиная от внутренних помещений и заканчивая крыльцом. Подозрительное пятно на крыльце действительно оказалось жидкостью для розжига. Свидетели – соседи и начальник пожарной охраны – показали, что Уиллингем казался странно невозмутимым, наблюдая за полыхающим домом. А заключенный, отправленный в тюрьму вместе с Уиллингемом после его ареста, показал, что обвиняемый сознался в преступлении, заявив, что он взял «какую-то жидкость для розжига, разбрызгал [ее] по стенам и полу и поджег». В августе 1992 года, через восемь месяцев после пожара, судья Техаса приговорил Уиллингема к смертной казни.
Десять лет спустя, когда Уиллингем томился в камере смертников, ситуация стала казаться куда менее однозначной. Сочувствующая посетительница тюрьмы, Элизабет Гилберт, обнаружила определенные несоответствия в показаниях наблюдателей: их интерпретация поведения Уиллингема во время пожара значительно изменилась в худшую сторону после того, как они узнали, что его обвиняют в убийстве, – это хорошо известное когнитивное искажение. Примерно в то же время заключенный, который утверждал, что получил спонтанное признание Уиллингема, подал ходатайство об отказе от показаний. И, возможно, наиболее важно то, что значительно возросшее понимание динамики домашних пожаров показало, что то, что во время судебного разбирательства было признано несомненными признаками поджога, легко могло быть не более чем несчастным стечением обстоятельств. Жидкость для розжига на крыльце? Вполне возможно, что она осталась после барбекю, которое семья устроила незадолго до происшествия.
Никто никогда не узнает, убил ли Тодд Уиллингем своих дочерей. Он был казнен в 2004 году. В 1991 году те, кто участвовал в деле против него – пожарные, соседи, начальник пожарной охраны, прокурор, – взяли на себя обязательства честно и беспристрастно рассмотреть дело. Но многие сейчас считают, что в штате Техас был казнен невиновный человек.
Система уголовного правосудия стремится раскрыть правду. Однако даже когда она работает должным образом, интерпретация доказательств может зависеть от того, надежен ли свидетель или верна ли гипотеза – например, предположения следователей об использовании горючих веществ. И в тот момент, когда это наиболее важно, может не быть объективных оснований для того, чтобы дать ответы на поставленные вопросы. Информация неполна, однако решение должно быть принято незамедлительно. У присяжных нет иного выбора, кроме как опираться на то, что кажется им наиболее правдоподобным. Гораздо позже может выясниться, что свидетель не заслуживает доверия или что гипотеза была ложной. Не имея релевантных способов прозревать истину, присяжные используют ту информацию, которая у них есть.
Точно так же обстоит дело и в науке. Иногда это инструмент измерения – свидетель, если хотите, – от которого зависит решение. Иногда это теория как таковая. Ученые, стремящиеся разобраться в доказательствах, не могут быть нейтральными. Они должны определить, правдивы ли показания их инструментов, верны ли теоретические предположения. Им больше нечем руководствоваться, и они должны следовать тому, что кажется правильным им. Они должны прибегать к сколь угодно обоснованным, но все же догадкам, и это делает научное рассуждение неизбежно субъективным.
Вспомните 1919 год и эксперимент Эддингтона. Предположение, положенное в основу экспедиции по наблюдению затмения было простым. Если бы прав был Эйнштейн, то свет звезд, близких к Солнцу, преломлялся бы в два раза сильнее, чем если бы был прав Ньютон. Просто измерьте степень преломления, и вы увидите, какая из двух теорий верна.
В Бразилии два члена команды Эддингтона использовали астрографический телескоп и сделали 18 фотографий затмения. Результаты этих фотографий показаны на рисунке 2.3, где (как вы помните) наблюдения сведены к единственному числу в правом нижнем углу, показывающему общую степень искривления: почти идеальные ньютоновские 0,86 угловой секунды. Однако Эддингтон защищал теорию Эйнштейна, и вследствие этого отверг фотографии, сделанные астрографическим телескопом.
Может показаться, что он нарушил методологическую заповедь, провозглашаемую Поппером, заповедь о том, что если прогнозы, сделанные на основании предложенной теории, получили однозначное опровержение, то должна быть отвергнута и сама теория. Но это не соответствует действительности. Как мы можем заметить, Эддингтон не нарушил никаких правил, принижая бразильские данные. Даже самый недобросовестный ученый не смог бы здесь ничего нарушить, потому что, как правильно заметили Бруно Латур и Стив Вулгар, здесь вовсе не существует подобных правил. Кроме того, тут имеет место не только социологический факт, но и практическое проявление философской концепции. Даже самые согласованные попытки сформулировать такие общие для любого научного исследования правила, как принцип фальсификации Поппера, систематически терпят неудачу по совершенно объективным причинам, и в итоге интерпретация доказательств учеными не подвергается никаким ограничениям.
Чтобы понять причину, взгляните повнимательнее на доводы, которыми Эддингтон объяснял, почему он проигнорировал данные с астрографического телескопа. Он утверждал (что произвольно, само по себе сомнительно, но вполне допустимо), что в работу телескопа закралась некая ошибка, в результате чего он систематически занижал данные о гравитационном изгибе. Хотя у Эддингтона и не было прямых доказательств его тезиса, тем не менее такая «заниженная оценка» действительно могла иметь место, причем сразу по нескольким причинам.
Вы не можете просто посмотреть в телескоп и увидеть преломление света: для этого вам нужно сфотографировать видимое положение звезд рядом с солнечным диском в момент затмения и впоследствии сравнить их с той же группой звезд, когда они находятся далеко от Солнца. Степень искривления выявляют по разнице положений на снимках. Эта разница крайне невелика: измеренное гравитационное отклонение в 0,86 угловой секунды равно 0,0002 градуса, что соответствует смещению положения всего на 1/60 миллиметра, которое и зафиксировано на бразильских астрографических пластинах. При этом все, что может хоть как-то повлиять на измерения, приведет к критической ошибке в расчете угла гравитационного искривления.
Таких препятствий при проведении эксперимента было достаточно много, ведь настройка телескопа в Бразилии оказалась довольно сложной. На рисунке 3.1 вы видите астрографический телескоп в Гринвичской обсерватории в Англии. Он прикреплен к тяжелому, тщательно спроектированному штативу, которое позволяет наблюдать за любой точкой небесного свода. У Эддингтона не было такого крепления. В Бразилии телескопы были уложены горизонтально и направлены на горизонт (рис. 3.2). Внешнее зеркало каждого телескопа отражало свет от цели в небе вниз по стволу телескопа.
Рисунок 3.1. 13-дюймовый астрографический телескоп Королевской Гринвичской обсерватории, основные оптические элементы которого были доставлены в Бразилию и собраны заново для проведения эксперимента
Рисунок 3.2. Установка телескопов экспедицией Эддингтона в Бразилии. Астрографический телескоп находится слева, 4-дюймовый – справа. Наружные зеркала на переднем плане, установлены на блоке
Эддингтон и его команда вцепились в недостатки собранного ими устройства, чтобы объяснить, почему измерения астрографического телескопа могли оказаться неточными. Они также предположили, что жар тропического солнца, освещавшего зеркало телескопа перед началом затмения, мог вызвать неравномерное расширение, которое исказило фотографические изображения. Зеркало, несомненно, было достаточно несовершенным, хотя ученые и нашли способ избежать более серьезных последствий этого несовершенства. Наконец, механизм, который удерживал зеркало, компенсируя вращение Земли, работал неравномерно. Таким образом вполне вероятной становится погрешность в 0,0007 дюйма, что соответствует ньютоновской, а не эйнштейновской гипотезе, даже если эта гипотеза не соответствует действительности.
«Эмпирический факт», представленный в правом нижнем углу рисунка 2.3, – угол гравитационного изгиба – это не наблюдаемая, но вычисляемая величина, число, таким образом, ее значение зависит от длинной цепочки предположений, ряд из которых легко могут оказаться ложными. Однако то же самое относится и к углу изгиба, измеренному с помощью 4-дюймового телескопа, расположенного рядом с астрографическим, зафиксировавшего те же искажения тех же лучей, но подтвердивший при этом конкурирующую гипотезу. Действительно, глядя на данные эксперимента мы можем увидеть, что в работе 4-дюймового телескопа также была допущена системная ошибка, поскольку на основании сделанных им фотографий был получен угол искривления значительно больший, чем допускала теория Эйнштейна. Эддингтон должен был сделать выбор. Сбросить со счетов данные астрографического телескопа или дюймового? Или объявить неудачным весь эксперимент? Он не располагал достаточным количеством информации, чтобы дать заведомо правильный ответ. Поэтому из возможных вариантов он выбрал наиболее симпатичный лично ему.
В ситуации Эддингтона не было ничего необычного. При интерпретации данных ученые часто имеют большое пространство для маневра и слишком редко – однозначное понимание того, какие действия объективно правильны, а какие нет.
Пространство для маневра существует не в последнюю очередь потому, что, как показывает эксперимент с затмением, теории сами по себе не предсказывают, какие данные будут получены в ходе эмпирического исследования. Чтобы вообще что-либо сказать о результате эксперимента – например, о положении пятен на фотопластинке, – теории должны поддерживаться другими постулатами, другими предположениями о надлежащем функционировании экспериментального оборудования, пригодности условий и многих других вещах.
Другими словами, теория, подобно средневековому рыцарю, никогда не сражается в одиночку, а скорее вступает в битву в компании свиты предположений. Именно эта конструкция в целом – то, что вы могли бы назвать теоретической когортой, – делает прогнозы и дает объяснения результатов экспериментов, измерений и других наблюдений. Теория привлекает все внимание. Но она не может вступить в бой с врагом без своего отряда латников.
Следовательно, если что-то идет не так, теорию можно спасти от опровержения, обвинив в ошибочности сопутствующие предположения – как это сделал Эддингтон, когда использовал логические доводы, а также свой немалый вес в обществе, чтобы объяснить получение данных, явно не соответствовавших выдвинутой гипотезе. Столкнувшись с ошибочным предсказанием, ученый должен решить, в каком случае следует принести в жертву сопутствующие предположения, чтобы спасти теорию, а когда пора признать, что сама теория потерпела неудачу.
Карл Поппер крайне серьезно отнесся к этой проблеме. У него не было выбора, поскольку подобные решения подрывали его центральную идею о том, что наука развивается, устраняя теории, которые делают ложные прогнозы. Если теорию можно оправдать всякий раз, когда что-то выглядит неправильным, обвинив сопутствующее предположение – например, заявив о неточности в работе измерительных приборов, – то как можно окончательно отказаться от теории?
Поппер допускал, что иногда позволительно обвинить подобное предположение ради спасения теории, но только при определенных условиях. Он требовал, чтобы новые предположения, сделанные в ходе такой защиты, сами по себе были фальсифицируемыми и чтобы их сторонники прилагали все усилия для их проверки. Этой рекомендации ученые часто и с удовольствием следуют. В конце 2011 года было обнаружено, что нейтрино, созданные в исследовательском центре ЦЕРН в Швейцарии, двигаются со скоростью, превышающей скорость света, – невероятный результат, невозможный в рамках теории относительности Эйнштейна. Однако вместо того, чтобы отвергнуть теорию относительности, подавляющее большинство физиков предположили, что с измерительным прибором что-то пошло не так. Но на этом дело не остановилось; спасая теорию от фальсификации, они последовали совету Поппера и приступили к проверке предположения, от которого зависела судьба теории. Тщательная проверка техники, использовавшейся в эксперименте, показала, что ученые не зря сомневались: одна деталь просто-напросто отвалилась.
Такая тщательная проверка не всегда возможна. Записывая свои результаты спустя несколько месяцев после затмения, Эддингтон никак не мог перепроверить, например, расширение зеркала под воздействием солнечного тепла в тот день. То же верно и для многих других сбоев в ходе проведения экспериментов: предполагаемые отклонения в ходе работы приборов часто носят временный характер, и впоследствии невозможно определить, действительно ли имели место некие аберрации, и если да, то в какой степени.
Поппер предложил другой способ борьбы с этими случаями: проводить эксперименты повторно, с большей тщательностью. Теоретически этот совет хорош, однако же и он далеко не всегда осуществим. Солнечные затмения достаточно редки сами по себе; затмение же 1919 года следует квалифицировать как редчайшее явление, поскольку Солнце в момент полного затмения находилось в центре поля относительно ярких звезд. Как отметил Эддингтон, рассказывая об эксперименте, это счастливое совпадение «не повторится в течение многих лет». Возможно, он и не отказался бы повторить свой эксперимент, но такой возможности у него попросту не было, поэтому Эддингтону пришлось принимать решение на основе имеющихся данных.
Действия Эддингтона были такими сумбурными не потому, что он пренебрегал правилами научного мышления, а потому, что сложности эмпирического исследования – точного измерения малых или сложно получаемых величин – означали, что у него не было однозначного алгоритма для интерпретации полученных данных. Даже настойчивые попытки великого методиста Карла Поппера сформулировать принципы, исходя из которых следует принимать решение о том, содержится ошибка в работе инструментов или же в самой гипотезе, не помогли. Иногда ученый, стремящийся интерпретировать значение эмпирических данных, подобно члену суда присяжных, столкнувшемуся с сомнительными показаниями, просто должен вынести суждение – личное, нерациональное и субъективное.
Эгоистичные решения Эддингтона и Пастера, как и этнографические исследования Латура, – все это указывало на крайнюю ограниченность методизма, показывая, что ученые, как знаменитые, так и малоизвестные, не следуют объективному алгоритму при оценке значимости своих аргументов. Более того: для ряда ситуаций и задач таких алгоритмов попросту не существует. Даже если бы наука была безупречно логичной, а все ученые – образцами сдержанности, рациональности и бескорыстия, объективно оценить силу доказательств все равно было бы невозможно.
Если это утверждение и не полностью верно, то, по крайней мере, оно соответствует действительности, когда речь идет о достоверности результатов измерений, так же, как в зале суда убедительность доказательств в значительной степени зависит от того, что ими пытаются доказывать, как мы увидим в дальнейшем.
В начале XIX века геологи начали понимать, что Земля необычайно древняя. Выдвинутая Чарльзом Дарвином в 1859 году теория естественного отбора предполагала, что возраст Земли насчитывает множество тысячелетий – только за такой большой период простейшие микроорганизмы смогут превратиться в сложных существ, ныне населяющих нашу планету. Поэтому Дарвин ухватился за новую геологию, чтобы доказать, что Земле должно быть как минимум несколько сотен миллионов лет.
Достаточно быстро теория Дарвина, однако, столкнулась с огромным препятствием. Звали это препятствие Уильям Томсон, и он являлся одним из самых известных и влиятельных физиков того времени. Томсон был вундеркиндом: он родился в Белфасте в 1824 году, еще в школе опубликовал три научные статьи, а в 22 года был назначен профессором Университета Глазго, где и проработал всю жизнь. Он сделал немало важных открытий в новейших науках о тепле и энергии, а также ввел понятие тепловой смерти Вселенной – неизбежного рассеивания энергии, в результате которого мир станет тихим, темным, однородным и безжизненным местом, в котором ничего уже не сможет зародиться. Затем, обратившись к инженерии и торговле, он присоединился к проекту по прокладке подводного телеграфного кабеля между Великобританией и Соединенными Штатами; после многих лет несчастных случаев и фальстартов в 1866 году связь наконец была установлена, и Томсон был посвящен в рыцари за свой вклад в этот титанический труд. Затем он возглавил оппозицию ирландскому самоуправлению, вступив в Либеральную партию, за что в 1892 году получил дворянство, став лордом Кельвином – под этим именем он и известен в наши дни.
Кельвин на протяжении всей своей жизни был религиозным человеком, но в то же время придерживался довольно широких взглядов, в частности, считал различия между конфессиями, а именно англиканством и пресвитерианством, незначимыми; в качестве источника откровения он предпочитал церкви природу. Оглянитесь вокруг, писал он, и вы увидите в действии «творящую и направляющую силу», и поэтому «если вы достаточно сильно мыслите, наука принудит вас к вере в Бога, которая является основой всех религий». Но дарвинизм, по его мнению, мог препятствовать его теории.
Рисунок 3.3. Земля на заре творения, согласно «Священной теории Земли» Томаса Бернета, опубликованной в 1681 году. Реки текут от полюсов к экватору. Предположительное место Эдемского сада отмечено линией из четырех деревьев в Южном полушарии
Кельвин давно надеялся вычислить возраст Земли с помощью теории теплоты. Его идея была проста. Чем холоднее чашка кофе, тем дольше она простояла на прилавке с тех пор, как ее налили. Точно так же, чем холоднее земная кора, тем дольше должна была охлаждаться планета с момента своего образования. Таким образом, возраст Земли можно было бы оценить, если бы были известны ее первоначальная температура, а также текущая температура ее внешнего слоя. Кельвин предположил, что первоначальная температура Земли должна соответствовать температуре расплавленной породы, но для определения текущей температуры ему пришлось подождать несколько лет, пока шотландский физик и гляциолог Дж. Д. Форбс не провел серию измерений температуры подповерхностной породы вокруг Эдинбурга.
Имея на руках эти цифры, Кельвин в 1863 году опубликовал свои расчеты, используя хорошо зарекомендовавшую себя теорию охлаждения, чтобы показать, что Земле не может быть больше 20–40 миллионов лет, и «вероятно, гораздо ближе к 20, чем к 40» (окончательная теория была сформулирована в 1897 году). Земная кора была слишком теплой для планеты, остывавшей несколько сотен миллионов лет. Кроме того, по другим оценкам (в том числе самого Кельвина), сделанным в конце XIX века и основанным на вероятном возрасте Солнца, возраст Земли также составлял не более 20 миллионов лет. Казалось, что физические теории противоречат эволюционной, попросту не оставляя времени на возникновение разнообразия жизни. Дарвин был опровергнут.
На помощь пришел самый стойкий защитник Дарвина, его «бульдог», анатом Томас Хаксли. В 1860 году Хаксли, как известно, провожал критика Дарвина епископа Сэмюэля «Мыльного Сэма» Уилберфорса, заявив, что он скорее будет потомком обезьяны, чем человеком, который насмехается над серьезными научными дебатами. Затем Хаксли вел непрерывную битву с палеонтологом Ричардом Оуэном, который утверждал, что сходство между мозгом обезьян и людей было крайне поверхностным и, следовательно, не могло служить доказательством их происхождения от общего предка. Теперь же он снова вступил в игру.
Хаксли, по правде говоря, мало знал о физике тепла. Но он знал, как выиграть спор, и, вооружившись этими знаниями, приступил к опровержению гипотез Кельвина. Расчеты Кельвина были безупречны, и Хаксли вынужден был это признать, но одних точных расчетов было недостаточно:
«То, что вы получаете, зависит от того, что вы вкладываете; и как лучшая мельница в мире не может намолоть пшеничную муку из стручков гороха, так и страницы вычислений не помогут получить однозначный результат на основании разрозненных данных».
Кроме того, по мнению Хаксли, Кельвин был не более чем случайным прохожим, который не понимал глубоких основ геологии и биологии, составляющих фундамент теории Дарвина. «Но геология – это раздел физики», – ответил Кельвин, – и поэтому как физик он мог говорить не как случайный прохожий, но как эксперт, к мнению которого следует прислушаться.
Ответ Кельвина показался его другу и коллеге Питеру Гатри Тейту избыточно вежливым, и Тейт немедленно ввязался в дискуссию, намекая на то, что биологи-палеонтологи вроде Дарвина и Хаксли, были не более чем «охотниками на жуков» и «ловцами крабов», неспособными осознать силу математического мышления. В заключение он дал оценку возраста Земли даже меньшую, нежели оценка Кельвина: «Естественная философия [то есть физика] уже доказала, что геологам и палеонтологам надлежит руководствоваться в своих исследованиях сроком в 10–15 миллионов лет; однако… не исключено, что при более точных экспериментальных данных этот период может быть сокращен еще сильнее».
На самом деле Земле более 4,5 миллиарда лет, и жизнь на ней существовала по крайней мере 3,5 миллиарда из них. Отчего же Кельвин настолько сильно ошибся? Подобно присяжным Тодда Уиллингема, которым была представлена ошибочная версия того, как возникают и развиваются пожары, он полагался на предположения, содержавшие в себе сразу несколько ошибок. Во-первых, хотя он и не мог этого знать, тепло горных пород, из которых состоят континенты, значительно увеличивается за счет распада радиоактивных элементов. Во-вторых, перенос тепла от земного ядра происходит не за счет прямой теплопроводности твердых пород, как предполагал Кельвин, а за счет конвекции, при которой расплавленные породы земной мантии перетекают от ядра к земной коре, неся с собой тепло и достаточно сильно нагревая земную поверхность. Как следствие, наша Земля имеет удивительно теплую кору.
По сути, Кельвин отхлебнул из чашки кофе и, обнаружив, что он горячий, решил, что этот кофе только что налили. На самом же деле кофе стоял здесь целую вечность, но его постоянно подогревали и в придачу перемешивали. Хаксли был прав. Кельвин насыпал в свою точно откалиброванную математическую мельницу камни и произвел непригодную для потребления в пищу муку.
Были ли Кельвин, Тейт и другие сторонники «молодой Земли» плохими учеными? Отнюдь; у обеих сторон спора были веские причины для ошибок и сомнений. Физики считали свои предположения о геологическом строении Земли естественными и разумными по сравнению с в значительной степени спекулятивной теорией эволюции; если что-то и должно было исчезнуть, то именно биологические гипотезы, а не тщательная физическая экстраполяция. Биологи увидели в своем грандиозном объяснении, хотя и практически не доказанном на тот момент, великий прорыв, основанный на многочисленных наблюдениях за природой по всему земному шару, прорыв, который вряд ли можно было отвергнуть на основании простой догадки о невидимых явлениях, происходящих глубоко под землей. Такие противоположные взгляды – обычное дело в науке, обычное проявление субъективности, которая пронизывает все научные рассуждения, исследования и дебаты.
Карл Поппер стремился, устанавливая правила научного метода, разрешать подобные споры, чтобы понять, опровергают ли наблюдения температуры земной поверхности теорию Дарвина или где-то в логику рассуждений Кельвина закралась фатальная ошибка. Но заповеди Поппера оказались не более полезными в полемике о возрасте Земли, чем в деле Эддингтона. Делая теоретические предположения, сказал он, будьте смелыми. Выбирайте гипотезы, которые прямо уже содержат в себе основания для фальсификации. Кельвин и Дарвин, безусловно, сделали именно это. Но при жизни у них не было возможности проверить свои утверждения.
Поппер, возможно, мог бы посоветовать и физикам, и биологам сохранять непредвзятость, воздерживаться от принятия какой-либо стороны до тех пор, пока не будет накоплен больший объем данных и достигнута окончательная фальсификация либо биологических теорий, либо физических гипотез. Такое предписание вряд ли выполнимо: это именно тот тип строгости, которому ученые, будучи людьми, никогда не следуют в достаточной мере. И в любом случае, как мы видели на примере Вегенера и дрейфа континентов, это плохой совет. Науку двигают вперед споры между людьми, которые заняли определенную позицию и хотят обратить в свою веру или, по крайней мере, разгромить своих соперников. Гипотеза, которая опережает уже установленные факты, является жизненной силой научного исследования.
По этим причинам большинство философов науки в наши дни сошлись на том, что Поппер не смог предложить правило для приведения доказательств в пользу теорий, которые были бы одновременно и объективными, и соответствующими потребностям науки. Какое же правило может подойти? По этому вопросу в настоящий момент также существует философский консенсус – и он таков: объективного правила анализа научных данных нет и быть не может.
Рисунок 3.4. Чтобы оценить общую силу научного аргумента, необходимо оценить силу каждой его части
Невозможность проистекает из того же факта, который нередко делает попперовскую фальсификацию столь спорным методом: научная теория способна продуцировать предсказания только тогда, когда она сочетается с различными предположениями, чтобы составить теоретическую когорту. Члены когорты – то, что философы называют «вспомогательными предположениями» – включают в себя довольно широкий спектр предположений. Некоторые из них сами являются теориями высокого уровня, например предположение Кельвина о том, что земные недра являются твердой структурой. Некоторые из них представляют собой предположения о функционировании и настройке измерительных приборов, такие как предположения Эддингтона о его телескопах. Вспомогательные предположения подобны звеньям в цепи, ведущей от теории к фактам. Цепь прочна настолько, насколько прочно ее самое слабое звено; таким образом, чтобы оценить надежность цепи – чтобы оценить силу доказательства за или против гипотезы – вы должны иметь представление о прочности каждого из звеньев.
Другими словами, невозможно судить о влиянии свидетельства на теорию, не имея представления о вспомогательных предположениях. Если вы считаете, что бразильский астрографический телескоп работал безупречно, то сочтете его измерения угла отклонения света убедительным доказательством против теории относительности Эйнштейна. Если вы сочтете вполне правдоподобным, что в этих измерениях имела место системная ошибка, если вы подозреваете, что это конкретное звено в цепочке доказательств неисправно, то его данные не будут для вас достаточно весомыми; вы, подобно Эддингтону, сочтете правильным отклонить их на основании доказательств, полученных из других источников, которым вы доверяете больше.
Точно так же, если вы считаете, что предположение Кельвина о температуре земных недр имеет под собой твердую почву, то вы (при условии, что вы хоть немного верите в другие предположения) интерпретируете измерения температуры земной коры в XIX веке как убедительное свидетельство кельвиновской версии возраста Земли и отвергнете теорию Дарвина. Если, напротив, вы считаете такую гипотезу исключительно рискованным предположением, считая, что жесткая структура, обнаруженная в нескольких верхних слоях земной поверхности, должна оставаться неизменной до самого ядра, то будете считать измерения температуры лишь возмутительными жалкими попытками опровергнуть теорию Дарвина.
Таким образом, правило, стремящееся установить закон значимости научных данных, должно также установить правила оценки релевантности всех вспомогательных предположений, как процедура определения прочности цепи должна оценивать прочность каждого звена. И подобное правило может быть объективно достоверным только в том случае, если достоверны правила оценки вспомогательных предположений. Таким образом, объективное правило для взвешивания любого свидетельства возможно только при наличии объективных данных о корректности каждого релевантного вспомогательного предположения с учетом имеющихся свидетельств.
Однако, как мы видели, мнения о вспомогательных предположениях могут сильно различаться – не потому, что ученые игнорируют правила научного рассуждения, а потому, что просто имеющихся фактов недостаточно, чтобы определить корректность каждого вспомогательного предположения в теоретической когорте.
С одной стороны, как показывает дело Эддингтона, предположения об искажении данных эксперимента вследствие сложных условий и ошибок в калибровке измерительной аппаратуры часто невозможно проверить ретроспективно, а повторение экспериментов и наблюдений часто слишком затруднено или неоправданно дорого – в краткосрочной перспективе, по меньшей мере.
С другой стороны, чтобы составить мнение о теоретическом вспомогательном допущении, таком как предположение Кельвина о том, что Земля полностью состоит из твердого вещества, требуются дополнительные доказательства, и значение этого свидетельства для вспомогательного предположения само будет зависеть от дальнейших вспомогательных предположений. Среди этих предположений может появиться оригинальная гипотеза, образуя таким образом неразрывный круг.
Когда Луи Пастер, например, осмелился показать в 1860-х годах, что жизнь не может возникнуть спонтанно из неорганической смеси травяного отвара и воздуха, ему требовался стерильный воздух, то есть свободный от «спор», так как он предположил, что споры – источник всей плесени, слизи и других образований в отваре. Как вы, возможно, помните, он и другие экспериментаторы пробовали разные способы получения воздуха, свободного от спор: нагревали его, хранили в специальном контейнере, поднимались на вершины гор. То, что такой воздух действительно стерилен, является классическим вспомогательным предположением, необходимым для достоверности эксперимента. Но как убедиться, что это предположение верно? Единственный известный Пастеру способ проверки своего вспомогательного предположения состоял в том, чтобы смешать воздух с отваром и увидеть, развивается ли жизнь; если да, то в воздухе были споры, а если нет, то он стерилен. Но такая проверка возвращает нас к изначальной теории, которую пытался доказать Пастер, о том, что жизнь не может возникнуть спонтанно из смеси стерильного воздуха и отвара. Экспериментаторы с обеих сторон спора о спонтанном зарождении жизни в то время не имели возможности независимо проверить свое наиболее важное вспомогательное предположение.
В такой ситуации невозможно начать работу без назначения некоторых вероятностей с нуля – не произвольно в чистом виде, но отказавшись от ограничений, наложенных ранее существовавшей схемой интерпретации свидетельств. Излишне говорить, что разные ученые будут выбирать разные отправные точки, в значительной степени зависящие от их личных вкусов или устремлений. С этого момента их оценки доказательной силы экспериментов могут расходиться в разные стороны. Таково происхождение сущностной субъективности науки.
Субъективность не обязательно означает анархию. Существуют правила интерпретации свидетельств, но это правила, которые опираются на субъективно сформированные оценки правдоподобия гипотезы, или, как я буду называть их, ранжирование правдоподобия.
В качестве примера рассмотрим «правило», которым часто руководствуются: чем меньше значение, полученное в результате эксперимента, отличается от предполагаемого, тем вероятнее его корректность. И Эддингтон, и его критик, американский астроном У. В. Кэмпбелл, следовали этому правилу при интерпретации фотоснимков бразильского астрографического телескопа, но каждый применял свой личный «рейтинг правдоподобия». Эддингтон счел весьма вероятным, что во время затмения что-то пошло не так с телескопом, и поэтому отдал предпочтение тем снимкам, которые меньше отличались от значения, предсказанного Эйнштейном; Кэмпбелл же отдал предпочтение тем данным, которые меньше отличались от числа, предложенного Ньютоном. Каждый использовал свой личный рейтинг правдоподобия в качестве косвенного показателя вероятности ошибки в ходе эксперимента; и хотя они следовали одному и тому же правилу, оно привело их к противоположным результатам.
Так же и со всеми научными рассуждениями: интерпретация свидетельств требует правдоподобия, и ученым не только разрешается, но и предписывается использовать в этом качестве свои субъективные рейтинги правдоподобия.
Когда оценки результатов совпадают, ученые приходят к согласию. В 2016 году куница перегрызла кабель на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН в Швейцарии. Сама куница умерла, при этом серьезно повредив блок питания коллайдера. В этом случае не было расхождений в рейтингах правдоподобия: многие ученые, работавшие на объекте, созерцали маленький дымящийся труп и согласились, что «что-то пошло не так». Коллайдеру потребуется капитальный ремонт и несколько серий испытаний, прежде чем его данным можно будет доверять. Но гораздо чаще рейтинги правдоподобия, а следовательно и интерпретация данных, расходятся; субъективность ранжирования непосредственно перетекает на само научное рассуждение. Сердцем научной логики является сердце человека-исследователя.
Кельвин был предан физике, а не биологии; также он был преисполнен религиозно мотивированного скептицизма в отношении теории эволюции. Эддингтон возлагал надежды на новую теорию относительности и на международное примирение после Великой войны. Не сбили ли эти личные убеждения Кельвина и Эддингтона с узкой дорожки, проложенной объективной научной логикой, не утащили ли их в болото человеческих страстей и амбиций? Нет, поскольку не существует единственного верного пути, нет ключа к ответу, который наука могла бы использовать для «самокоррекции» своего курса. Наука – болото. Каждый ученый находит путь через это болото как может. Они следуют правилам, но правила зависят от субъективных суждений тех, кто ими пользуется.
Даже самые темные, самые опасные проявления человеческой слабости ученых приобретают новый оттенок, когда рейтинги правдоподобия понимаются как неотъемлемая и необходимая часть научных рассуждений, а не как источник искажения данных. Как я уже отмечал ранее, ученые, спонсируемые компаниями по производству газированных напитков или табачных изделий, как правило, добиваются результатов, более выгодных с коммерческой точки зрения, чем ученые, получающие независимое финансирование. Почему? Центральная роль рейтингов правдоподобия позволяет проводить хладнокровные расчеты: там, где может быть назначен любой из широкого диапазона рейтингов, негодяй может намеренно выбрать тот, который принесет ему славу, возможности и грязную прибыль. Но хотя люди вполне способны на такие поступки, они также в высшей степени альтруистичные создания, чей энтузиазм, надежды и страхи формируют их мышление в ничуть не меньшей степени. Точно так же, как футбольные судьи отдают предпочтение хозяевам поля, так и рейтинги правдоподобия ученых, скорее всего, бессознательно отдают предпочтение бизнесу их благотворителей. Если бы это были несоответствия логически предписанному кодексу научной мысли, их можно было бы выявить и исправить путем тщательной проверки. Однако изучите свод правил в тех точках, где предпочтения и предубеждения перетекают в личные рассуждения ученых, и окажется, что они говорят: «Вот, примените свои рейтинги правдоподобия». Именно это и сделали ученые, о которых я рассказывал выше. Они не совершили ничего плохого, просто поступили так, как предполагала их логика.
В науке, безусловно, есть злоумышленники. Правила иногда игнорируются, иногда совершаются и вполне преднамеренные спекуляции, и не в последнюю очередь ведущими светилами – Ньютоном, Пастером, Менделем, Геккелем, Милликеном и, возможно, Эддингтоном. Но даже если защитники способности науки к самокоррекции, такие как Карл Поппер и Атул Гаванде правы, полагая, что подобные спекуляции носят спорадический характер, поддаются управлению и не приносят машине знаний серьезного ущерба, они не могут апеллировать к объективной логике, объясняющей успехи науки. Такой логики не существует; оценка гипотез в свете доказательств полностью субъективна и изменчива в самой своей сути.
Существенная субъективность интерпретации свидетельств, как я уже сказал, не вызывает особого сожаления: позволяя необработанным, непроверенным мнениям оживлять процесс рассуждения, она придает научному исследованию жизненную силу и позитивный импульс, стимулируя плодотворные споры и конкуренцию. Хаксли против Кельвина, Пастер против Пуше – вряд ли существует что-то, движущее науку вперед сильнее, чем подобное противостояние.
Тем не менее, отказываясь от объективной логики научных рассуждений, мы, по-видимому, отказываемся и от Великого спора о методах и тем самым теряем контроль над вопросом о том, что, собственно, делает науку особенной и что привело человечество к научной революции. В конце концов, не в XVII веке человечество впервые стало настолько самоуверенным или развило вкус к пристрастным спорам.
Объективность жизненно важна для такого методиста, как Поппер или Кун, потому что она делает возможным систематический, неустанный, бескомпромиссный поиск новых теорий и методов, отбрасывая прочь все, что показалось ученым хоть сколько-то ненадежным. Для Поппера наиболее важной составляющей объективности является то, что она позволяет отличить истинное от ложного: попперовское правило фальсификации направлено на обнаружение любого несоответствия между теорией и наблюдаемыми фактами. Для Куна более важно то, что объективность служит мощной мотивирующей силой. Единый набор стандартов для действий и суждений почти обо всем – господствующая парадигма – внушает ученым пылкую преданность исследовательской программе, необходимую для того, чтобы довести ее до финала. Но все представления о том, что отличает науку от донаучного мышления, нежизнеспособны, если из научной мысли не высосать субъективность, индивидуальные различия.
Однако не только по венам и артериям чересчур человечных ученых, но и по жестким, прямолинейным каналам самой логики струится субъективность, дающая жизнь научным рассуждениям. К концу предыдущей главы понятие объективного научного метода уже потерпело оглушительное поражение. Оно умоляло о пощаде, ослепленное самолюбованием, эгоцентризмом и предвзятостью даже самых острых научных умов. Теперь оно лежит в нокауте, полностью дискредитированное и практически уничтоженное.
И все же есть спасательный круг: тонкая, почти невидимая нить объективности, пронизывающая научную практику. Эта нить принимает форму предписания, регулирующего научный спор, и кроме того, вполне совместимого со всем, что я говорил до сих пор о субъективности науки.
Правило, которое я имею в виду, позволяет пристрастиям доминировать в рутинных научных исследованиях. Оно позволяет игнорировать заявления непопулярных ученых, а открытия тех, кто пользуется любовью публики, выводит на первый план, пусть даже они достаточно посредственны. Но это правило не только терпит человеческую слабость, попустительствует ей, и даже черпает силу из субъективности научного рассуждения, но и оказывает тонкое, почти невесомое, давление. Это давление действует в долгосрочной перспективе и в конечном счете приводит именно к тому, на что надеялись методисты со своим «научным методом»: оно помогает собрать и оценить факты и выделить научную истину.
Это ненавязчивый, но непреодолимый принцип, который я называю железным правилом объяснения. И сейчас наконец пришло время увидеть его в действии.
Прежде чем перейти к железному правилу объяснения, позвольте мне представить вашему вниманию двух ученых, схожих по известности и влиятельности, но разных по характеру и культуре, образованию и личному стилю.
Профессор Джульетта Капулетти, элегантная дама, которая выросла в гимназических классах, оперных театрах и музеях современного искусства. Она поклонник городской жизни с ее четкой организацией, сетками и сложными структурами. Будучи сторонником математики, она предпочитает гипотезы, которые объясняют суть вещей максимально методично и точно, даже если эти гипотезы составляют лишь несколько глав из целого тома доказательств. Таким образом, ей понравится теория, которая будет объяснять то или иное явление и при этом соответствовать всем ее критериям.
Энергичный и неопрятный профессор Ромео Монтекки вырос в окружении лесов и полей, среди птиц и жуков. Он предпочитает теории практику: разобрав все бытовые приборы от пылесоса до водокачки, он наконец приступил к занятиям наукой, чтобы лучше постичь природу во всем ее многообразии и непокорности. Он видит достоинства математической точности, но с присущей ему склонностью спешить вперед и не останавливаться, он с восторгом примет пояснительный набросок на обратной стороне конверта, если этот набросок позволит удовлетворительно объяснить широкий круг явлений.
Монтекки больше заботит количество изученных и подтвержденных свидетельств; Капулетти больше задумывается о высших достоинствах объяснения – простоте, красоте, точности. Интенсивность против методичности. Строгость против доступности.
А теперь позвольте мне отправить этих персонажей в прошлое, чтобы они показали какое-нибудь научно-философское представление для вашего назидания и удовольствия. Наш спектакль основан на реальной истории. Действие происходит где-то в первой половине XIX века, когда природа тепла была предметом ожесточенных споров. В одном углу ринга – теория калорийности, созданная и развитая французскими учеными в отрезке с 1780-х по 1820-е годы, согласно которой тепло – это своего рода вещество. Эта «калорийная жидкость» неуклонно перетекает от более теплых веществ к более холодным, заставляя их нагреваться и расширяться, наполняясь жидкостью. К 1830 году эта теория привела к целому ряду впечатляющих открытий: точное вычисление скорости звука в воздухе, создание математической формулы, точно определяющей скорость, с которой тепло проходит через металлический стержень, теория КПД паровых машин и других тепловых двигателей.
На противоположной стороне – кинетическая теория тепла (иногда называемая также механической теорией тепла), согласно которой теплота – это вид движения: неистовые, беспорядочные движения мелких частиц, из которых состоят все предметы. У этой теории примечательная родословная – она существует с XVII века, ее отстаивал, как мы увидим, еще сэр Фрэнсис Бэкон, – но в свете достижений французов-приверженцев теории калорийности она выглядит довольно блеклой и устаревшей. Тем не менее есть и некоторые признаки ее возрождения. Родившийся в Америке ученый Бенджамин Томпсон, впоследствии ставший баварским рейхсграфом дворянином фон Румфордом, показал, что неограниченное количество тепла может быть получено с помощью трения: если использовать тупое сверло для сверления пушечного ствола, погруженного в воду. В конце концов вода закипает – и продолжает кипеть до тех пор, пока вращается сверло, после чего вся тепловая жидкость должна вытечь из этой системы. Английский химик Гемфри Дэви провел аналогичные демонстрации и привел аналогичные аргументы.
Профессора Капулетти и Монтекки оказываются в центре этого противостояния, и каждый из них пытается как можно лучше объяснить механику тепла. Излюбленное теоретическое оружие Капулетти – математический аппарат теории калорий: точный, предсказуемый и достаточно системный. Монтекки, напротив, энтузиаст кинетической теории: хотя эта теория пока не может сравниться с численной точностью уравнений теории калорий, она дает интуитивно привлекательные объяснения для широкого круга явлений, и не в последнюю очередь для выделения тепла посредством трения.
Кто прав: Капулетти или Монтекки? Какая теория верна? В 1830 году оба варианта выглядели равно убедительными. Двадцать лет спустя кинетическая концепция одержит верх. Но это будет потом. На момент описываемых событий выбор между теориями диктуется не столько экспериментальными данными, сколько темпераментом и вкусом самих исследователей. Итак, Монтекки и Капулетти с тревогой смотрят друг на друга с противоположных сторон идеологической сцены.
Через несколько мгновений занавес поднимется. Пока этого не произошло, вставлю небольшую ремарку: все последующие события являются не более чем плодом моего вымысла. Исторический фон реален, как и важная проблема, которой посвящена пьеса. После же пойдет по большей части философское приукрашивание, предназначенное не для того, чтобы рассказать историю термодинамики, а для того, чтобы направить центр внимания мимо действующих лиц на задний план, обнажая критически важную, фиксированную плоскость научного согласия, лежащую в основе любого научного спора о том, какой теории верить.
Итак, спектакль начинается. Капулетти и Монтекки спорят. Обсуждаемый вопрос заключается в способности тепла проходить через пустое пространство, подобно тому как солнце изливает свое живительное тепло через межпланетный вакуум на Землю. Такое кажется невозможным, если кинетическая теория верна, поскольку в вакууме нет ничего, что могло бы вибрировать, а значит, ничего, что могло бы передавать крошечные колебания, из которых состоит тепло, по версии адептов кинетической теории, от источника к месту назначения. Может быть, права профессор Капулетти, когда отвергает кинетическую теорию, ведь здесь она находит окончательное опровержение?
Однако профессор Монтекки, от природы обладающий богатым воображением, задается вопросом, не может ли теплота проходить через пустое пространство в какой-то иной форме, чем через воздух, землю и воду. Возможно, предполагает он, существует процесс – назовем его излучением, – посредством которого вибрационная энергия горячего тела преобразуется в «тепловые лучи», которые, подобно световым лучам, летят сквозь пустое пространство с огромной скоростью и, сталкиваясь с твердым веществом, вызывают в нем такие вибрации, которые составляют собственно тепло? Профессор Капулетти явно считает это отчаянной попыткой спасти кинетическую теорию от того, что для любого нейтрального наблюдателя является очевидной фальсификацией.
Однако спасительный маневр Монтекки не только логически допустим, но и фактически вполне верен. Солнечное тепло попадает на летний пляж благодаря электромагнитному излучению на определенных частотах, в основном в инфракрасном диапазоне. Эти тепловые лучи сами по себе не являются формой существования тепла; скорее, тепло преобразуется в электромагнитную энергию, которая распространяется в виде луча, а затем, ударяясь о песок и тела отдыхающих, снова превращается в тепло, в точности как утверждает спутанный и нелогичный довод профессора Монтекки.
Тем не менее скептицизм Капулетти имеет под собой веские основания. Ей нужна единственная вещь: тепловая жидкость, позволяющая объяснить движение и поведение тепла. Монтекки заявил о существовании сразу двух вещей: самого тепла и теплового излучения, каждое из которых возникает, чтобы выполнять свою работу, а затем видоизменяется, когда это становится необходимо. Судя по всему, Монтекки, кажется, нарушает старое методологическое правило «не постулировать две сущности там, где достаточно одной» – обычно это утверждение приписывают средневековому философу Уильяму Оккаму и называют также «бритвой Оккама». Капулетти имеет все основания апеллировать к этому правилу.
Это еще один пример существенной субъективности научных рассуждений: оценка готовности Монтекки постулировать излучение как совершенно новый способ перемещения тепла по Вселенной зависит от вашей точки зрения. Для Монтекки это великолепное открытие; для Капулетти – жалкая, хотя и изящная, попытка защитить несостоятельную теорию. Один ученый видит первые проблески солнечных лучей и радостную песню жаворонка; другой – только мрак и жалобный плач соловья.
Монтекки и Капулетти расходятся во мнениях относительно того, какая теория лучше всего объясняет факты. Расходятся они и во мнениях относительно того, как конкретные доказательства – в первую очередь, способность тепла проходить через вакуум – соотносятся с теориями каждого из них. Является ли эта история версией «Ромео и Джульетты», в которой влюбленные выживают лишь для того, чтобы семейные ссоры медленно, но неумолимо привели их к непримиримым разногласиям?
От драмы шекспировской эпохи мы ждем финала в виде торжества любви или разразившейся трагедии, от современной – страданий героев или их становления и самопознания. Драма науки, однако, не должна заканчиваться вовсе. Монтекки и Капулетти могут продолжать свой диалог бесконечно. Это происходит потому, что всегда остается чисто научный способ увековечить научный аргумент: провести еще больше измерений или поставить новые эксперименты.
Сценарий, согласно которому Монтекки и Капулетти могут бесконечно продолжать свои дебаты, он же – кодекс поведения в научном споре, обеспечивается методологическим предписанием, которое я называю железным правилом объяснения. Это правило достаточно просто: оно предписывает ученым разрешать свои разногласия путем проведения эмпирических тестов, а не путем криков, драк, философствования, морализаторства, заключения браков или обращения к высшей силе. Вот и все; это правило не пытается интерпретировать свидетельства, определять победителей и проигравших. По правде говоря, его функция не столько в разрешении спора, сколько в его продлении. Это увековечивание драматического конфликта ради него самого составляет суть научного метода, а железное правило, как главный двигатель бесконечно повторяющегося сюжета, становится сердцем, душой и жизненной силой научного исследования.
Первый акт закончился тупиком. Монтекки сказал, что тепло, распространяющееся по пустому пространству, принимает форму излучения; Капулетти ответила, что это пена теплой жидкости, выбрасывающаяся из пустоты. Железное правило определяет, как им следует продолжить спор, как построить второй научный акт вокруг своего несогласия, создавая серию экспериментальных сцен, то есть проведя последовательность эмпирических тестов.
Чтобы решить вопрос о том, как тепло распространяется через пустоту, Монтекки и Капулетти могли бы, например, договориться об исследовании разницы теплопроводности оконного стекла и искусственно созданного в лаборатории вакуума. Если Монтекки прав и тепло передается излучением, то тепловые лучи должны проходить через стекло, как лучи света, практически не замедляясь. Если Капулетти права и тепло – это невидимая жидкость, тогда стекло должно останавливать его распространение или, по крайней мере, значительно замедлять, поскольку в таком случае тепло должно перемещаться путем диффузии от одной стороны стекла к другой.
Предположим, они проводят эксперимент. Выясняется, что стекло не влияет на время, затрачиваемое теплом на пересечение вакуумной камеры, поэтому опыт, похоже, говорит в пользу теории Монтекки и против теории Капулетти. Капулетти может сдаться, а может продолжить сражение. В конце концов, ее гипотеза предсказывает значительное замедление только в сочетании с некоторыми вспомогательными предположениями, в частности, с предположением о том, что оконное стекло действует как эффективный барьер. Возможно, это не так. Возможно, направлять тепловые лучи на оконное стекло все равно что поливать из пожарного шланга рыболовную сеть: вещество просачивается сквозь отверстия, невидимые для нас, но огромные по сравнению с частицами, из которых состоит жидкость (если она вообще состоит из частиц). Монтекки признает, что для проверки «ажурной» гипотезы Капулетти потребуются дополнительные тесты. Может быть, стоит сложить много оконных стекол под разными углами? Если аналогия с рыболовной сетью верна, достаточное количество слоев должно замедлять расход калорий.
Или предположим, что эксперимент со стеклом внезапно заканчивается иначе: стекло замедляет распространение тепла по комнате. Придется ли Монтекки сдаться? Не обязательно. Стекло прозрачно для излучения, которое мы называем светом, но, возможно, оно непроницаемо для теплового излучения и представляет собой что-то вроде толстой черной шторы. Капулетти признает, что для проверки этой реакции «затмения» также потребуются дополнительные тесты. Возможно, нужно попробовать различные потенциальные барьеры. Если тепловые лучи подобны лучам света, то так же, как некоторые материалы проницаемы для света, некоторые должны быть прозрачны для тепла.
Рисунок 4.1. Монтекки предлагает провести эксперимент
Таким образом, каким бы ни был результат теста, уже очевидны две вещи. Во-первых, у «проигравшего» останется шанс спасти свою теорию, отказавшись от одного вспомогательного предположения в пользу другого. Во-вторых, оба ученых в итоге договорятся о вариантах дальнейших эмпирических исследований, которые позволят подвергнуть проверке новые вспомогательные предположения. К примеру, каким бы путем ни пошел эксперимент со стеклом, Капулетти и Монтекки могут договориться о продолжении исследований, испробовав различные материалы в качестве барьеров в вакуумной камере, чтобы выяснить, что пропускает тепло, а что нет.
Поскольку они следуют железному правилу, Капулетти и Монтекки находятся в определенном согласии. Это согласие не касается истинности одной из теорий тепла. Нет у них и единого мнения относительно того, что факты говорят о различных теориях. Это скорее своего рода процессуальное соглашение, соглашение о том, как продолжать спор: путем наблюдения и эксперимента, и никак иначе.
Однако просто сказать: «Решите свои споры с помощью эмпирического исследования» – недостаточно для достижения подобного соглашения; также необходимо общее понимание того, что вообще считается эмпирическим исследованием. Железное правило дает необходимое определение, объективный критерий для эмпирической проверки, с которым согласны все ученые. У вас есть две гипотезы, но нужно выбрать одну. Является ли тепло особым видом вещества, отличающимся от обычного, или же это хаотическое движение мелких частиц? Земле всего 20 миллионов лет или больше 100 миллионов лет? Континенты движутся или стоят на месте? Чтобы ответить на эти вопросы, говорит железное правило, действуйте следующим образом: найдите эксперимент или наблюдение, которые могут в итоге дать два возможных результата, где первый результат будет объясняться первой гипотезой (точнее, когортой, включающей первую гипотезу) и исключать вторую, и наоборот. Проведите эксперимент или сделайте наблюдение. И посмотрите, что произойдет.
Вот краткая формулировка железного правила:
1) стремитесь разрешить все споры путем эмпирической проверки;
2) чтобы провести эмпирический тест для выбора между парой гипотез, проведите эксперимент или измерение, один из возможных результатов которого может быть объяснен одной гипотезой (и сопровождающей ее когортой), но не другой.
В этом суть научного метода, и, как только его тонкости будут изложены в следующих главах, у вас на глазах произойдет разрешение Великого спора о методе.
Железное правило дает всем ученым один и тот же совет относительно того, какие наблюдения и эксперименты считать релевантными, независимо от интеллектуальных пристрастий, культурных предубеждений или личных амбиций. Однако оно не претендует на то, чтобы предписывать ученым, во что им верить. Это правило предписывает, как действовать, а не что думать.
Этот процедурный консенсус может показаться достаточно скромным. Это не более чем набор правил ведения спора, соглашение о том, как не соглашаться. Что это может дать науке, кроме определенной корректности и упорядоченности? Но, несмотря на свою кажущуюся скромность, процедурный консенсус – это именно то, что обеспечивает триумф современной науки.
Первым преимуществом процедурного консенсуса, предписанного железным правилом, является простая преемственность. На протяжении всей истории религиозные традиции были уязвимы к расколу – непоправимому идеологическому разделению, порождающему дочерние традиции, которые теряют способность к продолжению диалога. Их общее будущее полно взаимных подозрений, политических интриг, а порой и жесточайшего насилия. Ислам раскололся на суннитскую и шиитскую ветви; раннее христианство – на римско-католические и восточно-православные лагеря; Римский католицизм рассыпался на многочисленные протестантские фракции, которые осуждали сторонников папы и боролись с ними.
Этих тенденций не лишены также философские и политические традиции. Даже натурфилософия, предшественница современных естественных наук, временами распадалась на фракции, которые, хотя и сосуществовали друг с другом достаточно мирно, не находили при этом точек соприкосновения. Физика после Аристотеля разделилась на две школы, эпикурейцев и стоиков, одна из которых утверждала атомистический взгляд, согласно которому Вселенная состоит из частиц, слепо несущихся сквозь пустоту пространства, а другая – точку зрения, согласно которой материя заполняет Вселенную, повинуясь некоему высшему смыслу. Человек, стремившийся к просветлению в те времена, когда господствовали стоицизм и эпикуреизм (примерно с 300 года до нашей эры по 300 год нашей эры), мог выбрать ту или иную школу или попытаться учиться у обеих, но сами школы оставались обособленными интеллектуальными традициями, разделенными как взглядами на физические теории, так и философией жизни, пока экономический упадок, нашествия варваров и христианство не прикончили их обе.
С момента зарождения современной науки в XVII веке эмпирические исследования не видели более ничего подобного этому интеллектуальному расщеплению. Не было непримиримого раскола между калорической и кинетической школами теплоты, и труды Кельвина не заставили биологов прекратить все разговоры с физиками. Они продолжали работать вместе, потому что, согласно железному правилу, у них было равное право участия в этом диалоге и не было иного выбора, кроме диалога как такового.
Однако мирный диалог – это, безусловно, необходимое, но недостаточное условие для обеспечения научного прогресса, не говоря уже о мощнейшей способности науки устанавливать истину. Здесь должно крыться нечто большее. И ключ к разгадке этой тайны дают нам работы Поппера и Куна о важности мотивации и морали в науке.
Научный аргумент, в отличие от большинства других форм спора, производит на свет ценный побочный продукт, и этот побочный продукт – данные. Железное правило поощряет, инструктирует, обязывает или принуждает соперничающих ученых вступать в контакт друг с другом только с помощью зафиксированных фактов. Теологические и философские разногласия исключаются; пока главные герои занимаются наукой, их аргументы должны основываться на экспериментальных данных и методах. Вся их воля к победе, их решимость добиться первого места – все это грубое человеческое честолюбие, которое, согласно современному социологическому взгляду на науку, ниспровергло бы любой объективный ход исследования, – направляется на выполнение практических тестов. Таким образом, правило опирается на самые базовые эмоции, чтобы привлечь необычайное внимание к процессу и деталям, и это делает науку высшей инстанцией в определении и разрушении ложных идей.
Ранее я писал о долгих, утомительных годах дробления и дистилляции мозга, которые потребовались конкурирующим ученым, Роже Гиймену и Эндрю Шелли, для исследования структуры гормона ТРГ. Им пришлось обработать гипоталамусы 160 000 свиней, чтобы получить искомое вещество в количестве, не превышающем одну тысячную грамма. Что их поддерживало? Отчасти, как указывал Шелли, куновская вера в существование таких веществ, как ТРГ, и в то, что современные методы способны установить их структуру. Однако такое убеждение было у всех исследователей, занимавшихся структурой ТРГ. Жажда победы отличала нобелевских лауреатов Гиймена и Шелли от их соперников, не сумевших завершить проект. Шелли, родившийся в 1926 году в Вильнюсе, тогда входившем в состав Польши, так сказал об одном из вышедших из игры соперников:
«Он с самого начала был частью этого общества… ему все было дано изначально… неудивительно, что он упустил возможность и не захотел бороться… не захотел применять грубую силу. Гиймен и я были иммигрантами, малоизвестными докторами, и у нас не было выбора, кроме как пробиваться к вершине».
Эта необычайная воинственность могла проявиться в ожесточенных метафизических спорах или в прекрасной риторике. Но поскольку работа Шелли была связана железным правилом, его пылкий дух был направлен исключительно на получение и анализ ТРГ и, как следствие, на сбор эмпирических данных.
Мотивационная сила процедурного консенсуса «железного правила» еще шире. Подумайте о шахматах. Правила игры просты и всем известны. Ни один игрок не тратит время на размышления или обсуждение правил; он просто следует им. Следовательно, высвобождается огромное количество энергии, которую можно направить на решение вопроса, как лучше всего играть в рамках установленных правил. Имеются многочисленные подборки первых ходов, анализы стратегий, комментарии к отдельным партиям. Никто не сомневается, что эта работа важна (для тех, кто неравнодушен к шахматам), потому что никто не ставит под сомнение рамки, в которых она осуществляется. Соблюдение правил – вот что такое шахматы.
Рисунок 4.2. Плоды процедурного консенсуса: молекулярная структура ТРГ
Железное правило устанавливает определенные «правила игры» аналогичным образом и с таким же эффектом. Игра – это научный спор, и железное правило определяет, что считается «законным ходом», а именно – проведение эксперимента или наблюдение, которое дает соответствующие эмпирические данные. Поскольку правило также раз и навсегда определило, что считается эмпирическим тестированием, на вопросы о легитимности подобных исследований также был найден четкий однозначный ответ. И таким образом, умы и ресурсы ученых могут, ни на что не отвлекаясь, сосредоточиться на том, что они могут и должны сделать в предписанных рамках. Таким образом, они рассуждают не о том, что делает ход законным, а о том, что делает его эффективным.
Консенсус об эмпирических исследованиях позволяет, например, прийти к всеобщему соглашению о необходимости проведения определенных экспериментов, даже если они требуют невероятно большого количества труда и финансовых вложений. В некоторых случаях ученые, имеющие совершенно противоположные теоретические взгляды и устремления, объединяются, формируя временное сообщество, работающее над единым проектом и способное благодаря своему размеру и единству делать вещи, выходящие за рамки возможностей одной исследовательской группы. Некоторые из ученых, занимавшиеся поисками топ-кварка в Фермилабе недалеко от Чикаго в 1990-х годах или бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере недалеко от Женевы в 2010-х годах, надеялись подтвердить предсказания Стандартной модели физики, из которой следовало существование этих частиц, – в то время как другие надеялись опровергнуть Стандартную модель («Я ненавижу Стандартную модель», – сказал мне один из них), а третьи сомневались, что эти исследования вообще что-то дадут. Тем не менее все они согласились, что эксперименты стоили их времени и вложенных денег.
Чаще исследовательские группы воплощают свои проекты независимо друг от друга, как в случае с экспедицией Эддингтона по наблюдению затмения или независимыми попытками Гиймена и Шелли выделить ТРГ. Они отправляются в путь в одиночку, но благодаря консенсусу, основанному на железном правиле, делают это с ведома и одобрения своих конкурентов, которые согласны с тем, что проведенный эксперимент или наблюдение внесут весомый эмпирический вклад в аргументацию. Это одобрение представляет собой своего рода моральную поддержку, а в современную эпоху, когда наука ведется в основном на деньги спонсоров, оно также достаточно часто обеспечивает финансовую поддержку, так как советы, состоящие из ученых с противоположными взглядами, соглашаются на прямое финансирование того, что всем участникам кажется достойными проектами, даже если сами надеются получить противоположные результаты.
Эта игра не всегда ведется против прямых соперников. Иногда это больше похоже на комнату, полную игроков в пасьянс, каждый из которых стремится превзойти других в соревновании по решению разнообразных задач, поставленных самой природой. Однако соревнование имеет смысл только в том случае, если все стремятся к одному и тому же результату.
И вот одновременно подстегиваемые железным правилом и скованные им же ученые проводят новые эксперименты или делают новые наблюдения, на осуществление которых в противном случае ни у кого не было бы ни мотивации, ни ресурсов. Так возникают спутниковые антенны для исследования закономерностей в устройстве космоса, попытки зафиксировать слабое радиоэхо Большого взрыва, гравиметры для обнаружения мельчайших различий в толщине земной коры, калориметры для измерения неосязаемых потоков энергии, порождаемых химическими реакциями, аккуратные, вместе с тем достаточно тщательные методы раскопок для обнаружения окаменелых перьев, разбитых горшков, рухнувших храмов – все эти инструменты существуют, благодаря железному правилу, и настроены таким образом, чтобы функционировать в рамках одной теоретической когорты.
Надеюсь, вы понимаете, что я подчеркиваю важность нормативного единства вследствие моего знакомства с концепцией Куна о науке, движимой парадигмами. У меня есть определенные разногласия с Куном. Его игры – это отдельные научно-исследовательские программы – скажем, ньютоновская физика или эволюционная биология, – каждая из которых имеет свой особый набор правил, неявно заложенных в парадигме, определяющих допустимые ходы в рамках конкретной программы. Моя игра охватывает всю науку: ее железное правило одинаково распространяется и на ньютоновскую физику, и на микроэкономику, и на молекулярную генетику. Таким образом, для Куна правила меняются со временем – то есть во время научных революций, – в то время как, подобно правилу фальсификации Поппера, мой процедурный консенсус сохранится навсегда или, по крайней мере, до тех пор, пока существует наука.
Кроме того, куновская парадигма нормотворчества – это психологическая идея-фикс, альтернативы которой не могут представить даже ученые, находящиеся в ее власти. Я, напротив, считаю, что железное правило науки больше похоже на спортивную условность, чем на психологическую тюрьму. Шахматисты могут легко придумывать разные правила (и иногда развлекаться этим), но в рамках соревнований они соглашаются придерживаться официального протокола. Точно так же ученые соблюдают железное правило не потому, что не могут представить себе альтернативу, а потому, что знают, что правило характеризует то, чем должна заниматься наука, и точно так же, как шахматисты хотят играть в шахматы, хотят заниматься наукой.
Хотя мои разногласия с Куном достаточно глубоки, я подчеркиваю, в какой степени я воспринял его тезисы: бесспорное установление легитимности доказательных маневров, будь то парадигма или неизменное железное правило, обеспечивает интеллектуальную безопасность, способность научного предприятия производить дорогостоящие, но вполне релевантные эмпирические исследования.
Идеи, изложенные мной на последних нескольких страницах, являются одними из самых важных. Вместе они отражают то, как процедурный консенсус, управляемый железным правилом, приводит в действие машину научного знания. Я изложу их еще раз.
Во-первых, консенсус обеспечивает преемственность. При наличии ресурсов и желания Монтекки и Капулетти смогут спорить до тех пор, пока не найдут точки соприкосновения. В науке не бывает дуэлей или разводов, не бывает расколов, подобных тем, что случались в религии или политике, когда противоположные лагеря полностью прекращали диалог или приходили к кровавой резне. Всегда есть что-то, о чем даже самые заклятые противники могут договориться: провести еще одно испытание.
Во-вторых, железное правило направляет надежду, гнев, зависть, честолюбие, негодование – весь огонь, пылающий в человеческом сердце, – к одной цели: получению эмпирических данных. Сложные чувства Капулетти и Монтекки друг к другу должны, пока они следуют научному сценарию, выражаться в виде серии научных исследований или наблюдений.
В-третьих, основные условности игры, законные доказательные ходы, фиксированы и едины на все времена. Это дает игрокам – ученым – спокойную, но твердую уверенность в прочном фундаменте их предприятия, устойчивую интеллектуальную и моральную платформу, на которой можно строить великие экспериментальные проекты, не боясь финансовых, эмоциональных или физических затруднений.
Таким образом, консенсус об использовании в качестве аргументов исключительно результатов эмпирической проверки в сочетании с фиксированным стандартом для определения того, что же считается эмпирической проверкой, дает науке то, чего не существовало прежде ни в одной другой форме исследования: совокупность эмпирических наблюдений, которая по своим размерам, размаху, тонкости и точности затмевает все, что могли сделать древние или средневековые естествоиспытатели.
Огромный объем доказательств, производимый и используемый железным правилом, – важнейшее топливо для науки. Но может ли он способствовать научному прогрессу без посторонней помощи? Превращается ли огромная масса эмпирических данных в пропорционального размера теоретические открытия?
Отнюдь, все далеко не так просто. Эмпирическое знание не может быть непосредственно преобразовано в теоретическое. Как показывают телескопы Эддингтона, оценки Кельвином возраста Земли и измерения теплового излучения наших Монтекки и Капулетти, наблюдения должны быть тщательно интерпретированы, если мы хотим, чтобы они показали нам, каким теориям следует верить. И здесь кроется насущная проблема. Я отказался от объективности научного рассуждения и предложил вместо него чисто процессуальное соглашение. Соглашение может принести нам большое количество данных. Но без объективной схемы интерпретации данные бесполезны, сколько бы их ни было. Каждому ученому они говорят разное.
Как же тогда наука пытается установить истину? Многообещающая идея скрыта во временах между смертью Шекспира и рассветом научной революции. Так отправимся же туда.
В 1618 году сэр Фрэнсис Бэкон был возведен в должность лорда-канцлера Англии и стал одним из высших должностных лиц в стране и близким советником короля Якова I. Всего три года спустя, в 1621 году, благодаря стараниям своих политических врагов Бэкон предстал перед судом за взяточничество. Он бежал, сохранив свою жизнь, но не честь, уйдя в отставку с позором. Каким-то образом посреди этого короткого бурного времени Бэкон опубликовал одну из самых важных книг, когда-либо написанных о научных исследованиях: «Новый органон» – план машины знаний, которая должна быть построена в последующие десятилетия научной революции. Слава этой книги была столь велика, что поэт Авраам Коули в песне, которая предваряла книгу Томаса Спрата «История Королевского общества» 1667 года, объявил Бэкона «лордом-канцлером законов природы».
Бэкон безмерно восхищался древнегреческими естествоиспытателями, но видели и что они явно потерпели неудачу. Он видел, что их исследования «вечно ходят по кругу с крайне незначительным прогрессом». Таким образом, «новое начало должно быть положено с основ»: старые философские пути должны уступить место новому методу проникновения в глубинную структуру природы.
Основной жертвой войны Бэкона с прошлым стал «Органон» Аристотеля, что в переводе означает «инструменты»: трактат о правилах рассуждения и правильной организации знаний, считавшийся наиболее авторитетным трудом на эту тему в Средние века. Бэкон надеялся, что его заменит его собственная работа, и эти надежды были ясно изложены на титульном листе.
Когда книга была издана – в 1620 году, – научная революция еще только начиналась. Галилей использовал телескоп для наблюдения за спутниками Юпитера в 1609 году, поставив под сомнение аристотелевский тезис о том, что все небесные тела вращаются вокруг центра Вселенной (которым Юпитер, безусловно, не был). В том же году Кеплер опубликовал свои первые два закона движения планет, математически описав эллиптические орбиты планет, вращающихся вокруг Солнца. Но «Новый Органон» – не столько часть первого акта научной революции, сколько ее шекспировский пролог, закладывающий основы, возвещающий действие, предвосхищающий развязку с точки зрения того, кто видит всю грядущую пьесу, – самого автора.
Метод открытия всего – вот что Бэкон обещал своим читателям. Чтобы продемонстрировать силу своей идеи, он предложил применить ее к величайшей тайне того времени – природе тепла (та же самая тема, которую обсуждали в предыдущей главе наши Монтекки и Капулетти).
Натурфилософы до него не смогли решить проблему теплоты, как и многие другие, но, по мнению Бэкона, отнюдь не из-за отсутствия ключей к разгадке. Чтобы понять природу, вы должны открыть глаза на ее подсказки. Но прежде всего нужно очистить свой разум.
Вы должны отбросить в сторону свои личные предубеждения, привязанности и предпочтения. Вы должны отбросить в сторону также предубеждения, свойственные человечеству в целом, такие как склонность к чрезмерному упрощению, пренебрежение поиском доказательств, свидетельствующих против ваших излюбленных теорий или акцентирование внимания скорее на необычных, нежели на повседневных явлениях. Вы должны отбросить в сторону и все предубеждения, заключенные в природе вашего языка, – вы не должны, например, предполагать, что две вещи с одним и тем же названием имеют одинаковую природу. Кроме того вы должны отбросить в сторону всю философию и, следовательно, любую предшествующую науку, хотя бы частично основанную на философском мышлении, какой была наука древних греков. Таким образом, вы должны отбросить в сторону все знания, которые были получены методом, отличным от метода Бэкона. Эти отвлечения и искушения Бэкон называл «идолами»: позволять им влиять на ваше мышление означало поклоняться ложным богам, а не благоговеть перед разумом.
Может ли какое-либо человеческое существо надеяться, что сумеет отказаться не только от своих личных предпочтений, но и от предположений и наклонностей, которые являются его неотъемлемым правом как образованного человека, как представителя своей культуры и своего вида? Когда на пике своей блестящей карьеры Бэкон предстал перед судом за коррупцию, он заявил, что он «столь же невинен, как и любой рожденный в День святого Невинного», потому что он не позволил взяткам, которые брал, повлиять на его решение. Возможно, он действительно обладал достаточно сильным умом и достаточно суровой душой, чтобы сопротивляться любому побуждению оказывать благосклонность тем, кто улыбался ему, но истории об Эддингтоне и затмении, Пастере и спонтанном зарождении жизни, дрейфе континентов и возрасте Земли предполагают, что ученые, даже великие, в большинстве своем гораздо более гибкие люди.
Но это неважно. Предположим, что разум Бэкона успешно очищен от всяческого идолопоклонства; давайте же посмотрим, как он сопоставляет подсказки, чтобы сделать вывод о природе тепла.
Его первый шаг: собрать все положительные примеры теплоты, то есть все виды обстоятельств, в которых присутствует теплота: в огне, в телах животных; когда лучи солнца концентрируются с помощью лупы, когда два твердых тела натираются друг о друга. Кроме того существуют еще пылающие метеоры, природные горячие источники, пряные травы и многое другое.
Его второй шаг: собрать все отрицательные примеры тепла, то есть все типы обстоятельств, в которых тепла нет. Конечно, этот список может быть бесконечным, поэтому Бэкон рекомендует следующую альтернативу. Для каждого положительного случая найдите аналогичные обстоятельства, при которых тепло отсутствует. Например: тепло отсутствует в телах мертвых животных или когда два твердых тела находятся рядом, но не трутся друг о друга (и, по-видимому, тепло отсутствует в свете луны, комет и так далее, хотя, по его мнению, тут нужны дополнительные исследования).
Третий и последний шаг состоит в том, чтобы собрать воедино все способы изменения теплоты в зависимости от других величин, например, то, как предметы становятся горячее при приближении к огню, или то, как металлы нагреваются дольше, чем воздух, но одновременно с этим и сохраняют тепло тоже дольше.
По завершении третьего шага у Бэкона появляются доказательства, которые ему нужны. Что же, спрашивает он себя, может объяснить все собранные факты? Чем можно объяснить, почему тепло есть у живых животных, но не у мертвых, почему тепло образуется при трении, почему металлы поглощают больше тепла, чем воздух? Он рассматривает множество предположений, касающихся характера тепла. Каждое из них объясняет по крайней мере несколько положительных и отрицательных примеров, но не может объяснить все остальные и поэтому отвергается: «Каждый противоречивый пример разрушает предположение о форме». Тепло не может быть «светом и яркостью», потому что такие вещества, как кипящая вода, могут быть горячими, не будучи легкими или яркими. Тепло не может быть материальной субстанцией, потому что, когда горячее железо нагревает другой предмет, оно теряет тепло, но не теряет вес. И так далее.
В конце процесса остается только одна стоящая гипотеза, единственная догадка о природе тепла, которая может объяснить каждое обстоятельство, на которое Бэкон обратил свой взор. Именно эта гипотеза объясняет, как трение порождает тепло: «Сущность тепла – это движение и ничего больше», или, точнее, теплота – это беспорядочное движение – вибрация – мельчайших частиц, из которых состоят все вещи. Эта, идея, наиболее ранняя версия кинетической теории, как мы теперь знаем, совершенно верна: таким образом, перед нами предстает убедительная реклама бэконовского метода.
«Новый органон» рекомендует использовать этот же метод для исследования любого явления природы, от молнии до ларингита и даже самой жизни: собрать условия, при которых явление происходит, условия, при которых оно не происходит, закономерности его изменения и найти гипотезу, которая объясняет многое – события, их отсутствие, вариации. Эта гипотеза и есть теория, которую вы ищете.
Бэкон полагал, что как только ученые приступят к работе, используя его метод совершения открытий, чтобы исследовать суть явлений, то быстро исключат все объяснения, кроме правильного. Это оказалось довольно оптимистичным прогнозом. Примерно через сто лет после того, как Бэкон изложил свои рецепты, количество интересных, правдоподобных объяснений скорее умножилось, чем уменьшилось, поскольку великие творческие умы семнадцатого и восемнадцатого столетий приступили к работе, пытаясь осмыслить мир. Триумфальное открытие Бэконом кинетической природы тепла, например, было (как вы знаете) оспорено примерно в 1800 году развитием конкурирующей теории калорий, которая, как считалось в то время, гораздо лучше объясняет уже собранные факты. Для ученых, оказавшихся в таком же затруднительном положении, как наши Капулетти и Монтекки, метод Бэкона не дает объективного руководства в определении природы тепла. Они должны, как мы видели, опираться на свои личные оценки правдоподобности различных вариантов – их личные рейтинги правдоподобия, – что неизбежно означает, что идолы субъективности Бэкона все еще способны сказать свое слово.
Однако цель нашего визита в начало XVII века заключалась не в том, чтобы понять, почему экземпляры «Нового органона» столь редко можно увидеть на рабочем столе современной лаборатории. Смысл нашего путешествия заключался в том, чтобы понять, как наука в конце концов приходит к правильному взгляду на вещи. Трудности в использовании бэконовского метода возникают не потому, что есть что-то принципиально неправильное в его предположении, что истина и только истина может объяснить все, а потому, что его практически невозможно применить на практике: посреди каждого научного исследования обычно существует сразу несколько конкурирующих гипотез, примерно в равной мере способных объяснить суть исследуемого явления.
В какой-то момент все же конфликт начинает затихать. Момент, которого так жаждал Бэкон, наступает: сокровищница свидетельств становится настолько богатой, что выделяет наконец всего одну теорию в качестве высшего объяснения, единственную теорию, способную объяснить каждый наблюдаемый паттерн – в терминах Бэкона, каждый «положительный пример», каждый «отрицательный экземпляр», каждый паттерн вариации. С этой космической точки зрения идея Бэкона не так уж отличается от идеи Поппера. Каждая ложная теория сталкивается с некоторыми свидетельствами, которые не может объяснить, и в свете своей объяснительной неадекватности отбрасывается. Остается только правда.
Поппер отверг любую роль рейтингов правдоподобия в научных рассуждениях; они были, на его философский вкус, недопустимо индуктивными. Однако дайте им шанс, и вы обнаружите, что происходит кое-что интересное, когда наука приближается к последней теории. По мере накопления доказательств рейтинги правдоподобия начинают сходиться. Различия во мнениях становятся менее резкими. Возникает консенсус в отношении того, какие из рассматриваемых теорий являются ведущими, а какие второстепенными, а в итоге в отношении того, какая из них является наилучшей. Полного согласия так и не возникает, но разногласий становится все меньше. Это бэконовская конвергенция.
Нам не нужно бесконечно ждать, пока бэконовская конвергенция сделает свое дело. Машина знаний всего за несколько сотен лет открыла вирусы, ДНК, природу тепла, гены, лежащие в основе строения тел большинства животных, родственные отношения между людьми и шимпанзе, генетические связи между англичанами и индусами, подводные вулканы, тектонические плиты, спутники Юпитера, кольца Сатурна, галактику Андромеды, черные дыры, структуру золота, сходства и различия между углем и алмазом, функции сердца и архитектуру нейронов. В каждом случае вес наблюдаемых фактов перевешивал различия в рейтингах правдоподобия. Конкурирующее мнение становится сначала труднообъяснимым, затем маргинальным, затем попросту смехотворным. Очевидно, что бэконовская конвергенция реальна и вполне достижима.
Однако требуется некоторая осмотрительность. Не всегда ясно, когда конвергенция приходит к своему завершению. Долгое время казалось, что Ньютон правильно понял гравитацию; затем появился Эйнштейн, разрушивший его теорию. Новая квантовая теория гравитации могла бы показать, что даже Эйнштейн не знал всей истории. Траектория движения науки в направлении истины редко представляет собой широкий торный путь. В ходе поиска правильных объяснений общественное мнение может временно отступиться от буквальной истины, как наука о тепле перешла в XIX веке от кинетической теории к теории калорий. Бэконовская конвергенция в краткосрочной или даже среднесрочной перспективе представляет собой в значительной степени дискретный процесс.
Более того, наблюдаемые факты сами по себе являются тем основанием, которым Бэкон их считает: опубликованные свидетельства могут быть «плохими» по-разному. Часто из-за какой-то проблемы с приборами они вводят исследователей в заблуждение. Снимки с бразильского астрографического телескопа Эддингтона, например, ошибочно свидетельствуют в пользу ньютоновского гравитационного угла изгиба света. Иногда свидетельствами можно даже манипулировать, как подозревают историки в отношении ряда «фактов», сообщаемых Менделем, Геккелем, Милликеном и Ньютоном. Чтобы произошла бэконовская конвергенция, наука должна каким-то образом нейтрализовать неверные данные.
Теоретики, утверждающие, что наука «самокорректируется» – я цитировал по этому поводу Карла Поппера и Атула Гаванде в главе 2, – верят, что когда это действительно имеет значение, «плохие» данные в конце концов признаются таковыми. В некотором смысле именно это и произошло с фотографиями, сделанными с помощью бразильского телескопа: теперь, когда мы знаем, что Эйнштейн был прав (или, по крайней мере, более прав, чем Ньютон), мы можем оглянуться назад и сказать, что бразильский телескоп произвел неверные снимки. Но такое рассуждение возможно только потому, что научное сообщество уже сходится во мнении и поддерживает общую теорию относительности. Таким образом, поправки подобного рода не могут объяснить, как вообще происходит конвергенция.
Что же произошло в случае с общей теорией относительности и что имеет тенденцию происходить в науке в целом? Присмотревшись, мы увидим, что мнения сходятся не потому, что неверные данные исправлены, а потому, что они тонут в массиве более верных данных. После Эддингтона было сделано много исследований угла гравитационного искривления и проведено много других экспериментов, которые должны были подтвердить или опровергнуть теорию относительности. В результате этих исследований было получено огромное количество данных, соответствовавших концепции Эйнштейна лучше, чем теории Ньютона. Таким образом данные Эддингтона, верные или неверные, просто перестали иметь значение.
Итак, мы видим, что на протяжении десятилетий и даже столетий из полотна неуверенности и разногласий, которое и является основным материалом науки, снова и снова возникает согласие – при условии, что исследователи продолжают спорить и количество наблюдений продолжает расти.
Будучи написанными сэром Фрэнсисом Бэконом «Ромео и Джульетта» имели бы счастливый конец. Несмотря на все их соперничество, противоположные темпераменты, разные теоретические предпочтения и несопоставимые стандарты объяснения, профессора Монтекки и Капулетти, в конце концов, столкнулись бы друг с другом, вооруженные одной лишь тяжестью доказательств. Их диалог, строго выстроенный по железному правилу науки, будет строчка за строчкой, факт за фактом подчинять их волю миру и, таким образом, приводить их умы в полное согласие.
Две основные части моего объяснения неодолимой силы науки, моего вклада в Великий спор о методах теперь соединены вместе: железное правило как процедурный консенсус и бэконовская конвергенция, которую этот консенсус делает возможной. Но в этой истории есть и еще один элемент.
В 1887 году в подвале в Огайо Альберт Майкельсон и Эдвард Морли отправили в полет два луча света. Один луч двигался в том же направлении, что и Земля, вращающаяся вокруг Солнца; другой был направлен под прямым углом к первому. После прохождения одинаковых расстояний лучи отражались обратно к источнику и сравнивались. Если их формы при наложении не совпадали в точности, то это свидетельствовало о том, что одному из них потребовалось больше времени, чтобы пройти путь, чем другому, – именно этого ожидали Майкельсон и Морли. Цель состояла в том, чтобы измерить скорость, с которой Солнечная система движется через «эфир», невидимую субстанцию, которую физики XIX века считали носителем световых волн, подобно тому, как вода является носителем волн океана, а воздух – звуковых волн. Чем быстрее движение в эфире, тем медленнее общее время прохождения луча, движущегося по линии Земли, и тем больше расхождение между двумя наложенными лучами. Одним важным следствием такого измерения было бы, наконец, прямое доказательство существования эфира.
Этот эксперимент был непростым. Ожидалось, что расстояние, на которое один луч будет сдвинут относительно другого, будет порядка нескольких сотен нанометров. Малейшие вибрации – проезжающие мимо лошади или отдаленные раскаты грома – могли нарушить работу измерительного прибора. Именно поэтому он располагался в подвале и был установлен на огромном блоке песчаника, плавающем в корыте с ртутью (рис. 5.1). Вот почему Майкельсон посвятил целых десять лет созданию все более чувствительных механизмов для определения скорости света и в конце концов перенес нервный срыв – как предположил его коллега Морли.
Конечный результат был, как выразился Майкельсон, «решительно отрицательным»: эксперимент вообще не обнаружил никакого движения по отношению к эфиру. Какое-то время существовали разногласия и путаница как по поводу эфира, так и по поводу самой экспериментальной установки. Споры разрешил Эйнштейн, чья специальная теория относительности полностью отказалась от концепции эфира и объяснила именно то, что невольно заметили Майкельсон и Морли: скорость падающего света одинакова независимо от того, находитесь вы неподвижно по отношению к источнику света или движетесь на высокой скорости. Просуществовав двести славных лет, ньютоновская физика умерла, а искомое число действительно составило несколько сотен нанометров.
Рисунок 5.1. Прибор, который Майкельсон и Морли использовали для измерения скорости света в различных направлениях относительно направления движения Земли
Как вы уже видели, подход Эйнштейна к гравитации был проверен несколькими годами позже путем тщательного изучения таких же мельчайших деталей: в эксперименте Эддингтона с затмением было измерено смещение видимого положения звезд, равное примерно одной трети видимого диаметра Марса в его наименьшем размере. Спутник Gravity Probe B, также проверяющий общую теорию относительности, был разработан для того, чтобы улавливать расхождения примерно в 0,00001 градуса в год. Ньютоновская и эйнштейновская физики рассказывают совершенно разные истории о структуре Вселенной. Но чтобы увидеть, какая из них правильная, нужно произвести множество невероятно кропотливых крошечных измерений.
Тот факт, что секреты Вселенной кроются в мельчайших структурах, в почти неразличимых деталях, в узорах, которые могут обнаружить только самые чувствительные, хрупкие и дорогие инструменты, – настолько важен, что заслуживает отдельного названия. Я называю его тихоническим принципом в честь датского астронома XVI века Тихо Браге, который, работая незадолго до изобретения телескопа, был последним из величайших астрономов, работавших «невооруженным глазом», используя секстанты и квадранты для определения положения звезд и движения планет с точностью до 0,02 градуса. Чтобы достичь этого уровня точности, Тихо построил обсерваторию под названием Стьернеборг («замок звезд») полностью в цокольном этаже, стремясь, как Майкельсон и Морли, укрыться от неточностей, вызванных суматохой и шумом внешнего мира (рис. 5.2).
Тихонический принцип справедлив не только в фундаментальной физике и не только в количественных деталях. Чтобы раскрыть тонкости биологической наследственности и эволюции или того, как многоклеточные организмы развиваются и растут из эмбрионов, исследователи должны тщательно изучить сложные причинно-следственные структуры на микроскопическом уровне. Аналогичное внимание к точным цифрам и продуманным связям требуется от нейробиологов, геологов и археологов, от создателей моделей в климатологии и экономике и, хотя и в несколько иной степени, от антропологов и социологов.
Позвольте мне проверить ваше воображение необычной мыслью: тихонический принцип не обязательно должен быть истинным. Мы могли бы жить во Вселенной, где фундаментальные законы физики весьма слабо влияют на траектории частиц, определяя их движение с точностью до одного-двух знаков после запятой, но не больше. Измерения с точностью до шестого десятичного знака в таком мире были бы пустой тратой времени и денег, не более способствующей получению знаний, чем подсчет гальки на берегу или капель воды в море. В равной степени мы могли бы жить во Вселенной, где формы организмов определялись некими дающими жизнь духами или прихотью богов, а не замысловато структурированными цепочками молекул. Но мы этого не делаем; наш мир, кажется, насквозь пропитан тихоническим принципом.
Рисунок 5.2. Стьернеборг, подземная обсерватория Тихо
Бэкон предполагает, что если мы используем в качестве точки опоры объяснительную способность науки, то эмпирическая проверка в итоге выявит истину. Тихонический принцип гласит, что большую часть этой проверки будет чрезвычайно трудно провести. Именно по этой причине железное правило необходимо для успеха современной науки. Усилия, необходимые для создания запаса наблюдаемых фактов, достаточного для бэконовской конвергенции в тихоническом мире, настолько велики, что людей можно убедить взяться за проект только в исключительных обстоятельствах. Железное правило создает эти обстоятельства и, таким образом, «заставляет ученых исследовать какую-то часть природы в таких подробностях и на такую глубину, которые в противном случае были бы совершенно невообразимы». Это слова Томаса Куна. Он приписывал принуждение парадигмам, а не универсальному процедурному консенсусу – в противном случае это было бы лучшее предложение, которое он когда-либо делал.
Железное правило предлагает ученым искать истину, используя теорию, которая лучше всего объясняет наблюдаемые факты. Что в этом такого новаторского, такого революционного? Кто-то может сказать, что практически ничего. Мы, люди, знали, как делать выводы из того, что видим, с тех пор, как наши первобытные предки впервые осознали смысл следов саблезубых хищников на выпавшем снегу.
Кроме того, ценность подобного способа мышления была столь же очевидна для древних и средневековых мыслителей, как и для любого доисторического охотника. Первые греческие философы – Фалес с его теорией о том, что все состоит из воды; Гераклит, предпочитавший огонь; Анаксимандр, считавший, что основной составляющей вещей является «безграничное», – все старались объяснить то, что видели вокруг себя: радугу, магнетизм, окаменелости, эпилепсию, соленость моря, звездное небо, приспособленность живых существ к их среде обитания. Аристотель добавил к этому списку невообразимое множество явлений, от торнадо до дыхания, человеческих рук и перепончатых лап водоплавающих птиц и впервые предложил системные теории физики, биологии и психологии для их объяснения. Действительно, его иногда называют первым великим ученым в истории.
Исламский философ XI века Ибн Сина, которого на Западе называли Авиценной, сформулировал семь правил проведения медицинских экспериментов. Английский философ-схоласт Роберт Гроссетест разработал понятие контролируемого эксперимента в эпоху высокого Средневековья, за столетия до Бэкона. Эксперимент не только похвалили, но и развернули на практике. Историк Дэвид Линдберг приводит неполный список экспериментаторов, работавших до научной революции, который простирается от Древней Римской империи до исламской Персии и европейского Средневековья, включая, среди многих других, Птолемея, Ибн аль-Хайтама (Альхазена), Камала аль-Дина, раввина Леви бен Гершона, Йоханнеса де Муриса.
Что же добавляет ко всему этому железное правило? В чем его новизна? На каком основании я могу сказать, что Аристотель не был современным ученым, если он явно ценил способность своих теорий объяснять явления, которые так внимательно наблюдал?
При всем своем упоре на объяснение мира и открытость к экспериментальным данным натурфилософия древности не могла установить процедурный консенсус, дающий современной науке столь мощные инструменты для продуцирования новых знаний. Чтобы сформулировать железное правило и, таким образом, создать современную науку, нужно было что-то добавить к древней доктрине о том, что истинные теории можно распознать по их объяснительной силе. Эти дополнения принимают форму четырех методологических нововведений.
Первое нововведение – это переформулировка материала, составляющего железное правило – само объяснение. До научной революции объяснение явления смешивалось с философскими суждениями о нем же, поэтому объяснительная сила была субъективной вещью, меняющейся в зависимости от интеллектуальных предпочтений и темперамента наблюдателя. В современной науке понятие объяснения свободно от философии и любой другой идеологии; оно так же чисто, как металл, от которого железное правило получило свое название. Следовательно, объяснительная сила означает одно и то же для каждого современного ученого, независимо от его образования и наклонностей, так что каждый ученый соглашается с тем, что говорит железное правило, а также с теми критериями, которые это правило предлагает для оценки эмпирического исследования.
Второе новшество касается работы с источниками. Железное правило ориентировано не на то, что думают ученые, как это предполагали традиционные законы логики, сформулированные Аристотелем, а на то, какие аргументы они могут привести публично. Таким образом, их мозги не скованы правилом; его жестким ограничениям подчиняются лишь их публичные заявления. Как вы увидите дальше, именно это новшество делает возможными третье и четвертое новшества.
Третье новшество – это особый вид объективности, который может быть применен в научных спорах, не будучи искаженным существенной субъективностью научных рассуждений, – вид объективности, который согласуется со всем, что я говорил в предыдущих главах о моральной слабости ученых и многообразии рейтингов правдоподобия.
Отрицательная оговорка железного правила – его четвертое новшество. Натурфилософы очень заботились о способности своих теорий объяснять явления природы. Они также заботились о философской целостности своих теорий, богословской чистоте и формальной красоте и были готовы обосновывать свои взгляды с каждой из этих точек зрения. Железное правило, однако, не допускает ничего, кроме вопросов объяснительной силы, ничего, кроме способности теории объяснять наблюдаемое, определять ход научной аргументации. Теология, философия, даже красота строго запрещены. Ученые, решаясь на спор, должны использовать в качестве аргументов исключительно эмпирические данные.
1. Понятие объяснительной силы, с которым согласны все ученые.
2. Различие между публичной научной аргументацией и частной научной аргументацией.
3. Требование объективности научной аргументации.
4. Апелляции исключительно к результатам эмпирических исследований (а не к философской последовательности, теоретической красоте и так далее).
В этой и последней главах вы могли пронаблюдать, как процедурный консенсус современной науки, установленный железным правилом, стимулирует создание и обработку сложных комплексных данных, которые уже неоднократно способствовали научному прогрессу в тихоническом мире. Теперь настало время посмотреть, как наши четыре новшества наделяют железное правило способностью создавать консенсус.
Предположим, что где-то в южных океанах есть неизведанный остров, клочок земли, жители которого еще не вступили в контакт с современным миром. Назовем его Атлантидой. Постарайтесь представить, что он действительно существует, – это нужно для наших дальнейших рассуждений.
Атланты, хотя и немногочисленные, создали яркую цивилизацию. Поэты, архитекторы, драматурги и математики бродят по своим дворам и рыночным площадям вместе с естествоиспытателями, стремящимися понять устройство видимого мира: планеты, свет, падающие предметы, живые существа. Но подобно древним грекам – или китайцам династии Мин, или елизаветинским англичанам – атлантам не хватает современной науки.
Итак, в результате странного стечения обстоятельств вы оказываетесь на берегу Атлантиды. Местные жители взволнованы и озадачены явлением таинственного гостя. Вы рассказываете им о вакцинах, антибиотиках и лапароскопии. Вы показываете им свой смартфон – замечательная вещь, хоть связь в Атлантиде и не ловит. Вы описываете мир изобилия еды, башен высотой в полкилометра и летательных аппаратов.
А еще лучше – мир, понимающий истинную природу света, принципы движения планет и код, программирующий жизнь. Атланты хотят всего этого. Может быть, вы научите их заниматься наукой?
Почему нет? Это поможет вам скоротать время. Атланты приводят своих естествоиспытателей, нетерпеливых учеников на ваш первый курс: «Введение в современную науку».
Рисунок 6.1. Расположение Атлантиды в представлении ученого Афанасия Кирхера (1602–1680). Он помещает ее слишком далеко на север
День первый: железное правило. Нет нужды убеждать философов Атлантиды в том, что они должны искать теории с большой объяснительной силой; они делали именно это на протяжении веков. Новость для них заключается в том, что для достижения научного прогресса гораздо важнее точные измерения и кропотливая лабораторная работа, чем глубокие философские размышления. В нашем тихоническом мире истина дает о себе знать именно при учете долей сантиметра или градуса.
День второй: вы делаете поразительное открытие. Атланты считают, что теория объясняет факт всякий раз, когда этот факт согласуется с теорией. Согласно этим инстинктивным исследователям природы, гипотеза о том, что «предметы, состоящие из земного вещества, стремятся найти центр Вселенной», объясняет, почему «тот, кто падает с высокой скалы, уходит глубоко в землю», но не почему «соломинки летят по ветру».
О чем могли думать атланты? Возможно, они воображают, что мир управляется в соответствии с указаниями «Великого небесного поэта». Он создал некие указы, такие как уже упомянутое «Вещи, сделанные из земной материи, стремятся найти центр Вселенной», и обеспечивает прямым вмешательством согласование происходящих событий с его указами. Эта точка зрения необычна, но вполне понятна. «Ясно», – говорите вы атлантам. «Как и мы, северяне, вы, атланты, считаете, что объяснение события – это в первую очередь выяснение, что его вызвало. Однако, в отличие от нас, вы верите в богов, которые управляют миром, но не знаете о гравитации.
Нет, это совсем не то, говорят атланты. Действительно, нет ничего, что «заставляло бы вещи происходить». Мир просто есть. Но его состояние, тем не менее, можно понять, его работу можно объяснить, если уловить, как все это держится вместе – как стихотворение. Для атлантов понимание Вселенной – вопрос литературной интерпретации.
Принести науку в Атлантиду будет сложнее, чем вы предполагали. Вы прочищаете горло. Вы говорите, что существуют несколько вещей, которые нужно знать об объяснении. Или, по крайней мере, о том объяснении, которое дает рабочий материал для железного правила. Главное: объяснение событий – это вопрос поиска их причин, а не согласованности. Вы не сможете сформулировать действительно рабочие теории, согласуя явления с небесным замыслом! Философы-атланты шепчутся между собой, изредка бросая в вашу сторону сочувственные взгляды. «Они придумали такую великолепную технику, но так и не поняли мир!» – думают они. Один говорит: «Нет, боюсь, это ваши теории неверны». Кто же здесь учитель, а кто ученик?
Если бы вы только могли открыть им глаза на настоящий мир: электрическое освещение, наркоз и высокоскоростной интернет! Все это показалось бы им фантастикой!
Это не так уж далеко от истины, утверждают многие историки науки, которые оглядываются в прошлое и видят архипелаги представлений о сути познания, цепь культурных островов, протянувшуюся сквозь века, каждый из которых имеет собственное, довольно ограниченное представление о том, что то или иное событие представляет собой в контексте теории, позволяющей обеспечить адекватное объяснение моделей повседневных событий и экспериментальных результатов. У каждой эпохи есть свои правила осмысления мира. «Нет, – пишет современный историк Питер Дир, – никаких вечных, внеисторических критериев для определения того, какой результат будет считаться удовлетворительным для понимания».
Вспомните Томаса Куна, когда он в начале своей карьеры пытался понять физику Аристотеля. Он столкнулся с рядом необычных идей. Аристотель считал положение объекта в пространстве таким же свойством, как цвет; движение, таким образом, немного похоже на изменение цвета. Как следствие, в пространстве не может быть пустого места: места – это свойства вещей, поэтому там, где есть место, есть и вещь, точно так же, как там, где есть цвет, должна быть и вещь, которая им обладает.
На самом деле, согласно Аристотелю, пространства не существует; есть только «места», и все они заняты. (Возможно, он был первым теоретиком парковки в городской черте.) Кроме того, характерные примеры движения, такие как склонность тяжелых предметов падать на землю, получают объяснение, которое кажется в каком-то смысле биологическим или даже психологическим: «естественное конечное состояние» для более тяжелых разновидностей материи – середина Вселенной. Все вещи, животные, растения и минералы ищут свои естественные состояния. Таким образом, материя направляется прямо к центру мира, который является также центром земли. Поначалу все это не имело для Куна никакого смысла; утверждения Аристотеля казались настолько расплывчатыми, что были совершенно непонятны.
Потом Кун выглянул в окно и все, по его словам, «встало на свои места». Он достиг способности видеть мир так, как видел его Аристотель, оперировать аристотелевскими принципами объяснения мироустройства – принципами, которые были настолько странными, что могли бы иметь место в описанной нами Атлантиде. «Теперь я мог понять, почему [Аристотель] сказал то, что сказал». Этот опыт вдохновил Куна на концепцию научного прогресса как серии прыжков от одной структуры к другой, в рамках которой каждый такой «сдвиг парадигмы» приносит новую систему объяснения, сбивающую с толку ученых, воспитанных в рамках прежнего взгляда на мир.
Парадигма – это больше, чем объяснительная структура; это максимально полный алгоритм для занятий наукой, включающий в себя цели и методы, а также способы правильного понимания. Как вы видели ранее, современные историки скептически относятся к тому, что поведение ученых соответствует какой-либо общей схеме. Но, подобно Питеру Диру, многие придерживаются объяснительного компонента куновской картины, отбрасывая все остальное, вместе с Куном поддерживая идею, которую можно было бы назвать объяснительным релятивизмом. Основной тезис объяснительного релятивизма гласит, что каждая эпоха или школа имеет собственные стандарты объяснения и понимания и что стандарты одной эпохи обычно имеют довольно мало смысла для мыслителей другой эпохи, или даже вовсе не имеют его.
В этой формулировке выражение «не имеет смысла» не означает просто «кажется неправдоподобным». Оно означает, что объяснения из другого времени кажутся нам ничего не объясняющими – подобно тому, как мы считаем модель мира атлантов, какой бы красивой она ни была, совершенно неспособной передать истинную логику того, почему происходят вещи. Таким образом, объяснения прошлого вообще исключаются из рассмотрения. Только искусный исторический толкователь, каким считал себя Кун, может оценить их достоинства, да и то, может быть, лишь в результате внезапного, почти мистического прозрения.
Если тезис объяснительного релятивизма верен, то в разных временах не может быть единого мнения о сравнительном объяснительном успехе различных теорий, поскольку «успех» означает нечто совершенно разное в рамках каждой из них. В этом случае не существовало бы способа установить своего рода процедурный консенсус, который, как я утверждал выше, крутит рукоятку машины знаний. Следовательно, объяснительный релятивизм несовместим с железным правилом; если бы он был правдой, современная наука не могла бы существовать.
Когда-то объяснительный релятивизм и в самом деле отражал окружающую действительность. Но затем, во время научной революции, он был свергнут. В этой главе объясняется, как релятивизм подрывает научный консенсус и как он сам разрушается, расчищая путь для новой формы исследования, управляемой железным правилом.
Перенесемся в IV век до нашей эры. Вы бродите по острову, более реальному, чем наша воображаемая Атлантида – древнегреческому Лесбосу – в компании самого Аристотеля, наблюдая за разнообразной водной жизнью, кишащей в водах залива. (В 340-х годах до нашей эры великий философ провел несколько лет на Лесбосе и в близлежащем материковом городе Ассос, изучая трактаты по биологии.) Наблюдая одну и ту же обстановку, вы оба могли бы прийти к одинаковым выводам: некоторые рыбы издают хрюканье или писк, у самцов осьминогов есть специальное щупальце для совокупления, дельфины не откладывают икру, а рождают живых детенышей, залив изобилует устрицами, а зимой многие рыбы мигрируют в более теплое открытое море. Вы могли бы вместе препарировать каракатицу, как делал Аристотель, и обнаружить, что кишечный тракт идет ото рта к желудку, а затем возвращаться назад, чтобы выйти чуть ниже головы.
Однако когда вы начинаете объяснять анатомию и физиологию каракатиц, ваши взгляды расходятся. Какую функцию выполняет сердце каракатицы? Вы можете подумать, что оно качает кровь, но у Аристотеля совершенно иное мнение: сердце – это первичный источник крови, но одновременно с этим также и вместилище ощущений – удовольствия, боли и чувственного опыта, а у высших животных в придачу еще и орган мысли. (В этом вопросе Аристотель расходился со многими своими современниками, которые помещали человеческий разум в мозг.) Это разногласие по сути ничем не отличается от спора Капулетти и Монтекки по поводу природы тепла. Конечно, эмпирическое исследование решит, что правильно.
Рисунок 6.2. Обыкновенная каракатица,
Чтобы поспособствовать разрешению спора, вы преподносите своему философскому спутнику подарок: скальпель, красители для подчеркивания клеточных стенок и других биологических границ и микроскоп. С помощью этих новомодных инструментов вы сможете понять работу сердца каракатицы, изучив устройство его составных частей и выяснив, как эта структура, согласно основным принципам физики, влияет на функционирование всего тела.
«Интересно», – говорит Аристотель, поглаживая свою ухоженную бороду. «Но, как и идеи тех старых материалистов Эмпедокла и Демокрита, – здесь он ссылается на своих предшественников и соперников, которых уже давно нет, – совершенно неправдоподобно». Он ехидно поднимает бровь. «Их картина мира была крайне упрощенной: всё, что мы видим, учили они, вызвано слепыми законами физики, приводящими в движение бессловесную материю. Если бы они были правы, мы повсюду находили бы чудовищность и неисправность. Возможно, случайный набор механических частей и в самом деле способен работать как единое целое, как органическое тело, питаясь, дыша и производя на свет маленькие копии самого себя. Но это были бы, безусловно, исключения среди хаоса». Внезапным, на удивление свободным и широким жестом он обводит холмы, воду, весь остров. «Посмотри на всю эту жизнь! Посмотри, как красиво и стройно все организовано. Каждое растение, каждое животное, каждая ветвь, каждая конечность, каждый орган работают тщательно, постоянно, точно по-своему, чтобы процветать на своем естественном месте в мире. Это что угодно, только не случайность. Одна только физика не может объяснить жизнь».
«Единственный способ объяснить характерную форму и деятельность каракатиц, – продолжает он, – это говорить о свойстве организма в целом, его психее, то есть душе». Это сложное понятие. Психею Аристотеля нельзя назвать нематериальной вещью, отделяемой от изучаемого животного. Но это и не материальная часть животного, вроде ноги, мозга или сердца. Скорее это нечто, что существует в животном и обусловливает его общую форму. Природа психеи состоит в том, чтобы организовывать вещи для конечного блага животного. То есть части животного работают таким образом, чтобы выполнять функции, которые, совместившись в единое целое, заставляют животное расти, процветать и размножаться.
Каждый современный интерпретатор аристотелевской концепции психеи видит в ней загадку. Это, как говорит Аристотель, форма животного, заключенная в его теле, физическая структура существа. Однако Аристотель ничем не отличался бы от материалистов, которых сам же и критикует, приписывая жизнеспособность и эффективность организмов тому факту, что они случайно имеют идеальную физическую форму и структуру, следовательно, он имеет в виду нечто иное. В то же время кажется, что психея не есть что-то выше и вне тела. Это физическая форма тела, но одновременно это еще и некая концепция объясняет и поддерживает эту форму.
Поймите психею, и она улетит в глубину. Она не может быть понята таким умом, как ваш. Это вполне характерный симптом объяснительного релятивизма. Единственное внятное объяснение жизни по Аристотелю непонятно – едва ли лучше произведений жителей Атлантиды, пытающихся объяснить каракатицу в своем ключе.
Итак, на берегу лагуны стоят две противоборствующие фигуры: вы со своим микроскопом и Аристотель со своей концепцией естественного порядка. Вы хотите использовать свой микроскоп, чтобы урегулировать ваши разногласия. Вы говорите, что он выявит физическую структуру тканей каракатицы, неразличимую невооруженным глазом, и даст бесценные сведения о работе сердца и других органов. «Бесполезно», – отвечает Аристотель. Дело не в том, что физическая структура не играет никакой роли в телесных функциях (хотя Аристотель в придачу полностью отрицает микроскопическую структуру органической ткани). Скорее физическая структура просто не подходит для объяснения биологической функции. Даже если бы это объясняло, как двигается каракатица, это не могло бы объяснить, почему это движение так тонко настроено на дальнейшее развитие жизни. Это под силу только психее.
В глазах Аристотеля ваша программа исследования – препарирование каракатицы на все более мелкие кусочки – не сложная наука, а вполне заурядная бойня. В то же время программа Аристотеля выглядит не намного лучше, с вашей точки зрения. Как можно обнаружить душу и исследовать ее свойства? Или, точнее, поскольку легко обнаружить физическую форму, которой присуща психея, как при этом можно обнаружить и измерить ее объяснительный аспект, выходящий за пределы простой физической формы? Для Аристотеля ответ очевиден: бытие и жизнедеятельность каждого организма объясняются его психеей. Таким образом, доказательства природы психеи биолог сможет найти везде, где только захочет. Для вас, с другим представлением о биологическом объяснении, это звучит не столько как эмпирическое исследование, сколько как бессмысленное философствование.
Таким образом, разногласия по поводу объяснительных систем приводят к интеллектуальному тупику. Для Аристотеля микроскоп не более полезен в биологических исследованиях, чем в астрономических: то, что он может обнаружить (если вообще хоть что-нибудь может), не даст объяснения жизни. Для вас же объяснительная сила психеи – тайна. Вы хотели бы использовать свои инструменты, чтобы получить объективные данные об объекте исследования, но в отношении психеи это невозможно; психею можно объяснить только запутанными рассуждениями, которые вам совершенно непонятны.
Создавая и поддерживая подобного рода споры, объяснительный релятивизм представляет собой непреодолимое препятствие для процедурного консенсуса, необходимого для современной науки, консенсуса, который позволяет ученым убедиться, что все они играют в одну и ту же игру, освобождая их от бесконечных дебатов о правилах объяснения и тем самым направляя каждую вспышку их исследовательского жара на наблюдения и эксперименты. Таким образом, железное правило объявляет релятивизм вне закона, отсекая все подобные разногласия, заменяя их фиксированной концепцией объяснительной силы, которую должны принять все ученые, – вот оно, первое великое новшество современной науки. Поскольку ученые соглашаются с этой концепцией, они соглашаются и в том, как следует проводить проверку любой гипотезы, даже сформулированной в эзотерических или спорных терминах, таких как психика, энтропия или туманная терминология квантовой механики.
Соглашение по поводу объяснений было достигнуто с трудом. Чтобы увидеть, как это произошло, нам придется оставить Аристотеля на Лесбосе и отправиться в Северо-Западную Европу. Переместимся заодно и во времени – на две тысячи лет вперед. Там мы рассмотрим идеи двух превосходных мыслителей. Один из них был последним из великих натурфилософов, разработавшим теории строения материи и ее поведения, которые соответствовали идиосинкразической, метафизически регулируемой схеме объяснения, привязанной к духу времени. Другой разрушил эти теории и тем самым подорвал господство философии над научным объяснением и ниспроверг сам объяснительный релятивизм. Линия, протянутая от одной интеллектуальной жизни к другой, – это история выплавки нашего железного правила.
В 1618 году, когда Фрэнсис Бэкон работал над рукописью своего «Нового органона», молодой французский студент бросил свои занятия юриспруденцией и присоединился к голландской армии как раз в тот момент, когда на другом конце Европы, в Богемии, разразилась война. В течение года он оставил голландцев и присоединился к союзным войскам Максимилиана Баварского, и вместе с ними оказался посреди раздробленных германских владений, составлявших основную часть Священной Римской империи. Здесь будет происходить большая часть сражений Тридцатилетней войны, которая к моменту своего завершения уничтожит почти половину населения Баварии, треть Богемии и по крайней мере одну пятую населения Центральной Европы в целом – в процентном соотношении это составит больше, чем любая другая европейская война.
В последние унылые и мирные месяцы накануне того, как немецкие князья были втянуты в борьбу, французский солдат оказался на свободе, вместе со своими сослуживцами задержавшись в городе Ульм на Дунае, на территории нынешней Южной Германии. Был холодный ноябрь. Солдат заперся в хорошо отапливаемой комнате и стал думать; в ходе своих размышлений, как он позже рассказывал, он «открыл основы удивительной науки».
В эту ночь ему приснилось три сна. Сначала приснился страх: призраки, паралич, пронизывающий ветер, сбивающий с ног. Во второй раз приснилась неуправляемая сила: огонь и гром. В третьем сне пришли мечты о книгах и учебе, о начале пути, о единстве всех знаний. В последующие дни он решил посвятить свою жизнь созданию чудесной новой науки. Так Рене Декарт стал философом.
Вскоре Декарт покинул армию и, таким образом, ушел с войны. Следующие три десятилетия он жил отшельником во Франции и Нидерландах, в то время как Европа уничтожала самое себя. В уединении он писал о математике, физике, философии, Боге, видении, мысли и, наконец, о «страстях души». Он объяснил восприятие глубины, преломление света и природу радуги, а также первым применил в математике то, что мы сейчас называем декартовыми координатами. («Декартовый» означает «предложенный или изобретенный Декартом».) Возможно, его самый грандиозный и амбициозный проект был также и одним из первых проектов подобного рода: Декарт составил подробное описание устройства Вселенной, которое он закончил в 1633 году и назвал эту книгу «Мир».
Все процессы, составляющие мир, полагал Декарт, от сравнительно простых орбит небесных тел до сложного функционирования человеческого тела, есть движения кусков материи, и взаимодействуют эти куски единственным способом: непосредственным контактом, или, другими словами, подталкивая друг друга. Может показаться, что планеты мчатся через бесконечное пустое пространство. Но это невозможно. Если что-то движется, то это происходит потому, что что-то другое приводит его в движение, и единственный способ передать такую силу – прямой физический контакт. Планеты удерживаются на своих орбитах вокруг Солнца, предположил Декарт, потому что то, что кажется нам пустым пространством, заполнено невидимыми мельчайшими частицами, которые сами вращаются вокруг Солнца, увлекая за собой планеты.
Вселенная, предположил Декарт, заполнена гигантскими шарами материи, вращающимися определенным образом; в центре каждого из них находится солнце, вокруг которого вращаются собственные планеты. Для нас эти солнца – далекие звезды (рис. 6.3).
Гравитация на Земле, поскольку речь идет о некой физической силе, также должна быть вызвана чем-то, находящимся в непосредственном контакте с телами, испытывающими тяготение. Декарт придумал следующую запутанную теорию. Все тела, рассуждал он, имеют тенденцию «улетать» от земли под действием некой центробежной силы. Поскольку частицы воздуха более «подвижны», чем частицы, из которых состоят тяжелые предметы, такие как камни и люди, их центробежная тенденция сильнее: ваше тело пытается улететь в небо, но воздух вокруг вас делает это с большим успехом. Следовательно, если вы не стоите на твердой земле, воздух внизу устремляется мимо вас вверх, толкая вас вниз, в пространство, которое он прежде занимал; тогда вы падаете, потому что воздух толкает вас вниз, и это нисходящее давление больше, чем стремление вашего тела двигаться вверх. Тот же самый механизм не позволяет вам взлететь. Это как если бы вы в толпе проталкивались к выходу, спасаясь от пожара, но, поскольку другие члены толпы сильнее и решительнее вас, то они, локтями прокладывая себе путь, удерживали бы вас на месте – точно так же земля «прижимает» вас к себе.
Рисунок 6.3. Вселенная Декарта. Каждая из многоугольных ячеек представляет собой большой вращающийся шар материи со звездой в центре. Наше солнце отмечено буквой S; планеты помечены своими астрологическими знаками (♂ для Марса, ♃ для Юпитера и т. д.). Комета (☉) прокладывает нестандартный путь через «север» Солнечной системы
Декартовское объяснение гравитации гениально, но переусложнено и в придачу довольно неуклюже. Но если что-то и смущало Декарта, он этого не показывал. Возможно, это происходило вследствие того, что он считал свою физику, основанную на столкновениях, чем-то большим, чем правдоподобное теоретическое предположение. Он считал, что его гипотеза верна, потому что мог доказать, что мир не может работать по-другому. Его концепция была не научной в нашем современном понимании, а скорее философской и теологической. И даже сама его идея началась с метафизического аргумента.
Пространство, утверждал он, по самой своей природе протяженно, то есть растянуто. Таким образом, пустое пространство было бы протяженным Ничто, но «ничто не может иметь никакой протяженности». Отсюда следует, что не может быть пустого пространства; пространство обязательно должно быть заполнено материей (как утверждал и Аристотель). Ведь в каком-то смысле, по Декарту, материя и пространство – одно и то же, описываемое двояко. «Пустое пространство так же невозможно, – писал он, – как гора без долины».
Если пространство полностью заполнено, можно предположить, что невозможно появление чего-то нового. Но когда Бог сотворил Вселенную, сказал Декарт, переходя от философии к теологии, то привел в движение всю ее материю, создав огромные вращающиеся глобулы, изображенные на рис. 6.3. С этого момента все следовало принципам декартовой физики. Вещество в глобуле продолжало вращаться вокруг своей центральной точки, пока на пути не возникло другое вещество – в этом случае имело место воздействие, способное направить сталкивающееся вещество в новых направлениях. (Поскольку все пространство заполнено материей, столкновения Декарта больше похожи на толчки, чем на удары снарядов. Мне кажется, это в чем-то похоже на нью-йоркское метро в час пик.)
Таким образом, каждое отклонение от устойчивого состояния непрерывного движения – каждое значимое изменение – вызывается непосредственным контактом. Это справедливо, разумеется, и для явных столкновений, таких как удар пушечного ядра о крепостную стену. Но, опираясь на философию и теологию, Декарт стремился показать, что изменения работают таким же образом и для всего остального мироздания. Гравитационное притяжение, например, должно быть каким-то образом связано с тем, что мы прижаты непосредственно к земле, даже если нет никаких явных признаков того, что что-то давит на нас. Поэтому Декарт придумал историю, в которой гравитация создается крохотными частицами, отталкивающими более крупные в своем стремлении к небу.
Точно так же визуальное восприятие должно питаться коллизиями. Декарт предположил, что свет попадает на сетчатку, которая затем передает сигнал мозгу с помощью некоего сложного гидравлического механизма, который перекачивает «животные духи» по всему телу. Столкновение лежит в основе всех прочих телесных функций по той же причине. Каждый биологический процесс является механическим, а работа каждого механизма осуществляется посредством соударения потоков материи.
Декартовский и аристотелевский взгляды не просто разные, а даже противоположные – в своих деталях, но еще больше в своих основных принципах объяснения. Согласно Аристотелю, как мы видели, каждый вид материи имеет некое естественное, свойственное только ему, движение. Естественное движение тяжелой материи, вещей, состоящих из элементов земли и воды, направлено к центру Вселенной, то есть к центру земного шара, на котором мы живем. Естественное движение звезд и планет, состоящих из пятого элемента, более близкого к божественному, чем воздух, огонь, земля и вода, представляет собой круг. Таким образом, металл падает на Землю, в то время как Луна вечно вращается вокруг Земли; в обоих случаях они делают то, что свойственно их природе, без какого бы то ни было постороннего вмешательства.
Декарт объясняет эти же движения в терминах толчков. Даже планеты, направляемые Богом, требуют давления других невидимых частиц, чтобы не сойти со своего пути. Предполагать любую другую причину движения, по мнению Декарта, недопустимо для истинной науки. Внимательное рассмотрение такой гипотезы, сказал бы он, обнаружит связи в предлагаемом ей объяснении, которые будут ничем не лучше, чем рифмы в стихотворении – возможно, они могут доставить некоторое наслаждение уму, но при этом совершенно неспособны установить подлинную связь между причиной и следствием.
То же самое касается биологии растений и животных. Декарт понимает органические тела как некие механизмы или машины, тогда как для Аристотеля, как мы видели, организмы отличаются от машин тем, что обладают психеей, – основным элементом, который существует в физическом строении тела и объясняет правильность и целесообразность действий, совершаемых в нем.
Декарт отвергает объяснения Аристотеля как непонятные; Аристотель отверг бы теорию Декарта как безнадежную. Собственная объяснительная структура теории оппонента показалась бы каждому из них чересчур запутанной, бездоказательной, непостижимой, абсурдной – и настолько же интеллектуально чуждой, как взгляды атлантов.
Однако на самом абстрактном уровне Декарт и Аристотель сходятся в очень важном моменте. Оба взывают к высшим силам – прежде всего к силе философского разума – для определения того, что может законным образом объяснить движение материи и живых существ. Именно это философствование ставит их на прямо противоположные позиции и не позволяет с них сойти. Их объяснительные принципы устоялись, а физические и биологические теории всегда будут несовместимыми.
Что дальше? Если бы Аристотель окинул взглядом поле интеллектуальной битвы 1600-х годов, то наверняка воскликнул бы: «О нет! Опять!» Атомисты и другие материалисты, побежденные в Афинах IV века, вернулись, и с ними снова нужно бороться. Все было именно так, как сказал Бэкон: одни и те же аргументы, раз за разом повторяющиеся по кругу.
И так могло бы продолжаться вечно, если бы не появилось нечто новое, разорвавшее этот круг и направившее исследование природы по совершенно иной траектории, на которой глубокие разногласия по поводу объяснительных стандартов наконец канули в Лету.
Декарт умер в 1650 году. Война в Европе закончилась. Германия лежала в руинах; Франция торжествовала; Англия, казнившая своего короля Карла I, стала республикой. Над безмолвными полями сражений воцарился покой, порожденный усталостью. В университетах и ученых обществах, напротив, начинались нешуточные войны.
Исааку Ньютону было 7 лет. К 11 годам он был вторым с конца по успеваемости в классе в Королевской школе в Грэнтэме, графство Линкольншир. Однако в какой-то момент – возможно, в ответ на издевательства – он с головой ушел в учебу, что привело его в Тринити-колледж Кембриджского университета. Подобно Декарту, он предпочитал работать в одиночестве, чтобы ни на что не отвлекаться: «Истина есть порождение молчания и непрестанного размышления». В отличие от Декарта, умершего в Швеции, Ньютон никогда не покидал родную страну.
Окончив университет, он остался в Кембридже, и 25 лет спустя, уже будучи профессором математики, опубликовал свой величайший труд: «Математические принципы натуральной философии», обычно называемый «Принципы». Ничего подобного системе Ньютона мир еще не видел. Она обладала фундаментальностью аристотелевой или декартовской физики, математической точностью лучшей астрономии, сравнимой с теориями Птолемея и Кеплера, и все же ее суть могла быть записана в нескольких простых формулах: три закона движения и один закон всемирного тяготения.
В то время как Декарт считал, что любое движение возникает в результате прямого контакта, Ньютон ссылался на «силу гравитации», которая притягивает один объект к другому массивному объекту, по-видимому, без какого-либо медиатора. Многие его современники видели в новой теории Ньютона зияющую теоретическую дыру. Как можно было серьезно относиться к гравитации, если не существовало физических объектов, таких как потоки межзвездной жидкости или столкновения крошечных частиц? Связи между планетами казались бессмысленными без осязаемого элемента или вещества, которое соединяло бы их, передавало толчок, притягивало друг к другу или делало нечто подобное. Представление о том, что причинно-следственная связь может быть иной – что одна планета может просто воздействовать на другую на расстоянии, – казалось абсурдным. Математический и метафизический вундеркинд Г. В. Лейбниц, работавший примерно в то же время, когда Ньютон выпустил второе издание своего великого труда, (а это произошло в 1713 году), отверг теорию Ньютона как «варварскую физику», свидетельство печального факта, что «люди любят возвращаться во тьму».
Однако спустя десятилетия после публикации работ Ньютона идея «взаимодействия на расстоянии» небесных тел, влияющих на движение друг друга в пустом пространстве без каких-либо прямых причинно-следственных связей, стала привычной и приемлемой. Во всяком случае, причинно-следственная связь от столкновения стала выглядеть более странной. Почему два объекта, соприкасаясь, не проникают друг в друга? Какая-то отталкивающая сила, действующая на очень коротком расстоянии, должна препятствовать их взаимопроникновению. Если это так, то столкновение частиц кажется не более чем «флиртом»: частицы не соприкасаются в буквальном смысле, а в лучшем случае они всего лишь подходят очень близко друг к другу, прежде чем непреодолимые противодействующие силы разбрасывают их в стороны. Когда столетие спустя, в 1786 году, великий немецкий философ Иммануил Кант писал о физике, он говорил, что непостижимо, как объекты могут воздействовать друг на друга иначе, нежели посредством грубых сил, распространяющихся в пространстве в соответствии с чем-то вроде закона тяготения Ньютона.
Рассказывая эту историю, я вдруг понял, что она звучит как еще одна глава в хронике объяснительного релятивизма, еще один пример истории науки как серии прерывистых скачков от одной объяснительной структуры к другой. В XVII веке причинность должна была передаваться через контакт; все остальное казалось мракобесием. Около 1700 года, согласно релятивистской теории, Ньютон успешно отбросил декартовскую концепцию, заменив ее своей собственной, точно так же, как ранее Декарт отверг аристотелевский подход к объяснению сути вещей. С этого момента контакт выглядел философски бессвязным; действие на расстоянии стало единственным логически приемлемым способом объяснить взаимодействие предметов.
Именно так Кун описывает историю открытия гравитации в «Структуре научных революций». Но его релятивистская интерпретация неверна. Ньютон изменил не концепцию объяснения, а нечто еще более сложное – он изменил концепцию эмпирического исследования как такового.
Чтобы понять это, обратимся к собственной интерпретации Ньютоном своего метода, изложенной в постскриптуме ко второму изданию «Принципов» 1713 года. Там Ньютон излагает основные свойства гравитационного притяжения – что оно возрастает «пропорционально твердому веществу» и уменьшается пропорционально квадрату расстояния, а затем продолжает:
«Я еще не смог вывести из явлений причину этих свойств тяготения и не выдумываю гипотез. Ибо все, что не выводится из явлений, должно называться гипотезой; а гипотезы, будь то метафизические или физические, или основанные на оккультных качествах, или механические, не имеют места в экспериментальной философии… Достаточно того, что тяготение действительно существует и действует по законам, которые мы изложили, и этого достаточно, чтобы объяснить все движения небесных тел и нашего моря».
В этом знаменитом отрывке существенные аспекты железного правила вносят решающий вклад в историю мировой науки.
Посмотрите, что Ньютон говорит о механизме гравитации. Сразу видно, что он не был ярым сторонником взаимодействий на расстоянии. Он допускает возможность того, что гравитация вызывается механическим путем – контактом или столкновением, – а также возможность того, что она вызывается «оккультными качествами», то есть какой-либо формой немеханической причинности, такой как действие на расстоянии, что-то вроде того, что такие философы, как Лейбниц, считали интеллектуально не более значимым, чем колдовство. Однако механические и оккультные возможности в этом отрывке полностью уравниваются. Оба являются просто «гипотезами»; в настоящее время у нас нет способа сказать, что из них верно.
Неважно. Важно то, что гравитации «достаточно, чтобы объяснить» с большой количественной точностью наблюдаемые явления: орбиты планет, пути комет, цикл приливов и дуги пушечных ядер. Для такого философа, как Декарт, это скромное предложение не имело бы смысла. Гравитация не может ничего объяснить, если она не пройдет тест на подлинность объяснения – тест на столкновение. Иными словами, с точки зрения Декарта, объяснить что-либо означает понять его причину, а понять его причину – значит понять последовательность толчков или столкновений, которые ее вызывают. Без этого нет ни понимания, ни реального объяснения.
Ньютон, напротив, вводит в этом отрывке гораздо более поверхностное с философской точки зрения понятие объяснения, согласно которому явление объясняется просто путем вывода его из причинных принципов теории тяготения, то есть из математических принципов, изложенных в «Началах». Поверхностное объяснение не требует от объясняющего понимания реализации принципов. Что еще более важно, она не требует, чтобы принципы прошли какую-либо философскую проверку или соответствовали предписаниям некоей научной парадигмы. Гравитация может оказаться передаваемой посредством столкновений, но в равной степени может оказаться и подлинным воздействием на расстоянии. В любом случае, утверждает Ньютон, у нас есть «достаточное объяснение» для целей эмпирического исследования, или, как его называет Ньютон, «экспериментальной философии». Ньютоновские последователи, как и попперовские фальсификаторы, доказывают свою состоятельность тем, что строго следуют не теоретическим предположениям, а наблюдаемым явлениям. Поверхностная концепция объяснения, таким образом, освобождает создателей научных теорий от попыток объяснить наблюдаемые явления практически любыми способами, какими бы идеологически отвратительными они ни были.
Сформулировав и озвучив этот тезис, Ньютон вырвался наконец из бесконечных кругов объяснительного релятивизма и дал ученым «вечный, внеисторический критерий» объяснительной силы, который послужит сырьем для железного правила, которое, в свою очередь, диктует фиксированный критерий, определяющий, что признавать релевантным эмпирическим исследованием. Научная теория постулирует некоторые причинные принципы; она объясняет все, что может быть логически выведено из этих принципов. Это стандарт объяснения, означающий одно и то же во всех местах и во все времена.
Однако, чтобы в полной мере оценить, что является объективным, а что субъективным в научной практике, нам необходимо проводить более тщательное различие между теориями и теоретическими когортами, чем это делал Ньютон. Теории, как вы теперь знаете, достаточно мало объясняют сами по себе; очень немногое можно вывести из теории без помощи вспомогательных предположений. Теории гравитации Эйнштейна или Ньютона, например, сами по себе не предсказывали положения изображений звезд на снимках Эддингтона. Для этого Эддингтону нужно было добавить к исследуемым гипотезам информацию о положении телескопов, времени, когда были сделаны фотографии, положении самих звезд, предположения, что телескопы работают правильно, а также некоторые теоретические положения о природе света. Когда теория окружена утверждениями об исходных условиях и другими подобными гипотезами, она образует теоретическую когорту и обретает способность генерировать конкретные предсказания и объяснения.
Ньютоновский критерий неглубокой объяснительной способности железного правила применим скорее к когортам, чем к голым теориям без сопровождения. Он дает нам простой, объективный и свободный от идеологии способ проверки того, объясняет ли когорта явление: может ли явление быть выведено из зафиксированных фактов и принципов когорты? Стремление Аристотеля к централизации, толчки Декарта, материя Ньютона, взаимодействующая через пустое пространство, – все это квалифицируется как причинный принцип, который может объяснить гравитацию, и все они с громогласным успехом ворвались в науку. Однако железное правило требует, чтобы такие принципы и их когорты влекли за собой то, что происходит на самом деле, и отсекали то, чего не происходит. Современный научный стандарт объяснения столь же эмпирически требователен, сколь и философски слаб.
Является ли аристотелевская психея научно приемлемой в качестве объяснительной конструкции? Да – при условии, что ее можно снабдить вспомогательными предположениями для формирования когорты, имеющей определенные наблюдаемые последствия. Даже если психея в каком-то смысле непостижима для ума XXI века, с точки зрения железного правила, она все равно является потенциальным научным объяснением, пока его причинно-следственная структура в соответствующем теоретическом контексте достаточно четко проявлена и в той же степени ясна.
Несмотря на то что концепция объяснения железного правила является допустимой, она, тем не менее, не говорит о том, что «все возможно». Взгляд атлантов на объяснительную силу не подходит. Их идеи не принесут научной славы; теория должна опираться на концепцию причинно-следственных связей.
К моменту смерти Ньютона в 1727 году уже было ясно, что он был даже среди великих светил эпохи чем-то особенным. На его похоронах гроб несли герцоги, графы и лорд-канцлер Англии; присутствовавший при этом молодой французский мыслитель эпохи Просвещения Вольтер сообщил, что Ньютона «похоронили как короля». Дань его великолепию озарила XVIII век словесным фейерверком. Шотландский философ Дэвид Хьюм описал его как «величайшего и редчайшего гения, когда-либо писавшего для украшения и наставления человечества»; Вольтер считал его «величайшим гением, когда-либо существовавшим». Маркиз де л’Опиталь, французский математик, пошел еще дальше: по его словам, Ньютон был «небесным разумом, совершенно не связанным с материей».
Такие намеки на почти божественность начались со стихотворения, которое Эдмонд Галлей написал для первого издания «Начал», заканчивающегося строкой: «Ни один смертный не может приблизиться к богам». Английский художник Джордж Бикхэм запечатлел это изречение на гравюре 1732 года, на которой Ньютон представлен в виде солнца, окруженного ангелами, музами и крохотными херувимами. Примерно в то же время венецианский художник Джованни Баттиста Питтони написал стихотворение «Посвящение Ньютону», в котором ангел и богиня мудрости Минерва ведут процессию муз к святыне Ньютона – изысканному строению в стиле рококо с колоссальной урной с прахом Ньютона и инсталляцией в память об оптическом эксперименте, в котором ученый использовал призму для разделения света на составляющие его цвета (рис. 6.4).
Однако для распространения поверхностной концепции объяснения железного правила важнее всего было не положение Ньютона как выдающегося среди ученых, даже не его метафорическое восхождение на небеса, а, как выразился историк науки Мордехай Фейнгольд, его перевоплощение «в олицетворенную науку». Как следствие, продолжает Фейнгольд, «Ньютоновская наука… стала образцом для подражания, проявлением “высшего знания”, которое призвало все другие знания переориентироваться в том же духе». Быть ученым в тот момент стало означать быть ньютонианцем.
Рисунок 6.4. Ньютон дома с богами. Слева – сэр Исаак Ньютон работы Джорджа Бикхэма – старшего (1732 г.); справа – «Посвящение Ньютону» Джованни Баттиста Питтони (1727–1729 гг.)
Так исследование природы изменилось навсегда. Глубокие философские прозрения, лежащие в основе системы Декарта, больше не считались ключами к царству знаний. Пример Ньютона, казалось, призывал отложить в сторону фундаментальные вопросы и вместо этого посвятить свои дни исследованию причинно-следственных связей, которые в своих прогнозах достаточно точно повторяют контуры наблюдаемого мира. Современники и потомки Ньютона быстро впитали эту идею.
Три века спустя поверхностная концепция объяснения железного правила все еще продолжает толкать науку вперед. Возможно, нет лучшей иллюстрации его любопытной действенности, чем история о том, как это правило столкнулось с самой сложной научной теорией за всю историю человечества – квантовой механикой – и поглотило ее целиком.
Мы приходим в мир твердых вещей – рождаемся – проходя сквозь жидкость. Эти два состояния вещества, твердое и жидкое, владели воображением исследователей с самых первых дней существования науки. Когда Фалес около 580 года до нашей эры выдвинул гипотезу о том, что мир состоит из воды, то выбрал фундаментальную текучесть, как и его ученик Анаксимандр, предположивший, что мир состоит из воздуха, который также является своего рода текучим веществом. Древнегреческие атомисты, напротив, думали, что в основе всего лежит твердость, что всякая материя, даже вода и воздух, состоят из мельчайших, твердых, неделимых частиц. Эти два взгляда можно комбинировать, как в четырехэлементной теории Эмпедокла Сицилийца: все, говорил он, состоит из некоторой смеси воздуха, огня, земли и воды. Много позже Декарт нашел еще один способ смешивания твердого и жидкого: материя тверда по своей природе, говорил он, но может иметь совершенно разные размеры; крупные куски материи составляют твердые тела, например планеты, а на другом конце шкалы располагаются частицы, которые могут быть бесконечно малыми; они представляют собой своего рода пыль, которая, подобно жидкости, затекает во все щели и закоулки.
В XIX веке были сформулированы еще более экзотические формулы взаимодействия твердого и жидкого. Как вы уже могли прочесть в моем рассказе о Монтекки и Капулетти, тепло в начале века представляли как жидкость, а в конце – как движение твердых тел, беспорядочную вибрацию бесчисленных мельчайших частиц. Тогда же было обнаружено, что газы, наиболее текучие и разреженные из материальных сред, сами состоят из микроскопических твердых частиц, движущихся с огромной скоростью. Свет, напротив, к 1900 году считался волной, проходящей через жидкость, более тонкую и невыразимую, чем любой газ, а именно электромагнитный эфир. Вдохновленная этой идеей, небольшая, но весьма влиятельная группа ученых предложила рассматривать все твердое вещество как «эфирное». Немецкий физик Густав Ми писал в 1911 году:
«Элементарные материальные частицы… просто особые места в эфире, в которых сходятся линии электрического напряжения эфира; короче говоря, это “узлы” электрического поля в эфире».
Спустя 2500 лет могло показаться, что физика описала круг и направилась обратно в Милет, где древнегреческий философ Фалес впервые сделал смелое предположение о том, что все есть жидкость.
К 1930-м годам великий краеугольный камень, которым была двойственность твердого и жидкого, был стерт с лица земли. Материя – теперь понимаемая как смесь частиц, таких как электроны и протоны, – все еще присутствовала в новой картине мира, но благодаря открытию квантовой механики она больше не вела себя как физический материал, будь он жидким или твердым. Теперь она стала неким таинственным способом существования, называемым «суперпозицией».
Суперпозиция была чем-то в высшей степени непонятным. Для ученых она не играла особой роли. Их интересовало поверхностное объяснение, и квантовая механика преуспела в этом стремлении, как ничто другое. Таким образом, то, что произошло с квантовой механикой, – прекрасный пример превосходства в современной науке ньютоновского правила о том, что для целей «экспериментальной философии» объяснение наблюдаемого является единственным важным объяснением.
Первые намеки на суперпозицию появились в начале XX века в рамках ряда теорий, призванных объяснить загадочные явления, связанные с излучением и светом. Возможно, самым знаковым из них было объяснение Альбертом Эйнштейном фотоэлектрического эффекта, при котором свет, падающий на определенные вещества, вызывает испускание электронов. Свет, постулировал Эйнштейн, который обычно ведет себя как волна, в данном случае внезапно начинает вести себя как поток частиц – «фотонов». Декарт утверждал, что свет состоит из частиц. Ученые XIX века показали, что это должна быть волна. Теперь оказалось, что это ни то, ни другое, а и то, и другое сразу.
Когда в 1920-х годах были сформулированы первые относительно полные версии квантовой механики, стало ясно, что не только свет живет двойной жизнью: потоки электронов, которые повсеместно считались просто частицами, оказались вполне способны вести себя как волны. На самом деле вся материя оказалась своего рода смесью частиц и волн, как будто античная мифология все время больше соответствовала структуре Вселенной, чем античная физика, как будто кентавр, полуконь-получеловек, или сфинкс, наполовину женщина, наполовину лев, были более достоверными моделями реальности, чем аристотелевская субстанция или атом.
Это был философский экстренный случай. На карту была поставлена сама природа реальности. Что квантовая физика пыталась рассказать нам о мире? Этот вопрос активно обсуждался в письмах и в лабораторных коридорах, особенно в Институте теоретической физики Нильса Бора в Копенгагене. Бор был энтузиастом квантовой механики; Эйнштейн – скептиком, несмотря на свой ранний вклад. Два ученых, как известно, обсуждали адекватность теории на пятом Сольвеевском конгрессе по физике и химии в Брюсселе в 1927 году, а затем снова – на шестом конгрессе в 1930 году. Физик Пауль Эренфест так описывает это:
«Бор постоянно пытался найти в философском тумане средства, чтобы опровергнуть один пример за другим. Эйнштейн же был похож на шута из коробки – неожиданно выпрыгивал с новыми доводами. Потрясающее зрелище».
Ранее Эйнштейн писал еще одному основателю квантовой теории, Максу Борну: «Квантовая механика, безусловно, впечатляет. Но внутренний голос говорит мне, что это еще не настоящее». Девяносто лет спустя у физиков по-прежнему нет альтернативы. Начинает казаться, что квантовая механика действительно существует. Споры о ее значении продолжаются. Тем не менее наука невозмутимо движется вперед, поскольку квантовая теория была расширена с 1930 года, и теперь ее применяют к электромагнитным силам, внутреннему устройству ядра атома и (хотя это начинание все еще находится в зачаточном состоянии) к самой гравитации.
Это величайшее научное и общественное достижение. В мире Древней Греции или в доньютоновском XVII веке конкурирующие философии означали конкурирующие науки. Но квантовая механика не распалась на философские школы. Скорее, несмотря на то что Бор, Эйнштейн и многие другие ключевые фигуры на Сольвеевском конгрессе 1927 года яростно философствовали, теория оставалась единым набором идей, которые «быстро развивались, очень быстро распространялись и почти не встречали сопротивления». В новых учебниках, написанных для объяснения квантовой механики студентам, споры родоначальников этой теории вообще почти не упоминаются.
Короче говоря, интерпретация квантовой механики считалась некой философской надстройкой, возвышающейся над наукой, лежащей в основе, но едва ли – составной частью науки как таковой. То же самое верно и сегодня. Однако нельзя сказать, что ученые не замечают всех странностей этой теории. Мюррей Гелл-Манн, первооткрыватель кварков, назвал квантовую механику «загадочной, запутанной дисциплиной». По словам Роджера Пенроуза, одного из выдающихся физиков конца XX века, квантовая механика «не имеет абсолютно никакого смысла». «Думаю, я могу с уверенностью сказать, что никто не понимает квантовую механику», – заметил Ричард Фейнман. Как теория может широко рассматриваться одновременно и как нечто совершенно непостижимое, и как лучшее объяснение физического мира, в котором мы живем?
Рисунок 6.5. Участники пятого Сольвеевского конгресса, 1927 год, Брюссель. Бор во втором ряду справа; Эйнштейн в центре первого ряда
Ответ заключается в поверхностной концепции объяснения, в которой первостепенное значение имеет вывод, а не понимание. Чтобы лучше разобраться в этом, позвольте мне рассказать вам об основах квантовой теории. Несмотря на то что приведенный ниже обзор достаточно краток и неполон, он все же займет несколько страниц. Но я обещаю вам, что это стоит вашего времени. Мы увидим контраст между невнятной природой суперпозиции и ее вполне очевидными последствиями. Натурфилософы, такие как Аристотель и Декарт, заботились об исследовании закономерностей своих теорий, но также очень много думали и об их природе – о том, что эти принципы говорили о метафизическом основании причинной структуры мира. Современная наука, напротив, не обращает никакого внимания на природу принципов. Пусть оно будет столь же непрозрачным, как действие на расстоянии было для противника Ньютона Лейбница, столь же нематериальным, как для нас аристотелевская психея. Все, что касается железного правила, – это то, на что способны каузальные принципы. Я покажу вам, как квантовая теория выводит точные предсказания из понятия суперпозиции, которое само по себе находится за пределами нашего человеческого понимания.
Материя, говорит квантовая механика, находится в состоянии, называемом суперпозицией, когда за ней не наблюдают. Электрон в суперпозиции не занимает никакой конкретной точки в пространстве. Скорее, это своего рода некоторая «результирующая» пребывания во многих местах одновременно. Состав этих позиций не идеально сбалансирован: некоторые места представлены гораздо ярче, чем другие. Таким образом, суперпозиция конкретного электрона может быть почти полностью составлена из позиций вблизи ядра конкретного атома и лишь немного – из позиций в каких-то других местах. Это ближе всего к тому, что квантовая механика говорит о вращении электрона вокруг ядра.
Что же касается природы этой «смеси» – это загадка. Мы даем ей имя: суперпозиция. Но мы не можем дать ей никакого философского объяснения. Единственное, что мы можем сделать, – представить любую суперпозицию с помощью математической формулы, называемой «волновой функцией». Волновая функция электрона представляет его физическое состояние с той же точностью, с какой в ньютоновской физике его состояние было бы представлено числами, определяющими его точное положение и скорость. Возможно, вы слышали о «принципе неопределенности» квантовой механики, но сейчас забудьте о неопределенности: волновая функция – это полное описание, которое включает в себя все, что можно сказать о физическом состоянии электрона.
Итак, у нас есть математическое представление состояния любой конкретной частицы материи, но мы еще не сказали, как это состояние меняется во времени. Это задача уравнения Шредингера, которое является квантовым эквивалентом знаменитого второго закона Ньютона,
На заре квантовой механики Эрвин Шредингер, австрийский физик, сформулировавший это уравнение в 1926 году, и Луи де Бройль, французский физик – оба впоследствии станут лауреатами Нобелевской премии – задавались вопросом, могут ли волны, описываемые квантовой механикой, быть в прямом смысле волнами, пробегающими через море «квантового эфира», которое пронизывает нашу Вселенную. Затем они попытались понять квантовую механику, используя прежнюю модель жидкости. Это оказалось невозможным по поразительной причине: часто приходилось приписывать волновую функцию не отдельной частице, наподобие электрона, а целой системе частиц. Такая волновая функция определяется в пространстве, которое имеет три измерения для каждой частицы из числа составляющих систему: тогда для системы из двух частиц она имеет 6 измерений; для 10 частиц – 30 измерений. Если бы волна была реальной сущностью, состоящей из вибраций эфира, то, следовательно, должна была бы обтекать пространство в 6, 30 или даже больше измерений. Но наша Вселенная довольно скупо предоставляет нам всего три измерения. В квантовой механике, как вскоре поняли Шредингер и де Бройль, представление о веществе как о жидкости полностью несостоятельно.
В квантовой механике есть и еще один компонент. Он называется правилом Борна и говорит о том, что происходит, когда измеряется положение частицы или ее состояние. Предположим, что электрон находится в суперпозиции, смеси «везде и нигде». Вы используете соответствующие инструменты, чтобы взглянуть на него, и видите, что он занимает определенное положение. Правило Борна гласит, что положение зависит от случайности: вероятность того, что частица появится в определенном месте, пропорциональна степени, в которой это место представлено в смеси.
Как будто суперпозиция представляет собой чрезвычайно сложный коктейль, комбинацию различных количеств бесконечно многих ингредиентов, каждый из которых представляет собой нахождение электрона в определенном месте. Но попробуйте этот коктейль, и вместо бесконечно сложного вкуса вы, согласно правилу Борна, почувствуете вкус единственного ингредиента. Вероятность попробовать этот ингредиент пропорциональна количеству ингредиента, содержащегося в смеси, составляющей суперпозицию. Если состояние электрона в основном представляет собой смесь положений вблизи определенного атомного ядра, например, то, когда вы его наблюдаете, оно, скорее всего, появится рядом с ядром.
И еще одно: явно определенное положение наблюдаемой частицы – это не просто мимолетный проблеск чего-то более сложного. Как только вы видите частицу в определенном положении, она начинает вести себя так, как будто действительно находится в этом положении (пока не произойдет что-то, что изменит ее состояние). Если продолжать рассматривать суперпозицию как коктейль, то после того, как вы попробовали свой коктейль, каждый последующий глоток будет иметь тот же вкус, как если бы все содержимое стакана превратилось в простой раствор этого единственного ингредиента. Именно эта странная склонность материи при наблюдении замыкаться в определенном месте объясняет ее «частицеподобное» поведение.
Подводя итог, можно сказать, что квантовомеханическая материя – материя, из которой мы все состоим, – проводит почти все свое время в суперпозиции. Пока ее не наблюдают, суперпозиция и, следовательно, материя ведут себя как старомодная волна, образец текучести (хотя и в бесконечном числе измерений). Если же ее наблюдать, материя случайным образом перескакивает из своей суперпозиции в определенное положение, как старомодная частица, воплощение твердости.
Никто не может объяснить, что за субстанция эта квантово-механическая материя, которая ведет себя столь сверхъестественным образом. Кажется, что она способна быть то ли твердой и жидкой одновременно, то ли не быть ни тем, ни другим, но этим исчерпываются возможности, доступные нашему человеческому разуму. Таким образом, квантовая механика не дает того глубокого понимания устройства мира, к которому стремились философы от Аристотеля до Декарта. Но она тем не менее предоставляет точный математический аппарат для выведения следствий из их причин. Возьмем начальное состояние физической системы, представленное волновой функцией; примените уравнение Шредингера и, если уместно, правило Борна, и теория расскажет вам, как будет вести себя система (с вероятностным поворотом, если применяется правило Борна). Таким образом, квантовая теория объясняет, почему электроны иногда ведут себя как волны, почему фотоны (вещество света) иногда ведут себя как частицы и почему атомы имеют определенную структуру и взаимодействуют друг с другом определенным образом.
Таким образом, квантовая механика, возможно, не предлагает глубокого понимания, но она все же может объяснить наблюдаемые явления посредством поверхностного причинного объяснения, такого рода объяснения, которое декларирует Ньютон, которое заботится о железном правиле и использует его для контроля процедурного консенсуса современной науки. Теория была так легко принята в 1920-х и 1930-х годах, именно потому, что, несмотря на все философские разногласия, связанные с ее интерпретацией, она давала четко определенную систему поверхностных объяснений, не имевшую серьезных альтернатив. Если бы Ньютон, а не Бор обсуждал Эйнштейна на Сольвеевских конгрессах, он, возможно, провозгласил бы:
«Я еще не мог вывести из явлений природу квантовой суперпозиции и не выдумываю гипотез. Достаточно того, что суперпозиция действительно существует, действует по изложенным нами законам и достаточна для объяснения всех движений микроскопических тел, из которых состоит материя».
Эренфесту это понравилось бы.
Стандарты объяснения меняются вместе с господствующими философскими воззрениями эпохи; этот тезис объяснительного релятивизма присущ куновскому видению научного исследования как последовательности парадигм, каждая из которых по-своему осмысливает мир. Тезис содержит зерно временной истины. На протяжении тысячелетий стандарты объяснения менялись: как вращалось метафизическое колесо, так и объяснительные винтики вращались вместе с ним, от аристотелевской телеологии к декартовским толчкам.
В конце XVII века философски единая машина исследования, в которой колеса и шестеренки вращаются как одно целое, была снабжена шипами. Ньютон стал величайшим саботажником науки как философской концепции и одновременно главным архитектором первого великого новшества науки современной. Вместо глубокого философского понимания Ньютон преследовал поверхностную объяснительную силу, то есть способность выводить корректные описания явлений исходя из причинно-следственных принципов, положенных в основу теории, независимо от их конечной природы и, более того, независимо от самой их понятности для исследователя. При этом он смог построить гравитационную теорию с огромным потенциалом, подав пример, которому его преемники стремились следовать на протяжении последующих веков.
Таким образом, предсказательная сила взяла верх над метафизическим пониманием. Историк науки Джон Хейлброн, писавший об изучении электричества после Ньютона, выразился так:
«Столкнувшись с выбором между качественной моделью, считающейся понятной, и точным описанием, лишенным четких физических оснований, ведущие физики эпохи Просвещения предпочитали точность».
Так оно и осталось, как показывает развитие и признание квантовой механики, столь же верной, сколь и непостижимой. Критерий объяснительной успешности, присущий методу Ньютона, закрепился на все времена, заложив фундамент процедурного консенсуса, лежащего в основе современной науки. Из сырого материала поверхностных объяснений было выковано железное правило.
Одной летней ночью 1868 года по стенам залитого лунным светом испанского кладбища вскарабкались две фигуры, задумавшие кражу. Где, как не на кладбище, они могли отыскать немного лишних костей? Покойным владельцам они больше были не нужны. Могильщики же отодвинули эти останки в сторону, чтобы освободить место для новых захоронений. «Грабители» нашли то, что искали, в траве неподалеку от стены, а затем удалились.
Если бы их поймали с поличным, полиция небольшого арагонского городка Айербе была бы весьма удивлена, обнаружив, что у них под стражей находится городской врач Хусто Рамон Касасус вместе со своим 16-летним сыном. Доктор Касасус был в отчаянии. Его сын, плохо учившийся в школе и имеющий проблемы с законом, решил вести богемную жизнь художника. Нелепая идея доктора заключалась в том, чтобы использовать образцы с кладбища как в качестве натуры для рисования, так и в качестве объектов обучения: он надеялся, что его сын, делая наброски костей, изучит основы остеологии и, возможно, заинтересуется медициной.
К тому времени, когда сын, Сантьяго Рамон-и-Кахаль, получил Нобелевскую премию по медицине в 1906 году, можно было с уверенностью сказать, что стратегия отца увенчалась успехом. Кахаль получил премию за открытие того факта, что мозг человека состоит из отдельных клеток – нейронов, по которым импульсы проходят от головы к нижней части позвоночника. Эта «нейронная доктрина» положила начало современной нейронауке.
Рисунок 7.1. Рисунок Кахаля, на котором изображены клетки, составляющие сетчатку. Вверху (слои А и В) находятся светочувствительные клетки; внизу (слой F) – выходные нейроны сетчатки. Направления сигналов показаны стрелками
Как и многие обладатели Нобелевской премии, Сантьяго разделил награду с другим ученым – итальянцем Камилло Гольджи, который разработал технику окрашивания, позволяющую четко различать под микроскопом тонкие структуры нервной ткани. Кахаль воспользовался этой техникой, усовершенствовал ее, а затем использовал свою непревзойденную наблюдательность, чтобы рассмотреть отдельные нейроны и их взаимосвязи, получив в ходе своих исследований много поразительных изображений строения нейронов (рис. 7.1).
На вручении Нобелевской премии в Стокгольме Гольджи первым произнес благодарственную речь. Он встал и немедленно принялся осуждать Кахаля. Он утверждал, что доктрина нейронов неверна во всех отношениях. Нейроны ни в каком смысле не являлись изолированными клетками, а были соединены друг с другом, образуя огромную непрерывную сеть, по которой сигналы могли проходить в любом направлении. Это была «ретикулярная теория» мозга, старая идея, которую Кахаль считал полностью опровергнутой своими тщательно выполненными рисунками (см. рисунок 7.1, на котором видно четкое разделение нейронов). Но у Гольджи были собственные рисунки, которые он продемонстрировал во время своего выступления, чтобы показать описанный им нейронный континуум.
Позже Кахаль отплатил Гольджи испепеляющим презрением. Он охарактеризовал ретикулярную теорию как хитрость ленивого человека – «удивительно удобную, поскольку она устраняла всякую необходимость в аналитических усилиях, связанных с определением в каждом случае пути прохождения серого вещества, сопровождаемого нервным импульсом». В поисках легкого выхода, как утверждал далее Кахаль, Гольджи представил изображения в поддержку ретикулярной теории, которые были «искусственно искажены и фальсифицированы».
В сущности, Кахаль обвинил Гольджи в том, что он не рассмотрел должным образом собственные образцы, позволил своим предубеждениям и честолюбивым устремлениям вмешиваться в его видение, а также в неспособности представить объективный отчет о том, что лежало прямо перед ним. Кахаль, напротив, считал себя в высшей степени скрупулезным ученым. «Объективность была одновременно направляющей и объединяющей темой… за постоянную защиту доктрины нейронов», – пишут историки Лоррейн Дастон и Питер Галисон. Сделанные им изображения структуры мозга, по мнению Кахаля, отражали истинную природу вещей столь же точно, как и его давние рисунки украденных костей, о которых он написал, зафиксировав успех оригинальных воспитательных методов своего отца: «Жаждущий объективного и конкретного, я жадно ухватился за фрагмент реальности, который [они] представили мне». Он считал, что это же чувство объективности и конкретности принесло ему Нобелевскую премию и оно же стало причиной соперничества с Гольджи, поскольку нейронная теория мозга пришла на смену ретикулярной теории.
Кахаль хотел, чтобы колкости, которыми он осыпал Гольджи, были достаточно едкими, и они действительно были таковыми, потому что Гольджи был не менее, чем Кахаль, привержен объективности в представлении научных открытий: он утверждал, что его собственные диаграммы были «в точности составлены в соответствии с природой».
Это столкновение Нобелевских премий показывает, насколько важна объективность для ученых как общая цель и, следовательно, как общий стандарт, согласно которому можно оценить работу конкурента и признать ее несовершенной. Дело не только в Кахале и Гольджи: куда ни глянь, для ученого назвать работу коллеги объективной значит высоко оценить ее, а отрицать ее объективность значит ставить под сомнение ее научную ценность.
Но может ли это быть чем-то большим, чем простая болтовня, если рассуждения ученых по своей сути субъективны? Да, может, и гораздо большим. В науке есть место для объективности уже потому, что она ограничена тем, что играет довольно своеобразную и ограниченную, хотя и решающую, роль в регулировании процедурного консенсуса, навязанного железным правилом. Формирование этой роли представляет собой то, что я назвал вторым и третьим великими новшествами современной науки. Чтобы лучше понять научную объективность и ее собственные ограничения, давайте вернемся к типичному случаю субъективности, отправившись вместе с Эддингтоном в его экспедицию по проверке общей теории относительности Эйнштейна посредством наблюдения полного солнечного затмения 1919 года.
Как вы помните, для фотографирования затмения использовалось три телескопа. Телескоп на африканском острове Принсипи едва видел солнце сквозь тучи. Два бразильских телескопа дали противоречивые показания: один, 4-дюймовый, зафиксировал искажение света примерно так, как его предсказывал Эйнштейн, а второй – астрографический – запечатлел искажение, предсказанное ньютоновской физикой. Эддингтон не принял во внимание результаты бразильского астрографического телескопа на том основании, что его фотографии были недостаточно четкими; в то же время он уделил большое внимание фотографиям с Принсипи. Затем он убедил различных британских научных светил поддержать его вывод о том, что наблюдение затмения было убедительным подтверждением новой теории Эйнштейна. Об астрографической аномалии почти забыли.
Поведение Эддингтона нельзя назвать мошенническим, но его рассуждения были крайне пристрастными и эгоистичными. Очарованный изяществом теории Эйнштейна, он задался целью сократить разрыв между британской и немецкой наукой, возникший в результате Первой мировой войны, он жаждал триумфа эйнштейновской теории. Поэтому и быстро пришел к выводу, что бразильский астрографический телескоп безнадежно неисправен, даже несмотря на то, что он считал сильно скомпрометированные фотографии, которые сам сделал на Принсипи, несовершенными, но очень информативными. Он искренне считал, что идет к истине, однако рейтинги правдоподобия, которые использовались в его рассуждениях, – в частности, оценка вероятности системного сбоя бразильского астрографического телескопа – были искажены его надеждами и ожиданиями того, что эта истина может ему дать.
Все это, конечно, я повторяю сейчас просто для того, чтобы еще раз подчеркнуть урок, извлеченный из краха Великого спора о методах: научное рассуждение всегда и везде подвержено субъективизму. Очевидно, в науке попросту нет места тому, чего требует железное правило, а именно чисто объективному аргументу. Или все-таки есть?
Рисунок 7.2. Альберт Эйнштейн и Артур Эддингтон наслаждаются тишиной в обсерватории Кембриджского университета в 1930 году
Эддингтон и его коллеги сообщили о результатах своей экспедиции в научной статье с информативным, хотя и громоздким названием A Determination of the Deflection of Light by the Sun’s Gravitational Field, from Observations made at the Total Eclipse of May 29, 1919 («Определение отклонения света гравитационным полем Солнца на основе наблюдений, сделанных во время полного затмения 29 мая 1919 года»), опубликованной в научном журнале, официальном источнике исследований, который называется «Философские труды Королевского общества» (рис. 7.3).
Рисунок 7.3. Научная статья: начало доклада Эддингтона о затмении. (Поскольку номинальной главой проекта был королевский астроном Фрэнк Дайсон, его имя стоит первым.)
Пролистайте страницы отчета о затмениях, и вы найдете в стройных рядах цифр и тщательных расчетов множество вещей, выглядящих абсолютно объективно. На рисунке 7.4, например, перечислены названия и положения наиболее ярких звезд, окружающих затменное солнце, а также предсказания Эйнштейна относительно видимого смещения положения звезд. Даже самые яростные критики Эддингтона согласятся с точностью и беспристрастностью представленных данных. Фотографии зафиксировали звезды именно в этих положениях; предсказания Эйнштейна также не содержали ошибок.
А теперь вернитесь ко второй из двух таблиц, которые я вынул из отчета о затмениях (см. рисунок 2.3). Там есть ничуть не менее достоверный отчет о 18 фотографиях, сделанных бразильским астрографическим телескопом, а также расчет гравитационного изгиба, сделанный на основе каждой из фотографий. Число в правом нижнем углу представляет собой сумму результатов: таким образом, мы видим, что «величина искривления» равна 0,86, что почти точно соответствует предсказанию Ньютона. Опять же, никто не спорит, что это число рассчитано вполне корректно.
Рисунок 7.4. Воплощение объективности: названия звезд, окружающих затменное солнце, их положения (в разделе «Координаты») и – в разделе «Гравитационное смещение» – предсказания Эйнштейна относительно видимого сдвига их положений, если смотреть как с бразильского телескопа, так и с африканского острова Принсипи
Таким образом, в статье о затмении наблюдаются признаки объективности. Но что насчет субъективизма? Эддингтон и его команда, как вы знаете, решили отложить в сторону данные бразильского астрографического телескопа как недостаточно точные, что позволило им сделать важный вывод:
«Таким образом, результаты экспедиций в Собрал [Бразилия] и Принсипи не оставляют сомнений в том, что вблизи Солнца имеет место отклонение света и что оно соответствует величине, предполагаемой общей теорией относительности Эйнштейна».
Таким образом, субъективность статьи должна была проявиться в виде заявления Эддингтона о том, что бразильский астрографический телескоп работает настолько плохо, что его измерения следует игнорировать.
Однако пролистав отчет в поисках этого аргумента, вы его не найдете. Его нет нигде. Эддингтон сообщает своим читателям, что изображения бразильского астрографического телескопа были «расплывчатыми и явно не в фокусе». Затем он размышляет о причине («неравномерное расширение зеркала [телескопа] из-за солнечного тепла») и совершенно ясно указывает, что этим изображениям следует придавать «гораздо меньший вес».
Но в этой цепочке рассуждений не хватает чего-то существенного. Даже если Эддингтон прав в том, что «рассеивание» вызвано искажением зеркала, он признает, «трудно сказать, вызвало ли это реальное изменение масштаба на получившихся фотографиях или просто размыло изображения». Искажение масштаба приведет к системной ошибке, которая может, в свою очередь, привести к некорректно низкому значению угла изгиба, однако простое размытие не даст подобного результата. Таким образом, чтобы оправдать свое пренебрежение к фотографиям из Бразилии, Эддингтон должен был озвучить причины, по которым он полагал, что на самом деле произошло изменение масштаба. Однако ничего подобного он не делает.
Как следствие, в статье о затмении не хватает риторики (хотя Эддингтон с лихвой компенсировал это за кулисами). В то же время и по той же причине он поддерживает не только видимость, но и подлинную претензию на объективность. В ней мало что можно оспорить: ни измерения, ни расчеты, ни четкость или размытость тех или иных наборов снимков, ни домыслы о причине размытости и ее возможных последствиях (вряд ли можно спорить с простым предположением), ни логику, которая говорит, что данным сломанного инструмента следует придавать небольшое значение или вообще игнорировать их. Объективность неполная – голословное заявление о том, что астрографический телескоп не дал никакой полезной информации, безусловно, можно оспорить, – но она близка к этому; субъективные соображения, которые, как мы полагаем, подтолкнули Эддингтона к выводу о результатах эксперимента – от красоты теории относительности до уродства послевоенной политики, – полностью отсутствуют в его отчете.
Железное правило требовало от статьи Эддингтона такой же объективности, как и от всех научных публикаций. Все субъективное в научном споре, гласит правило, должно быть отброшено. Непосредственно на линии огня находятся рейтинги правдоподобия, то есть оценки учеными правдоподобности различных значимых предположений. Если рейтинг правдоподобия не отражает широкого научного консенсуса или очевидного вывода из неопровержимых предпосылок, его следует удалить. Таким образом, Эддингтон не мог просто заявить о своей уверенности в том, что бразильский астрографический телескоп исказил масштаб (скорее всего, он действительно в это верил). Ему следовало бы в таком случае привести причины, на основании которых он пришел к выводу, что произошло именно искажение масштаба, а для этого необходимо было, чтобы эта уверенность базировалась на чем-то большем, чем личное мнение. Однако по факту у Эддингтона не было независимых доказательств того, что это была не просто потеря фокуса, «простое размытие». Поэтому он был вынужден отказаться от спора.
И так всегда: когда пишется научная работа, из нее вычеркиваются причины и обоснования многих решающих предположений экспериментатора, которые являются частично или полностью субъективными. Остаются только отчеты о наблюдениях, формулировки теорий и других предположений, а также выводы, которые связывают их друг с другом. Следовательно, аргументы, появляющиеся на официальных научных площадках, такие как опубликованный Эддингтоном довод в пользу игнорирования данных с бразильского астрографического телескопа, обычно неполны, небрежны или странно смазаны. Как ни странно, именно это и влечет за собой в конечном счете требование объективности железного правила.
Я называю этот процесс, при котором субъективность исключается из научной аргументации, «стерилизацией» в честь великого стерилизатора Пастера, который понял, что видимость объективности не менее важна, чем сама объективность. Мои сжатые формулировки железного правила зачастую не акцентируют внимание на важности стерилизации. Однако это один из ключевых моментов.
Заклятые враги научного метода, радикальные субъективисты, не оспаривают существования и даже главенства объективности в науке. Но они считают ее чистой воды пропагандистской спекуляцией. Железное правило может предусматривать, что научная аргументация должна быть стерилизована, очищена от всякой субъективности, однако на практике наука обладает всеми недостатками любого человеческого суждения: предвзятостью, зависимостью от контекста, и всеми изъянами устройства человеческого разума как такового с его желаниями и страхами, противоречиями и привязанностями, потребностью угодить и желанием верить.
Когда нейробиологи Кахаль и Гольджи тщательно исследовали одну и ту же нервную ткань, каждый наблюдал именно то, что предсказывала его собственная теория строения мозга, и критиковал оппонента за грубые искажения объективности. Такая критика сводится примерно к следующему тезису: «Вы не видите того, что я хочу». Философ Карл Поппер утверждал, что свидетельства можно интерпретировать, используя неоспоримое правило логики; на самом деле то, что должно быть «сфальсифицировано», оказывается, зависит от рейтингов правдоподобия и субъективных оценок правдоподобия различных тезисов.
Стало быть, железное правило должно быть прикрытием, не более чем уловкой, лишь притворяющейся чем-то объективным.
По словам субъективистского философа науки Пола Фейерабенда.
«Вряд ли есть какая-либо разница между членами “примитивного” племени, которые защищают свои законы, потому что это законы богов… и рационалистами, которые апеллируют к “объективным” стандартам, за исключением того, что первые знают, что делают, а вторые – нет».
Какова же, по мнению таких субъективистов, как Фейерабенд, функция железного правила? Комфорт и спокойствие ученых. Комфорт и спокойствие меценатов, финансирующих науку. Комфорт и спокойствие всей западной цивилизации, позволившей себе поверить, что она сумела преодолеть смесь эмоций, пристрастности и предубеждений, чтобы достичь возвышенного вида знания, очищенного от человеческой субъективности.
В 1936 году в СССР под руководством Сталина была опубликована новая конституция, гарантирующая свободу слова, свободу печати, свободу собраний и свободу демонстраций. К 1937 году сталинский режим ежедневно казнил около тысячи человек. Иногда самые прекрасные слова – не более чем слова. Точно так же, по мнению наиболее радикальных субъективистов, дела обстоят и с железным правилом. Оно ничуть не более «реально», чем советская конституция.
Субъективисты видят моральную несостоятельность железного правила, пропасть между идеологией науки и ее практикой в двух явно противоречащих друг другу предложениях:
«Идеология: научный аргумент имеет дело только с объективными следствиями эмпирических исследований.
Реальность: научные рассуждения по существу опираются на субъективную интерпретацию эмпирических исследований».
Однако здесь нет особого противоречия. Когда речь идет о железном правиле, следует помнить, аргументация и рассуждение – две совершенно разные вещи.
Рассуждение – это действие, которое ученые производят у себя в голове, чтобы перейти от результатов исследований к мнениям, убеждениям и планам действий. Именно так они решают, является ли какая-то теория безусловно ложной, абсолютно верной или нуждается в дальнейшем изучении. Именно так они решают, является ли та или иная исследовательская программа стоящей внимания, глупой или излишне рискованной. Именно так они определяют для себя, является ли терапия или экспериментальная процедура осмысленной, бесперспективной или просто непредсказуемой. Жизненно важную роль здесь играют рейтинги правдоподобия, обеспечивающие существование вспомогательных предположений, на которых основаны все научные рассуждения. Именно потому, что ранжирование правдоподобия по существу субъективно, научное рассуждение тоже субъективно.
Однако научный аргумент в том смысле, в каком он важен для железного правила, – это то, что появляется в официальных источниках, а именно в научных журналах и презентациях на конференциях. Только в таких ситуациях, на страницах отчетов и демонстрируемых публике слайдах, требуется объективность.
Есть, конечно, и много других ситуаций, где спорят ученые: на собраниях в лабораториях, в разговорах за кружкой пива после тяжелого рабочего дня, в публичных, но неофициальных выступлениях, таких как телеинтервью, на страницах книг и на корпоративах. Железное правило не требует объективности ни в одном из этих случаев. Когда я говорю, что правило касается исключительно научной аргументации, то использую этот термин в первую очередь в значении официальной научной аргументации.
Официальная научная аргументация исключает не только неформальное публичное общение ученых, но и их частные мысли. Это снимает противоречие между субъективностью науки и железным правилом. Рассуждение и аргументация мирно сосуществуют в науке: рассуждение – в умах ученых, опираясь на их субъективные суждения, чувства и склонности; аргументация – в определенных наукой официальных ситуациях, которые вследствие стерилизации совершенно лишены субъективности.
Призыв к объективности сам по себе не уникален для современной науки; математическое исследование, например, требует его в неменьшей степени. Что отличает науку от всех остальных занятий, так это, во-первых, то, что она требует объективности только в официальных публикациях, а не в частных рассуждениях, и, во-вторых, в погоне за объективным идеалом она будет расчленять аргументы и отбрасывать существенные части, как, например, Эддингтон ничего не сказал в своей статье, на основании чего был сделан вывод о том, что ошибки при настройке зеркала астрографического телескопа привели к искажению масштаба. Таким образом, не объективность в целом, но единственное ее проявление, достигаемое с помощью стерилизации, – особенная черта науки.
Субъективистская критика научной объективности как пропаганды предполагает, что основная функция научной статьи состоит в том, чтобы собрать аргументы, проанализировать их и обосновать принятие или отклонение гипотезы. Предположение достаточно логичное: научные статьи часто принимают формат приведения аргументов в пользу той или иной гипотезы, и я действительно назвал эту форму общения «научным спором». Но это не вполне соответствует действительности. Научные статьи выполняют две важные функции. Ни одна из них не требует, чтобы ученые формулировали идеально объективные аргументы, однако уделяет большое внимание процессу стерилизации.
Одна из функций научных работ – выполнять роль ходов в научной игре. Стерилизация, накладывая ограничения на форму, которую могут принимать эти ходы, помогает сделать правила игры как можно более ясными и простыми, укрепляя тем самым процедурный консенсус современной науки. Стерилизованная статья содержит только результаты эмпирических тестов и демонстрации, которые та или иная теоретическая когорта объясняет (или приписывает им определенную вероятность). Поверхностная концепция объяснения, известная и принятая всеми учеными, определяет, какие аргументы и тезисы удовлетворяют этим критериям. Таким образом, правила написания качественной статьи так же просты, как правила игры в шахматы. Каждый ученый может быть уверен, что даже если его коллеги усомнятся в качестве его ходов, они не станут оспаривать их принципиальную допустимость. Уверенные в этом, они могут целиком и полностью отдаться состязанию.
Другая функция научных работ – архивная: они представляют собой постоянную фиксацию данных эмпирических исследований ученых. Стерилизация переводит эти архивы в кодифицированную форму, удобную для читателей, которые вполне могут разделять некоторые из предубеждений автора статьи. Стерилизованная статья, содержащая только результаты эмпирических тестов и пояснительные заметки об отношениях между этими результатами и одной или несколькими теоретическими когортами, подобна конструктору, который другие ученые могут использовать для построения собственных аргументов. Например, добавьте к статье о затмении высокий рейтинг правдоподобия для предположения о том, что бразильский астрографический телескоп исказил масштаб, занижая угол изгиба, и вы получите мощный аргумент в пользу теории относительности Эйнштейна. Добавьте, напротив, высокий рейтинг правдоподобия того, что снимки пострадали исключительно из-за размытия фокуса, и вы сделаете вывод, что телескоп предоставил полезную, информацию, доказывающую ньютоновский угол изгиба. Таким образом, рейтинги правдоподобия будут тянуть результаты в разные стороны.
Как следствие, каждый читатель накладывает собственные рейтинги правдоподобия на основу научной статьи, оживляя ее и делая соответствующие его личным убеждениям выводы, пропитанные субъективностью и, следовательно, серьезно различающиеся у разных ученых. Каждая эпоха, каждая исследовательская группа, каждый отдельный ученый интерпретируют научную литературу по-своему, а значит и значение накопленных научных данных меняется.
Вначале будет множество сомнений и разногласий, но по мере накопления доказательств неизбежно выяснится, что, какие бы ранги правдоподобия вы ни применяли к выводам, одна теория намного лучше остальных объясняет все данные наблюдений и опытов. Тщательное сохранение данных в стерилизованной форме сглаживает и ускоряет этот процесс бэконовской конвергенции.
Короче говоря, архивная функция стерилизованных работ состоит в том, чтобы фиксировать доказательства без предварительных предположений, работать своего рода криокамерой, готовой для использования будущими поколениями. Вы скорее прочтете роман, чем этикетки на пакетах для заморозки. Вот почему научные работы – в виде публикаций в журналах и выступлений на конференциях – такие же скучные, но при этом не менее важные, чем работы, посвященные внутреннему устройству науки.
Научный журнал, в котором был опубликован отчет Эддингтона о затмении – «Философские труды Королевского общества», – был основан в 1665 году; он считается старейшим изданием такого рода. С самого начала «Философские труды» приобрели характер архива объективных фактов, «огромной груды экспериментов». Томас Спрат, один из первых членов Королевского общества, сказал в 1667 году:
«Общество свело свои основные наблюдения в один общий фонд и поместило их в публичные реестры, чтобы открыто передать следующему поколению».
Официальное, публичное научное заявление должно касаться исключительно голых фактов и быть очищенным от личных мнений и незапятнанным целями автора, – таков идеал стерилизации. «Стремление к объективности» – название этой главы – сохранилось, как вы можете увидеть, с первых дней существования современной науки.
Риторика объективности эволюционировала. Во времена Спрата – первые десятилетия существования Королевского общества – авторы подчеркивали свое личное присутствие в лаборатории, используя активное повествование от первого лица, чтобы рассказать о том, что происходило на их глазах. Они наполняли повествование многочисленными деталями, имеющими достаточно малое значение, стремясь дать своим читателям ощущение, что они сами находятся рядом с экспериментатором, наблюдая явления своими глазами. Яркий пример – отчет физика Роберта Бойля:
«Мы взяли тонкий стеклянный цилиндр очень необычной формы, почти метр в длину, с отверстием в половину сантиметра в диаметре, а не толщиной с человеческий волос; этот цилиндр, герметично запаянный с одного конца, с другого был заполнен ртутью…»
Пожалуй, на этом моменте позволю себе прервать цитату. Как точно отмечает историк Питер Дир, цитирующий этот отрывок, такой стиль с огромной силой передает «правдоподобность отдельного события».
Немного осталось от этой манеры изложения к моменту публикации отчета Эддингтона о затмении столетней давности. Он описывает ряд несущественных деталей, таких как названия кораблей, на которых плыли члены его команды, растительность острова Принсипи и климат («очень влажный, но не нездоровый»). Современные научные публикации, напротив, демонстрируют свою объективность безжалостным исключением любых подобных отклонений от основной темы.
Изменениям подвергся не только стиль письма, но и, что гораздо важнее, стандарты содержания. Методы статистического анализа в отчете Эддингтона о затмениях хотя и являются надежными, несколько неформальны и изложены непоследовательно. Что еще более важно, в статье прямо утверждается, что данные бразильского астрографического телескопа «имеют гораздо меньший вес», чем другие, – замечание, равносильное косвенному заявлению о ранжировании правдоподобия. Современная практика может варьироваться в зависимости от дисциплины и конкретного журнала, но в наши дни вы вряд ли найдете в серьезной публикации подобные признаки ранжирования. Сейчас мы наблюдаем долгосрочную тенденцию ко все более тщательной стерилизации, к методам представления данных, при которых результаты эмпирических тестов выставляются непосредственно перед читателем, без явной интерпретации автора.
Новые идеи и технологии всегда давали надежду на максимально полную реализацию идеалов объективности. С появлением фотографии в XIX веке открылись новые перспективы преодоления субъективности, характерной для фиксации наблюдений посредством описаний или рисунков. Найдите способ достаточно четко сфотографировать тонкую структуру мозга, например, и вражда Кахаля и Гольджи потеряет всякий смысл: каждый сам увидит, как соединяются нейроны. Камера показывает мир таким, какой он есть на самом деле, независимо от разума или глаза ученого, не так ли?
С другой стороны безупречную объективность аргументации обещало развитие формальных статистических методов. Простая математическая формула будет фиксировать необработанные данные в качестве исходной информации и предоставлять в качестве выходных данных не искаженное ни субъективной оценкой, ни вообще каким бы то ни было человеческим вмешательством суждение о том, является ли научное утверждение достаточно достоверным для публикации. Приемлемо ли заявлять в научной публикации, что курение вызывает рак, что бозон Хиггса существует, что человеческая деятельность вызывает глобальное потепление?
Рисунок 7.5. Формы снежинок, нарисованные Робертом Гуком (1665 г.), – слева; Уильямом Скорсби (1820 г.) – справа
Ни фотофиксация, ни математическая статистика не оправдали в полной мере возложенные на них ожидания. Даже самые объективные статистические методы оставляют ученому возможность выбора, и этот выбор, как становится все более очевидным, можно использовать для освещения данных с наиболее благоприятной для исследователя точки зрения. Что же касается фотографий, то препятствия на пути к достижению объективного идеала наглядно иллюстрирует изучение снежинок.
Чтобы различить геометрию снежинки, вам нужен микроскоп и хорошие низкие температуры – каноническая шестигранная снежинка образуется только при температуре ниже –15 градусов по Цельсию (5 градусов по Фаренгейту). Серьезная работа по изучению и изображению снежинок началась в XVII веке, была впервые опубликована в знаменитом сборнике наблюдений Роберта Гука и продолжалась в течение следующих двухсот лет, поскольку более совершенные микроскопы позволяли запечатлеть все более сложные виды их шестисторонней симметрии (рис. 7.5).
В то время как снежинки Гука немного неотесанны, великолепные формы, нарисованные исследователем Арктики Уильямом Скорсби в 1820 году, демонстрируют образцовую симметрию. Рассматривая снежинки, Скорсби видел, как Бог наделил свое творение совершенством:
«Частные и бесконечные модификации подобных классов кристаллов могут быть обоснованы только волей и удовольствием Великой Первопричины, чьи работы, даже самые незначительные и мимолетные… заслуживают восхищения».
Действительно ли снежинки так идеальны? Скорсби нарисовал их именно так, но отчеты других ученых, изучающих снежинки, могут заронить в эту стройную теорию зерно сомнения.
Во время особенно жестокого похолодания в 1855 году британский метеоролог Джеймс Глейшер сделал наброски снежинок и передал их иллюстратору, чтобы тот довел их до ума. Рисунки были прекрасны, каждая снежинка была по-своему безупречна. Однако, как заметил Глейшер, идеал был выведен позже: в набросках его не было. Иллюстратор доработал симметричность снежинок, чтобы усовершенствовать готовые изображения. Таким образом, тот факт, что рисунок сделан с натуры, не исключает его дальнейшей доработки; в этом случае правильные пропорции, представленные на приведенном здесь рисунке, отражали в первую очередь убежденность иллюстратора в том, что мир лучше, чем кажется.
Фотография должна была устранить эту субъективность. Не было бы никакой интерпретации, никакой возможности для художественной идеализации, только свет, идущий прямо от снежинки к фотопленке, затем к бумаге и потом к глазу читателя.
Рисунок 7.6. Снежинки, сфотографированные Уилсоном Бентли (1901 г.), слева; справа – снежинки, сфотографированные Дугом и Майком Старнами, показывающие повсеместно встречающиеся несовершенства, зафиксированные Хельманном и Нойхаусом
Этим занялся Уилсон Бентли из Вермонта. Сильный холод, морозоустойчивый фотоаппарат, мамин микроскоп и прекрасно развитое эстетическое чутье – все, что ему было нужно, чтобы начать ловить и фотографировать снежинки в 1885 году, когда ему только исполнилось 19 лет. К моменту своей смерти от пневмонии в 1931 году он запечатлел тысячи снежинок; из них более 2000 должны были быть опубликованы в его книге «Снежные кристаллы». На рисунке 7.6 (слева) показан образец его работы; как видите, сфотографированные им снежинки такие же идеальные по пропорциям, такие же симметричные, как на рисунках Скорсби.
Такое совершенство разозлило немецкого метеоролога Густава Хельманна. Хеллманн потратил годы, реконструируя структуру снежинок вручную по недолговечным изображениям под микроскопом, подобно ассистенту Глейшера, воспользовавшемуся принципом симметрии для заполнения недостающих частей. В конце концов он обратился к новой технологии фотографии: в 1892 году он и его сотрудник Ричард Нойхаус начали делать изображения снежинок с помощью усовершенствованной камеры. То, что они увидели, сильно отличалось от форм, запечатленных на фотографиях Бентли. Фотографии Хельманна и Нойхауса имели свою грубую красоту, но идеальная симметрия встречалась крайне редко (рис. 7.6, справа). Они пришли к выводу, что Бентли подправил свои изображения, чтобы «сгладить» их недостатки. Более того, позже Нойхаус писал:
«Во многих изображениях Бентли не ограничивался “улучшением” очертаний; он позволял себе физически исправлять снежинки, из-за чего возникали произвольные фигуры».
Другими словами, снежинки Бентли были ледяными скульптурами его собственного изобретения.
Вражда продолжалась десятилетиями. Мы не знаем, оправдались ли худшие подозрения Нойхауса, но кажется очевидным, что, по крайней мере, Бентли не пренебрегал обработкой изображений. Как сказал современный фотограф снежинок профессор физики Калифорнийского технологического института Кен Либбрехт, Бентли пользовался «фотошопом прошлого века». Конечно, изображения мира природы Бентли вводят в заблуждение; Либбрехт обнаружил, что только одна из тысячи снежинок имеет идеальную шестигранную симметрию. Кажется, что даже фотография оставляет место для субъективности ученого; даже у камеры есть свой взгляд.
История со снежинками не хуже других показывает, что идеальная объективность аргументов, появляющихся в официальных научных сообщениях, может быть достигнута лишь частично. Но это не притворство, и тем более не пропаганда. Представление научных данных и аргументов может не соответствовать совершенной объективности, но при этом в значительной степени выполнять свои основные функции: архивировать для будущих поколений результаты испытаний и их объяснительную связь с теорией и отвлекать энергию и внимание ученых от мнений, убеждений, направляя к производству тщательно детализированных эмпирических фактов.
Имеет значение только эмпирическое исследование. Во всем научном мире эта мысль появляется на свет раз за разом, снова и снова в той или иной форме: «Эксперимент – единственный судья научной истины» (физик Ричард Фейнман), «Никому не верьте на слово» (девиз Королевского общества), «Мы обращаемся к опыту как к единственной основе всех физических исследований» (ученый XIX века, Джон Гершель), «Наблюдение – это порождающий акт научного открытия» (биолог Питер Медавар), «Все, что меня беспокоит, – это то, что теория должна предсказывать результаты измерений» (физик Стивен Хокинг). Такие слова – девиз и гимн четвертого великого нововведения современной науки, великого отступления от эмпирических исследований прошлого: запрета на любую форму убеждения, которая не основана на эмпирической проверке, каким бы обоснованным и объективным это убеждение ни было.
Чтобы объяснить, как работает этот закон, и получить представление о его новизне и своеобразии, я предлагаю перенестись в Великобританию 1830-х годов, где он уже работал на полную мощность, пресекая любые попытки привнести философское или религиозное мышление в научную аргументацию. Оттуда мы отправимся еще на столетие с небольшим назад, чтобы зафиксировать возможности и потенциал железного правила в момент его появления, – тем самым став свидетелями критического момента в создании современной науки и, возможно, самого важного изобретения в истории человеческой мысли.
Уильям Уэвелл умер, упав с лошади, в 1866 году. Ему был 71 год, и он оставил в качестве памяти о себе немало достижений. Родившись в семье плотника, он учился в Тринити-колледже Кембриджского университета в качестве «субсидианта», платя за обучение меньше остальных, но взамен обслуживая столы, за которыми обедали другие студенты и стипендиаты колледжа. Он получил премии в областях литературы и математики, сам стал стипендиатом Тринити, был назначен профессором минералогии, а затем и философии, и наконец в 1841 году – спустя 29 лет после того, как впервые поступил в Кембридж в качестве студента-прислужника, – был назван магистром Тринити-колледжа.
Стремительный скачок Уэвелла вверх по социальной лестнице имел свои издержки. Окруженный «лучшими людьми» в обществе, он был чувствительным, гордым и обидчивым. Перейдя из местной школы для детей рабочего класса в более элитную среднюю школу, он вскоре обнаружил, что использует свой немалый рост, чтобы отбиваться от задиристых одноклассников; позже его друг Джон Хершел заметил, что у Уэвелла «характер никогда не будет приятным».
Даже будучи магистром прославленного колледжа, в обществе он чувствовал себя неловко. Его биограф Лесли Стивен писал:
«В первые дни у него было мало шансов приобрести светскую утонченность; и, хотя он стремился быть гостеприимным, его чувство собственного достоинства привело к формальностям, которые делали гостиную чем угодно, только не местом непринужденного общения».
Однако недостаток обаяния он восполнял трудолюбием.
В университете Тринити он разработал программу реформы образования, одновременно написав статьи почти обо всем: о приливах и отливах, астрономии, готической архитектуре, теологии, механике, этике и вероятности существования жизни на других планетах. Он переводил Гете и Платона. Он изобрел саморегистрирующийся анемометр – устройство для определения скорости ветра. Он спустился в шахту в Корнуолле, чтобы исследовать гравитационное поле земли; взбирался на горы в Швейцарии, чтобы созерцать славу Божью в небесных высях. Он также придумал новое слово для мыслителей, которые до его времени были известны как «люди науки» или «натурфилософы»: именно он предложил называть их учеными.
Из всей этой плодотворной работы величайшим достижением Уэвелла стала трехтомная «История индуктивных наук от древнейшего и до настоящего времени», опубликованная в 1837 году, за которой в 1840 году последовала двухтомная «Философия индуктивных наук» – исследование методов, которое, как гласило название, было «основано на их истории» – монументальный труд, сделавший Уэвелла одним из первых и самых выдающихся историков и философов современной науки.
Последней из наук, которые рассматривались в истории Уэвелла, была относительно молодая на тот момент геология. Уэвелл довольно нетрадиционно включил в раздел геологии историю развития жизни, историю, первые главы которой были открыты всего 50 лет назад, когда во время промышленной революции копателями каналов и строителями железных дорог обнаружены были настоящие залежи окаменелых раковин и костей. Самая поразительная глава в этой разрозненной хронике гласит, что задолго до появления крупных млекопитающих на Земле доминировали динозавры и им подобные. Доктор Гидеон Мантелл, охотившийся за ископаемыми, в своей книге The Geological Age of Reptiles (1831) выразился очень красочно:
«Был период, когда Земля была населена [яйцекладущими] четвероногими самых ужасающих размеров, и… рептилии были Владыками Творения еще до существования человеческой расы!
Это была лишь одна из эпох, в течение которых планета, очевидно, была населена совершенно непохожими на современные формами жизни; до появления динозавров моря кишели странными морскими существами – трилобитами, аммонитами и примитивными рыбами без челюстей, а после эпохи рептилий появились карликовые лошади и гигантские ленивцы».
Рисунок 8.1. Англия в эпоху рептилий: творческая интерпретация Джорджем Ниббсом древнего Сассекса (1838 г.). В центре – ранняя и весьма неточная реконструкция игуанодона, динозавра, которого первым описал Гидеон Мантелл
Для Уэвелла урок, преподанный скалами, был очевиден. «Виды растений и животных, которые можно обнаружить во время раскопок, – писал он, – …. отличаются от любых ныне существующих на поверхности Земли… Они подразумевают… что все органическое творение было обновлено и что это обновление происходило несколько раз». Чем, спрашивал себя Уэвелл, были вызваны эти случаи обновления – такие, как смена динозавров млекопитающими? Новые формы жизни, отвечал он, создаются «иными силами, чем те, к которым мы относим природные явления», или, другими словами, христианским Богом.
Когда в 1837 году была опубликована книга Уэвелла, такое объяснение приняли как вполне разумное и приемлемое с точки зрения научного сообщества. Чарльзу Дарвину на тот момент было всего 28 лет, и он недавно вернулся из своего кругосветного путешествия. Его шедевральный труд «Происхождение видов» появился только через 20 лет. Таким образом, у Уэвелла и его современников не было серьезных оснований сомневаться в том, что, как сказано в Библии, «Господь Бог создал из земли всякого зверя полевого и всякую птицу небесную» (Бытие 2:19).
Что было действительно новым в изысканиях Уэвелла, так это неопровержимое доказательство того, что Бог совершал подобный акт творения больше одного раза. Зарождение жизни происходило не только в какой-то единичный непостижимый момент в самом начале времен, но и повторялось снова и снова, причем контуры каждой итерации были зафиксированы в летописи окаменелостей.
Таким образом работа Уэвелла открыла возможность для реализации двух грандиозных проектов. Во-первых, изучение узоров в горных породах, соответствующих эпизодам обновления творения, доступное любому человеку с наметанным глазом и геологическим молотком, могло бы пролить свет на устройство Божественного разума, на его намерения и планы по созданию планетарного вместилища для его высшего изобретения – человеческой расы. И, во-вторых, знание Божьих намерений и планов, доступное любому, у кого есть доступ к Священному Писанию и богословский склад ума, могло бы пролить свет на естественную историю мира, на порядок проведения великого парада жизни.
Что касается первого проекта, то некоторые мыслители, возможно, пришли бы в ужас от нечестивости подобной идеи или, во всяком случае, явной бессмысленности использования научных знаний для того, чтобы проникнуть в божественный интеллект. Но только не Уэвелл. Когда граф Бриджуотер, священник, натуралист и антиквар, оставил завещание, твердо вознамерившись щедро спонсировать публикацию работ, посвященных поиску признаков Божьего замысла в природе, Уэвелл охотно подписал контракт. В 1833 году он опубликовал труд, в котором утверждал, что «любой прогресс в наших знаниях об устройстве Вселенной согласуется с верой в самого мудрого и доброго Бога». По расположению планет, структуре земной поверхности и сложному устройству живых существ мы можем видеть, согласно Уэвеллу, что «мудрый и великодушный Творец физического мира» также является «справедливым и святым», «Правителем нравственного мира» и, исходя из двух предыдущих утверждений, «Судьей людей».
Таким образом, Уэвелл, в конце 1830-х годов написавший свою книгу об истории наук, казался идеальным кандидатом и для того, чтобы возглавить второй проект, который в тот момент времени выглядел настолько многообещающим: объединение геологических и теологических знаний с целью получить максимально полный рассказ об истории жизни на земле. Уэвелл обладал обширным эмпирическим опытом, мощной религиозной мотивацией и выдающимся положением в мире науки.
Но он этого не сделал. В своей «Истории индуктивных наук от древнейшего и до настоящего времени» он утверждает, что никто и не должен этого делать и даже заявляет, что наука вообще не должна принимать во внимание теологию, которой «никогда нельзя позволять влиять на нашу физику или геологию». Биологи и геологи должны обращать внимание только на «обычные научные данные», то есть на результаты эмпирических наблюдений, и заходить настолько далеко, насколько это возможно для них. Теология, тем временем, может использовать свои ресурсы: философские рассуждения о природе Бога или толкование Священного Писания, для того, чтобы прийти к собственным умозаключениям о сотворении жизни. Когда обе компании исследователей завершат свою работу, их результаты могут быть объединены для получения полной картины истории жизни – но не раньше.
Вето Уэвелла на второй грандиозный проект – внедрение теологии в геологию – не было продиктовано опасениями по поводу неуместности или непрактичности теологии. Насколько Уэвелл мог судить, этот проект был вполне осуществимым и, вероятно, должен был принести выдающиеся плоды. Целью геолога было установить ход и причины разворачивающейся перед ним истории жизни, и, по мнению Уэвелла, наиболее важные поворотные моменты в этой истории совершены рукой Бога. Без помощи теологии в каждом из этих поворотных моментов в научных анналах земной истории оставалось бы пустое место. Кроме того, Уэвелл считал, что теология вполне способна заполнить эти пробелы: в тексте своего Бриджуотерского трактата он утверждал, что Божий замысел очевидно проявляется в каждом аспекте материального мира. Тем не менее он отказался от этого проекта.
Это настоящая головоломка. Существует реальный запрос, есть все средства для его реализации – и все же в предписании Уэвелла о методологическом апартеиде содержится строгий запрет на поиски ответа.
Это предписание не имеет никакого культурного смысла: в 1830–1840-е годы практически каждый ученый был верующим, и со звериной серьезностью объяснял существование Вселенной и все ее удивительные особенности решениями Создателя. Даже в трактате Уэвелла говорится, что дух времени предоставил достаточно возможностей для слияния естественной истории и религии.
Однако это не имеет логического смысла. Два проекта, направленных на достижение одной и той же цели, всегда должны быть открыты для сотрудничества. Представьте себе двух детей, которые ищут потерявшуюся собаку. Один ходит от дома к дому, стучится в двери и опрашивает людей. Другой бродит по улицам, паркам и свалкам, выкрикивая кличку собаки. Они должны разделиться, чтобы иметь возможность действовать каждый по-своему. Но очевидно, что в их интересах время от времени обмениваться друг с другом информацией: если собаку видели в восточной части города, лучше исследовать парки именно там, а не в западной части. Однако с точки зрения Уэвелла, изыскания геологов и теологов предполагали, что процесс их поисков никак не будет связан друг с другом.
Наконец, интеллектуальное разделение, по мнению Уэвелла, не имеет никакого эмоционального или психологического смысла. Это противоречит его же синтезирующему складу ума, в полной мере воплотившейся в его рассказе другу о предстоящем визите в Английский Озерный край:
«Ты даже не представляешь, ради какого разнообразия данных я готов свернуть горы! Сначала я исследую их, расположившись у подножия, а потом поднимусь на вершину и измерю их высоту с помощью барометра, отобью кусок породы геологическим молотком, чтобы посмотреть, из чего она сделана, а затем добавлю какую-нибудь цитату из Вордсворта в неподвижный воздух».
Уэвелл верил, что мысль и действие должны быть вплетены в мир с разных сторон, но единой нитью. Однако исключение Бога из геологии было предложением перерезать нить, фактически разорвать гобелен на пестрые, рваные лоскутки знаний.
Это нельзя обосновать никакой эмоциональной, исторической или логической мотивацией. Однако то, что предписал Уэвелл, является прямым применением железного правила – точнее, того аспекта правила, который гласит, что значение имеют только результаты эмпирического исследования. Когда Уэвелл настаивал на том, чтобы в рамках геологии должны рассматриваться только горные породы, окаменелости и иные материалы, извлеченные из земли, он делал то, что подсказывало ему железное правило, уже прочно укоренившееся в научной практике. Когда же его ученые коллеги приняли это предложение без возмущения, озабоченности или даже энергичных комментариев, считая исключение религиозного мышления из геологии таким же естественным, каким оно стало для любого ученого XXI века, они тоже руководствовались железным правилом.
Многие современные ученые считают, что религия способна сказать об истории жизни на Земле довольно мало полезного, если она вообще способна на что-то в этом роде. Уэвелл и его коллеги, однако, высоко ценили свои религиозные знания и видели в них большой потенциал. Вот почему так поучительно видеть железное правило в действии в 1837 году, вот почему мне так важно было вернуть вас во времена Уэвелла, а не только исследовать практику науки в наши дни. Уэвелл не изобретал железное правило – он родился, когда это правило уже существовало, – но в своих попытках согласовать свои научные исследования с религиозными убеждениями он резко опровергает его строгость.
В этом разоблачающем свете становится очевидным, что железное правило исключает из научных аргументов не только и не столько «субъективные» причины. Оно исключает любое неэмпирическое соображение, независимо от того, насколько оно само по себе убедительно или хорошо обосновано. Для Уэвелла существование христианского Бога было совершенно несомненным фактом. Тем не менее он признает, что теологические соображения должны быть исключены из официальных научных споров в соответствии с правилом – не потому, что эти соображения плохи, субъективны или содержат логические ошибки, но просто потому, что они не являются подходящим материалом для научного исследования.
Таким образом, железное правило устанавливает различие между научными и ненаучными доводами, и это различие совершенно не тождественно разнице между доводами объективными и субъективными, сильными и слабыми, хорошими и плохими. Научные доводы в пользу теории должны быть объективными и вескими, но этого недостаточно: даже самый веский довод исключается из рассмотрения, если он не является эмпирическим, то есть не основан на способности теории объяснить наблюдаемый факт.
Случай Уэвелла иллюстрирует еще один аспект утверждения о том, что «учитывается только эмпирическое исследование», – наиболее важный для функционирования железного правила: оно применимо к публичным научным аргументам, но не к частным научным рассуждениям, и более того – только к аргументам, приводимым в институционно санкционированных научных дискуссионных площадках. Это правило никоим образом не мешало Уэвеллу размышлять о совмещении религии и палеонтологии, но препятствовало исследованию этого вопроса в научных публикациях, основной целью которых была научная коммуникация. Таким образом, в своем Бриджуотерском трактате, популярном теологическом произведении, Уэвелл был совершенно свободен в рассуждениях о роли Бога в истории жизни.
Неофициальные способы религиозного самовыражения, вдохновленные наукой, никуда не исчезли. Кельвин не упоминал Бога в своих официальных публикациях о возрасте Земли, но в 1889 году в беседе с Обществом христианских доказательств он был волен следовать за Уэвеллом в его поиске четких доказательств существования творца в рамках научной картины мира. Равно волен был Фрэнсис Коллинз, руководитель проекта «Геном человека», поддержать эту традицию в своей книге 2006 года «Доказательство Бога. Аргументы ученого».
Железное правило игнорирует подобные публикации – точнее, оно игнорирует все публикации и высказывания за пределами научных журналов и материалов конференций, – потому что эти высказывания вообще не рассматриваются современной наукой и не считаются ходами в великой научной игре. Регулировать эту игру – единственная забота правила. Его первые три нововведения – поверхностное объяснение, требование объективности и различие между рассуждениями и официальной аргументацией – функционируют синхронно, чтобы гарантировать, что все ученые действуют, исходя из единого понимания того, как устроен эмпирический ход в игре. Четвертое и последнее нововведение, «учитывается только эмпирическое исследование», настаивает на том, чтобы эмпирическим был каждый ход, и тем самым превращает игроков в мастеров в области наблюдений и экспериментов, в профессиональных добытчиков доказательств.
Уэвелл считал, что теология – важный источник знаний о природе. Тем не менее он тоже выбрал играть по правилам. Таким образом, теология и все прозрения, которые, с его точки зрения, она могла принести, были оставлены за бортом.
Боль, вызванная этим решением, разрушила обычную ясность мышления Уэвелла. Выступая против любых попыток объединить теологические и геологические рассуждения, он писал, что пытаться осуществить такой синтез означало бы предположить… что разум, будь то конечный или бесконечный, должен быть согласован сам с собой и что, следовательно, конечное должно быть способно постичь бесконечное, а также перемещаться из одной точки ментальной и материальной Вселенной в другую, чтобы проследить их связь и обозначить их границы.
Возможно, эта мысль показалась некоторым из его читателей слишком глубокой. На мой философский взгляд, это чистая чушь. Неспособный примирить указания железного правила со своими личными убеждениями, Уэвелл пытался разыскать хоть какой-нибудь выход; он, образно говоря, вернулся на школьный двор, пытаясь выпутаться из своих затруднений с помощью чистого бахвальства.
Страдания Уэвелла – ключ к важнейшему для нас моменту: для интеллекта, открытого всем достаточно обоснованным тезисам, всем убедительным соображениям, каждому вескому аргументу, ставшая привычной доктрина о том, что «имеет значение только эмпирическое исследование», парадоксальным образом совершенно чужда. Однако эта доктрина уже прочно утвердилась, когда Уэвелл начал свою научную карьеру. Как же получилось, что она стала руководить всеми рассуждениями об устройстве мира? Каково было происхождение этого самого поразительного и важного аспекта железного правила? В поисках ответа на этот вопрос мы останемся в Тринити-колледже в Кембридже, но переместимся еще на 150 лет назад.
Итак, на дворе поздняя весна 1681 года. Мы, проявив ловкость и некоторое пренебрежение к правилам, можем проникнуть в частный, обнесенный стеной сад справа от Больших ворот Тринити-колледжа. Давайте так и сделаем.
В саду мы наткнемся на деревянное строение, в котором расположилась хорошо оборудованная лаборатория. На лабораторном столе лежит записная книжка. Открыв ее, мы видим следующую любопытную формулировку:
«Нептун со своим трезубцем ведет философа в софический сад».
Здесь не видно ни трезубца, ни, тем более, самого морского бога – только печи, колбы, перегонные кубы и смеси неизвестных нам веществ. Однако в личности автора высказывания не может быть никаких сомнений, поскольку вы стоите в лаборатории Исаака Ньютона, изобретателя исчисления, первооткрывателя законов движения и гравитации, анализатора света – и одного из величайших алхимиков своего времени.
Листая страницу за страницей густо исписанный блокнот Ньютона в угасающем свете дня, мы находим интересное описание знаменитого «зеленого льва»:
«Относительно Магнезии или Зеленого Льва. Это называется “Прометей и хамелеон”. Также Андрогин и девственно-зеленая земля, на которую Солнце никогда не бросало своих лучей, хотя он ее отец, а Луна – мать».
Рисунок 8.2. Лаборатория Ньютона в Тринити-колледже, Кембридж, располагалась где-то в пределах его личного сада (внизу справа), куда вела крытая лестница из его комнаты на среднем уровне, справа от Больших ворот Тринити. Ньютон жил в этой комнате с 1673 года, пока не покинул Тринити в 1696 году. С гравюры Дэвида Логгана 1690 года
Пролистав до конца блокнот, вы видите удивительное открытие:
«10 мая 1681 года. Я понял, что утренняя звезда – это Венера и что она дочь Сатурна и одного из голубей… 14 мая. Я понял, что такое трезубец. 18 мая. Я усовершенствовал идеальное решение… орел уносит Юпитера ввысь».
Что выяснил Ньютон?
Возможно, ответ кроется в недатированной заметке, описывающей извлечение чего-то экстраординарного из жил зеленого льва:
«Растворите фитонциды зеленого льва в центральной соли Венеры и дистиллируйте. Этот дух – … кровь зеленого льва Венеры, вавилонского дракона, который убивает все своим ядом».
Другие примечания отождествляют кровь зеленого льва с «оживленной ртутью», веществом, способным разрушить даже золото – «зеленый лев, пожирающий солнце».
Что касается природы «оживленной ртути», то о ней мы мало что знаем (ее не следует путать с обычной ртутью). Точно так же «трезубец», по-видимому, является своего рода химическим процессом, но мы слабо представляем, что это такое и как оно должно работать. Фантастический язык Ньютона – это своего рода алхимический код, вдохновленный языком других алхимиков, в котором «зеленый лев» обозначает стибнит или сурьмяную руду, «Венера» – медь, а «голуби Дианы» – серебро. Однако его труды не могут быть полностью разъяснены с использованием одних только общепринятых значений. Очевидно, что вавилонский дракон – более загадочная добыча, чем сурьмяная руда или обычная ртуть, но поскольку Ньютон не объяснил цель своих экспериментов и не предоставил ключ к своей системе описания, мы понятия не имеем, что именно, по его предположениям, он обнаружил в середине мая 1681 года.
Каковы бы ни были цели его алхимических исследований, Ньютон неустанно преследовал их: он занимался алхимией в течение десятилетий после того, как был назначен профессором математики в Кембридже, написав «более миллиона слов» на эту тему. Он писал все это в стол, ничего не публикуя.
Почему Ньютон так интересовался алхимией? Ответ прост, хотя он и противоречит общественному представлению о Ньютоне как о научном гении, предвестнике Просвещения. Ньютон, как и Уэвелл, интересовался всем – то есть всем, что могло бы раскрыть тайные силы, лежащие в основе устройства Вселенной. Таким образом, он изучал движения планет, которые могли раскрыть принципы всемирного тяготения. Он проводил также алхимические эксперименты, «чтобы освободить дух или активную добродетель тел от его обременяющих фекалий». И кроме того он занимался исследованиями, которые вообще не предполагали никаких экспериментов или наблюдений, то есть просто читал и размышлял.
Среди этих его неэмпирических занятий было философское исследование природы пространства, материи и движения. С этой целью Ньютон изучил труды выдающихся английских метафизиков своего времени – кембриджских платоников – и написал трактат (никогда не публиковавшийся), опровергающий утверждение Декарта о том, что пустое пространство не может существовать. В более поздних работах он осудил еще одну картезианскую идею о том, что все изменения в движении вызываются столкновениями. Врезающиеся друг в друга молекулы, считал Ньютон, не могут объяснить неспособность таких веществ, как масло и вода, смешиваться; их склонность к обособлению скорее следует объяснять «тайным принципом необщительности». В том же ключе он писал о жизненном духе, искре жизни, которая, по-видимому, является причиной всего движения:
«Жизненный агент, распространяющийся по всему на земле, один и тот же. И это непостоянный дух, чрезвычайно тонкий и в высшей степени изменчивый».
Другие неопубликованные труды того же периода – примерно 1670-х годов, записанные уже после того, как Ньютон сделал многие из своих открытий в области математики и физики, – демонстрируют большой интерес к правильному толкованию Священного Писания и библейских пророчеств. Ньютон упорно трудился, чтобы открыть и описать исторические события, соответствующие событиям, предсказанным в Библии, он попытался реконструировать точный план великого иудейского храма в Иерусалиме и использовал библейскую хронологию наряду со словами пророков, чтобы предсказать дату Второго пришествия, которое, по его расчетам, должно было произойти в конце XIX века. Трудясь, он обнаружил, что его неизбежно влечет к еретической арианской доктрине о том, что Иисус Христос был сотворен христианским Богом, но не тождественен ему. Хотя это ставило под угрозу его положение в Кембридже, он никогда не отказывался от этой идеи.
Некоторые историки в свете этих изысканий приписывают Ньютону веру в prisca sapientia, или древнюю мудрость, – глубокое знание природы вещей, предположительно постигнутое мудрецами в древние времена и переданное намеками и аллегориями в трудах таких философов, как Пифагор и Платон. Чтобы расшифровать их мудрость, требуются навыки не только физика, но и философа, и поэта. Древнюю историю, в которой бог Вулкан застает свою жену Венеру врасплох в объятиях Марса и захватывает пару в золотую сеть, согласно Ньютону и другим алхимикам, следует понимать как рецепт плодородного вещества под названием «сеть», «гермафродита», сочетающего в себе «мужское семя Марса с женским началом Венеры». Только исследователь, одинаково искусно владеющий аналогиями и перегонными кубами, одинаково преданный строгому эксперименту и художественной метафоре, мог бы в полной мере использовать такие подсказки. Труды Ньютона по физике, философии, алхимии и толкованию Священных Писаний действительно кажутся пальцами, тянущимися к prisca sapientia любым возможным способом.
Фрэнсис Бэкон десятилетиями ранее предупреждал об искажении научного исследования «суевериями с примесью теологии», в которых понимание соблазняется «фантастической, высокопарной, полупоэтической философией». «Возвышенно мыслящие персонажи, – заявлял он, – особенно восприимчивы к этим “идолам театра”, которые разыгрывают завораживающие теоретические и даже мистические представления, отвлекающие разум от простой речи наблюдаемых фактов. Ворвавшись в лабораторию Ньютона, мы застали его на месте преступления, за самым не-бэконовским поведением, какое только можно вообразить.
Цель нашего путешествия во времени заключалась в том, чтобы найти источник постулируемого железным правилом тезиса о том, что имеет значение только эмпирическое тестирование, и, таким образом, понять происхождение самого важного принципа современной науки. Однако, похоже, мы обнаружили, что Ньютон был в этом отношении не одним из первых ученых, а, как писал великий экономист Джон Мейнард Кейнс, «последним из волшебников». Неужели мы переместились слишком далеко во времени или оказались не в том месте? Отнюдь. Присмотритесь повнимательнее к исследованиям Ньютона, и вы увидите, что этот волшебник применял свои чары довольно необычным способом.
С одной стороны, интересы Ньютона были столь же широки, как и у любого гения эпохи Возрождения. Но, с другой стороны, методы, которые он использовал для достижения этих интересов, были словно разделены на несколько совершенно разных частей. Занимаясь исследованиями физики движения, света и гравитации, Ньютон полностью опирался на математические расчеты, астрономические наблюдения и эксперимент. В его исследованиях «химистики», или алхимии, эксперимент так же играл ведущую роль, но при этом сочетался с аллегорическим мышлением и оригинальным набором гипотез о жизненно важных агентах, ртутных духах и тому подобном. В метафизических спорах с Декартом о природе материи и пространства его методом была чистая мысль, то есть аргументация не научная, а философская. И наконец в своих теологических исследованиях природы Бога и Божьего замысла в отношении для человеческой расы, включающих те аспекты естественной истории, которые не могли объяснить ни гравитация, ни жизненные искры, Ньютон обращался к интерпретации Священного Писания – для чего он установил 15 правил – и текстологической критике. И все это время Ньютон практически не предпринимал попыток применить выводы, сделанные в одной области, к какой-либо другой. Короче говоря, его интеллект действовал как бы в соответствии с неким «тайным принципом обособленности», который не позволял его исследованиям объединяться, несмотря на их пересекающуюся тематику.
Благодаря такому разделению методов, близкому для Ньютона настолько же, насколько невыносимо тяжкому для Уэвелла, работа, которая сделала Ньютона знаменитым, – исследования гравитации и света – проводилась полностью в соответствии с положениями железного правила о том, что «имеет значение только эмпирическое исследование». Алхимия и теология не играли никакой роли в этих исследованиях. Ньютон судил о физических теориях исключительно по наблюдаемым явлениям, которые они были способны объяснить.
Рисунок 8.3. Алхимик, каким его представлял Джозеф Райт из Дерби
Рисунок 8.4. Физик-математик, каким его представлял Уильям Блейк в лице самого Ньютона
И все же он не следовал железному правилу в полной мере. Более того, он вообще не следовал никакой методологической доктрине. Им двигал чистый инстинкт, особенность его психологии, которая делала его, в отличие от других ученых XVII века, прирожденным мастером расщепления собственного разума.
Войдя в алхимическую лабораторию, он не только надевал мантию алхимика, но и перенимал его поведение, используя аллегорический язык и стиль мышления, концепцию материи и принципов химических взаимодействий. В своих убеждениях, поведении и словах он становился алхимиком.
Когда же на рассвете он покинул лабораторию и вернулся к своим исследованиям гравитации, халат остался висеть среди склянок, воронок и реторт. Днем он был только и исключительно физиком, использующим геометрический метод для объяснения закономерностей движения. Его беспокоил лишь вопрос о том, какие траектории можно вывести из каких математических законов.
Подобно великому актеру, Ньютон дал каждому из своих персонажей полную свободу действий, скорее используя, чем подавляя их, доводя до предела их ключевые проблемы, навязчивые идеи, предположения и способы рассуждения, играя ими. И поэтому метод Ньютона всегда был столь разнообразен: театр масок, репертуар драматических ролей. Каждое направление исследований проводилось в разных условиях по своему собственному сценарию: алхимия в лаборатории; гравитация в обсерватории; теология в пещере отшельника; философия – конечно же – в софийском саду.
Удерживая религию и философию вне сферы своих эмпирических исследований, Уэвелл следовал железному правилу, к тому времени ставшему социальным кодексом, признанным и уважаемым всеми серьезными учеными. Ньютону, напротив, не требовалось никаких правил, чтобы понять, что в физике имеет значение только эмпирическая проверка. Такого рода ограниченность была не какой-то внешней концепцией, а особенностью его мышления.
Или, по крайней мере, это было верно в то время, когда Ньютон жил и работал в Тринити-колледже, с 1667 по 1696 год. Годы спустя он, очевидно, осознал, насколько сильно его успех зависит от различий в методологии, и в возрасте 70 лет, прослужив почти два десятилетия смотрителем, а затем мастером Королевского монетного двора в Лондоне, сформулировал свою привычку в качестве методологического принципа, изложив ее миру в послесловии ко второму изданию «Принципов» (1713):
«Все, что не выводится из явлений, должно называться гипотезой; а гипотезам… нет места в экспериментальной философии».
Этим заявлением он сотворил великую полуправду. Если пытаться подобным образом описать все методы, которые Ньютон использовал с своей работе, мы получим в лучшем случае огромное преувеличение. В своих алхимических штудиях он стремился прочесть мистические символы, в исследованиях пространства и времени энергично дискутировал с призраком Декарта. И тем не менее вышеупомянутая цитата помогает довольно точно, хоть и кратко, описать метод Ньютона как ученого. Выводы, сделанные им в его титаническом труде, были получены благодаря процессу, который мы сейчас признали бы воплощением железного правила, и в первую очередь – его призывы не обращать внимания ни на какие другие достоинства теории, кроме ее способности объяснять явления. Итак, в послесловии к «Принципам» Ньютон принес своим преемникам, а заодно и всему миру, запрет на религиозные, философские и другие неэмпирические аргументы в науке, что является четвертым великим новшеством железного правила.
Этот запрет, как и более позитивный аспект железного правила – определение эмпирического тестирования в терминах поверхностного причинно-следственного объяснения, – полностью пронизан духом ньютоновской мысли. Исследователи, пришедшие на смену Ньютону, видели в нем воплощение самой сути эмпирических открытий. Приверженность обоим аспектам этого правила прокатилась по всей Европе, спровоцировав и ускорив революцию – научную революцию, – которая превратила скрипучий античный аппарат натурфилософии в изящный механизм производства знаний, каким является современная наука.
Ньютон не был революционером-одиночкой: ряд других ведущих деятелей натурфилософии XVII века помог подготовить почву для создания железного правила. Хотя именно влияние Ньютона оказалось решающим, другие его основоположники тоже достойны упоминания, и о некоторых из них я вам сейчас расскажу.
Нечто, уже достаточно сильно похожее на вето, налагаемое железным правилом на субъективизм и неэмпирическую аргументацию, можно обнаружить, как говорилось выше, в «Новом органоне» Бэкона с его отказом от «идолов» человеческой природы, языка и культуры в пользу доказательной силы простого наблюдения. Бэкон также предвосхитил поверхностное понятие объяснения, критикуя ранних натурфилософов в самых беспощадных выражениях:
«Неменьшая проблема заключается в том, что в своих наблюдениях и философии они тратят силы на исследование и трактовку принципов вещей и первопричин природы, в то время как вся полезность и возможности для применения заключены в промежуточных причинах».
Обоснование Бэконом поверхностного объяснения, в отличие от ньютоновской трактовки, поверхностно как в моральном, так и в метафизическом смысле: как только у вас в руках будет хороший набор причинно-следственных принципов, утверждает он, ваше изучение основополагающих механизмов, с помощью которых они действуют, уже ничто не сможет прибавить к вашему знанию. Тем не менее ему следует отдать должное за то, что он четко сформулировал обе стороны железного правила.
Необычайно точные астрономические измерения, сделанные датским астрономом Тихо Браге (1546–1601) без применения специальной техники, сыграли решающую роль в том, его помощник Иоганн Кеплер (1571–1630) смог в конечном счете сформулировать свои законы движения планет – физические принципы, которые, в свою очередь, могли быть объяснены теорией тяготения Ньютона. Применение Кеплером наблюдений Тихо сразу же продемонстрировало научную ценность мельчайших деталей, не представляющих особого философского интереса, – огромную важность цифр, фиксирующих изменения размером в миллионные доли целого числа.
Роберт Бойль (1627–1691), исследовавший свойства газов и множество других явлений, провозгласил преимущества проведения наблюдений независимо от каких-либо теоретических предположений:
«Чтобы сохранить свое суждение настолько непредубежденным, насколько это возможно в отношении любой из современных философских теорий, пока мне не будут предоставлены эксперименты, которые позволят мне судить о них, я намеренно буду воздерживаться от тщательного ознакомления с атомистической, декартовской или любой другой философией».
Таким образом, Бойль утверждает, что отправился прямиком в лабораторию, не читая ни одного из великих натурфилософов того времени; когда же он принялся отстаивать атомную теорию в своем эссе, из которого взят предыдущий отрывок, предположительно, это было сделано на основе одних исключительно эмпирических данных. Этот теоретический агностицизм слишком экстремален, чтобы служить универсальным рецептом для занятий наукой, и в любом случае современные историки сомневаются в том, что Бойль был достаточно точен и беспристрастен в описании своего метода. Тем не менее, подобно Бэкону в «Новом органоне», он сформулировал идеал в духе железного правила.
Галилео Галилей (1564–1642) также внес огромный вклад в современную картину мира. В числе прочего он предпринимал попытки записать математические формулы, описывающие закономерности физики, и вывести из них движения определенных типов объектов. Например, в «Двух новых науках» (1638) он использует физические принципы для расчета траекторий полета пушечных ядер и тому подобных предметов, показывая, что такие снаряды будут следовать классической математической кривой – параболе. Эта математическая систематизация сыграла центральную роль в демонстрации силы поверхностного объяснения в физике (хотя, я должен добавить, поверхностное объяснение не обязательно должно быть математическим). Голландский мыслитель Кристиан Гюйгенс (1629–1695) продолжил эту традицию, сформулировав физику столкновений и выведя формулу, описывающую движение маятника.
Последний революционер, который должен быть упомянут в этой главе, – не человек, а целая организация: Лондонское королевское общество (основанное в 1660 году и до сих пор процветающее), которое разработало способ официальной фиксации эмпирических наблюдений, первый прообраз научного журнала.
Рецепты Бэкона, точные измерения Тихо Браге, превознесение эксперимента над теорией Робертом Бойлем, математическая астрономия Кеплера, математическая механика Галилея и Гюйгенса, публикации Королевского общества: все это способствовало концепции исследования, основанного исключительно на наблюдениях, кодифицированного железным правилом. Правила игры ученого-эмпирика, и в первую очередь физика-математика, ко времени Ньютона уже были составлены Бэконом, его сподвижниками и конкурентами. Однако ни один из этих мыслителей не подходил на эту роль так, как Ньютон. Он не нуждался в указаниях. Просто следуя своему способу мышления, повелевавшему ему разделить себя на нескольких совершенно разных людей с разной манерой действия, он действовал железному правилу более строго и безупречно, чем кто-либо до него.
В последних нескольких главах я рассмотрел железное правило, последовательно проанализировав каждое из его четырех нововведений. Теперь мне нужно снова собрать эти детали все воедино, показав, как рассмотренные нами новшества работают вместе, приводя в действие машину знаний и управляя ею.
Железное правило требует, чтобы научные аргументы учитывали только объяснительную силу спорящих теорий. Позитивная основа этого правила – поверхностная, разрешающая концепция объяснительной силы, согласно которой явление объясняется путем выведения его из причинно-следственных принципов теории. Принципы не обязательно должны проходить какую-либо философскую проверку или даже быть полностью понятными – таким образом, Ньютон считал, что объяснил движение планет и приливы, используя свою теорию гравитации, хотя он не предложил объяснения причин самой гравитации.
Отрицательная сторона правила запрещает ученым, излагающим свои аргументы в официальных источниках, таких как научные журналы, оценивая теории, использовать что-либо, кроме объяснительной силы. Философские и религиозные аргументы, в частности, вынесены за рамки дозволенного, какими бы убедительными они ни казались ученым и обществу в целом. Аналогичным образом, ученые могут не учитывать личные, культурные и иные узкоспециализированные соображения при обосновании своей позиции; железное правило требует, чтобы из научных аргументов было исключено все субъективное.
Таким образом, научная революция, следуя железному правилу, привела как к ослаблению, так и к сужению старых форм обсуждения: постреволюционная аргументация более поверхностна в своей концепции объяснительной силы и более узка в своем наборе причин для принятия и отклонения гипотез и теорий. Хотя такие ограничения не слишком привлекательны для восприятия, оказалось, что они обеспечивают превосходную надстройку для чрезвычайно эффективного механизма исследования.
Мы живем в тихоническом мире – мире, в котором великие конкурирующие концепции о глубинной природе вещей можно сравнивать только благодаря тщательному изучению тончайших нюансов и мельчайших различий. Люди в своем обычном состоянии не очень расположены обращать внимание на такие мелочи. Но они любят побеждать. Процедурный консенсус, навязанный железным правилом, провоцирует состязание, в рамках которого мелочи приобретают огромное и почти противоестественное значение, становясь, благодаря своей доказательной ценности, объектами яростного вожделения. Таким образом, правило перенаправляет огромное количество энергии, которая могла бы быть потрачена на философские споры или иные формы аргументации, на эмпирическую проверку. Человеческий материал современной науки превращается в ударную силу, состоящую из почти нечеловечески целеустремленных наблюдателей и экспериментаторов, генерирующих обширный, подробный, разнообразный, детализированный объем доказательств.
В то же время железное правило сохраняет эти свидетельства, поддерживая старую традицию «стерилизации», архивируя наблюдаемые явления в форме, которая как можно меньше искажается интерпретацией и другими следствиями ранжирования правдоподобия.
Мышление каждого поколения ученых по существу субъективно, и это допускается железным правилом. Но эта субъективность в долгосрочной перспективе не имеет значения. По мере того как сменяются поколения мыслителей, накапливаются наблюдения, со временем позволяющие точно сказать, какие теории лучше объясняют явление, а какие хуже. Конечным результатом является бэконовская конвергенция в отношении истины: мнение, подкрепленное данными, все сильнее указывает на единственную правильную теорию, которая учитывает и объясняет каждый аспект накопленных доказательств.
Таким образом, наука устроена подобно коралловому рифу. Отдельные ученые – это полипы, формирующие известковый панцирь, который становится частью рифа после их смерти. Этот панцирь – стерилизованный публичный отчет о проведенных ими исследованиях, компиляция наблюдений или экспериментов и общий вывод, в тех случаях, где его удается сформулировать на основе эмпирических данных, известных теорий и вспомогательных допущений. Ученый, как и полип, – полноценное живое существо, слишком человечное именно в том смысле, в каком это описали историки и социологи науки. Однако, когда организм гибнет, его человечность исчезает вместе с ним. То, что остается, – это доказательный экзоскелет научной карьеры. Вы можете увидеть голые факты, изложенные экспедицией Эддингтона по исследованию затмения: например, в рядах цифр, которые отображают сфотографированные положения звезд, и математических расчетах, которые дают предполагаемый изгиб солнечного света (см. рисунки 2.3 и 7.4).
Интеллектуальное здание, представляющее собой научное знание, в значительной степени состоит из этих останков экзоскелетов. Оно удерживается, подобно рифу, не самими живыми существами, но доказательствами и аргументами, которые производят живые существа, собранными в соответствии со строгим архитектурным планом, установленным железным правилом.
Посмотрите на театр научных исследований, и вы увидите жизнь. Вы увидите поверхность рифа, где полипы все еще процветают: вы увидите работающих ученых, проводящих свои исследования, руководствующихся предчувствиями, интуицией, амбициями, личным темпераментом, внешними обстоятельствами, культурным багажом. Если бы вы предположили, что это и есть наука во всей ее полноте, то пришли бы к выводу, что она насквозь субъективна. Я думаю, что именно здесь кроется типичная ошибка тех радикальных субъективистов, которые из повседневной контекстуальности научной деятельности делают вывод о ее долгосрочной контекстуальности на протяжении множества эпох. Наука, как и коралловый риф, отнюдь не настолько мягкая, хрупкая и временная структура, какой выглядит на первый взгляд. И то, и другое сложено из достаточно простого материала, который существует веками, переживая поколения органических существ, кишащих на его периферии, и образуя грандиозную каменную структуру, которая и лежит в основании дальнейшего развития.
«Следует отдавать должное… теориям только в том случае, если то, что они подтверждают, согласуется с наблюдаемыми фактами». Это звучит так же научно, как все, что было сказано Исааком Ньютоном или Ричардом Фейнманом. Но эта фраза была написана Аристотелем в IV веке до нашей эры. Аристотель был систематическим наблюдателем, теоретиком-новатором и блестящим интеллектуалом. Он придавал первостепенное значение способности теории объяснять явления. Что помешало ему изобрести современную науку за две тысячи лет до научной революции?
Возникает соблазн ответить на этот вопрос, написав историю научной революции, указав на социальные, интеллектуальные и экономические факторы, действовавшие в XVII веке, которых по большей части еще просто не существовало в эпоху Аристотеля: преобладание механистической философии, предложенной Декартом и Бойлем, применение математических расчетов к физическим явлениям, теоретизирование, появление новых технологий, таких как печатный станок или усовершенствованные методы шлифовки линз и выдувания стекла, отношение к исследованию природы как к одной из высших форм подвижничества.
Это будет очень увлекательная, но достаточно бесполезная история: она никак не поможет нам осознать разницу между тем, что существенно для современной науки, и тем, что повлияло на ее развитие в XVII веке таким образом, что научная революция вообще стала возможна. Конечно, без математики не было бы ни Галилея, ни Ньютона, но не все научные исследования требуют продвинутой математики (например, в химии высшая математика не играет большой роли). Без атомизма не было бы ни Бойля, ни Гюйгенса, но не вся наука посвящена молекулярным взаимодействиям (теория эволюции и естественного отбора, например, не имеет к строению молекул почти никакого отношения). Телескоп в руках Галилея и других ученых произвел настоящий переворот в астрономии XVII века, однако наблюдений Тихо Браге за планетами невооруженным глазом было бы самих по себе вполне достаточно, чтобы обосновать эмпирическими данными новую теорию гравитации.
Таким образом, чтобы определить, почему науке потребовалось так много времени, я начал не с исторического повествования, а с философского рассмотрения современной науки в целом, в поисках той ее составляющей части, которая оказывает решающее влияние на способность науки к совершению все новых открытий. Это ключевое условие оказалось железным правилом объяснения. Аристотелю и многим другим натурфилософам во многих странах и во многие времена не удавалось привести в движение машину познания, которую мы называем современной наукой, потому что, несмотря на все внимание, которое они уделяли наблюдениям, им не удалось изобрести железное правило.
Сравните Аристотеля с Ньютоном. Оба стремились к одной и той же цели – великой теории, которая объяснила бы, как все движется и меняется. Однако их методы были совершенно разными. Аристотель – но не Ньютон – подвергал свои гипотезы строгой философской проверке. Ньютон – но не Аристотель – подвергал свои гипотезы строгим количественным проверкам, требуя, чтобы они объясняли не только свойства движения – круговое или прямолинейное, направленное вверх или вниз, – но и мельчайшие детали, такие как точные траектории планет, описанные законами Кеплера.
Оказалось, что количественные тесты имеют гораздо большее значение. Хотя Аристотель тщательно изучал всевозможные природные явления и всерьез заботился о силе своих гипотез для объяснения собственных наблюдений, он, как правило, довольствовался описанием общих закономерностей, а не частных деталей. Однако именно от мелких фактов во многом зависит способность науки обнаруживать истину.
Как заметил Кун, людям чрезвычайно трудно поддерживать хоть сколько-нибудь длительный интерес к важным мелочам. Эти мелочи редко интересны сами по себе; их фиксация и расшифровка часто требует тяжелого и кропотливого труда; в то время как масштабные интеллектуальные проекты – концептуальные, философские, систематизирующие – всегда манят исследователя-эмпирика прочь от лабораторного стола или наблюдательного пункта в сверкающую страну нематериальных идей. Заметная часть научной работы больше похожа на составление бухгалтерских отчетов, чем на поэтическое самовыражение или рискованные экспедиции. Великие умы вряд ли заинтересуются всерьез подобной жизнью.
Железное правило решает эту проблему, не пытаясь приукрасить явление, но посредством более косвенной, более изощренной стратегии. Как я уже говорил, оно превращает научную аргументацию в своего рода игру, в которой гипотезы выступают в роли фигур, подвергающихся атакам и вынужденных защищаться. В этой игре узаконен всего один вид ходов: эмпирическая проверка, при которой гипотезу атакуют за ее неспособность объяснить какой-либо факт окружающей действительности и защищают, показывая, что ошибка или неточность на самом деле были лишь следствием неисправности оборудования, неблагоприятных условий или ошибок в сопутствующих предположениях. Победа не достигается посредством вкрадчивой риторики, метафизических изысканий, морализаторства или масштабных философских размышлений. Чтобы выиграть, игроки должны начать с тщательных наблюдений.
Чтобы Аристотель сумел подчинить себя железному правилу, ему пришлось бы подчинить свои физические, химические, биологические, психологические и астрономические изыскания правилам этой игры. Как и каждому заядлому игроку, ему пришлось бы отложить в сторону поиски высшей гармонии. Высвобожденная таким образом физическая и интеллектуальная энергия потекла бы в единственном оставшемся направлении – к безжалостным эмпирическим опытам. И если бы так и произошло, то к моменту смерти Аристотеля в 322 году до нашей эры первая научная революция уже была бы в самом разгаре.
Но Аристотель был серьезным мыслителем; если бы такая игра и пришла ему в голову, он тотчас же отмахнулся бы от подобной нелепой идеи. Он не собирался отказываться от философских рассуждений.
Он не был идеологом; он не выступал за философские рассуждения в противовес наблюдению. Скорее он выступал за совмещение философии с наблюдением – и если наблюдение и философия вступали в противоречие, Аристотель отдавал предпочтение наблюдению. Критикуя некоторых из своих предшественников, он писал:
«Их объяснение явлений не согласуется с самими явлениями. И причина в первую очередь в том, что у них были некоторые предопределенные взгляды, и они были полны решимости привести все в соответствие с ними… Как будто о некоторых принципах не нужно судить по их результатам, и особенно по их окончательному результату! И этот вопрос… в познании природы – это явления… данные восприятием».
Таким образом, железное правило не дало бы Аристотелю никаких новых источников информации или способов ее обработки; оно просто посоветовало бы ему забыть о философии. Это кажется крайне сомнительной сделкой: отказываться от ценного источника информации, философских рассуждений, ничего не получая взамен. Это выглядело неразумным, варварским, просто иррациональным.
То же самое верно и в отношении намеренной «глухоты» железного правила к религиозным, духовным, теологическим основаниям веры. На протяжении всей истории верующие считали, что их религиозные доктрины имеют значение как для материального, так и для духовного мира и, конечно же, для объяснения жизни на Земле. Скрытое столкновение с железным правилом несложно проиллюстрировать терзаниями Уильяма Уэвелла, бывшего магистром кембриджского Тринити-колледжа с 1841 по 1866 год. Изучая недавно обнаруженную летопись окаменелостей, Уэвелл обнаружил признаки крупномасштабного видообразования, которые, по его мнению, могли быть объяснены только прямым вмешательством Бога. Таким образом, полное понимание истории жизни потребовало бы единого подхода к геологии, биологии и теологии. Однако железное правило, внедренное в сознание Уэвелла со студенческих лет, запрещало ему использовать подобный синтез методов в своей научной работе. Это казалось нелогичным, и даже бессмысленным, но он в конечном счете преодолел свои сомнения, отдавшись научному методу.
Посмотрите теперь на причины, вызвавшие терзания Уэвелла, и попытайтесь разыскать их следы на протяжении веков, предшествовавших возникновению современной науки. На протяжении всего европейского средневековья и исламского золотого века вы увидите множество мыслителей, исследующих устройство природы посредством астрономии, оптики, медицины и прочих наук. Ни один из этих мыслителей не пришел ни к чему хотя бы относительно похожему на железное правило. Они не могли этого сделать. Все они были, каждый по-своему, набожны. Им было очевидно, что знание о Боге или Божьем замысле потенциально может что-то поведать нам о том, как все устроено в материальном мире – в истории вещей, живых организмах, системе планет. Возможно, теология в конечном счете даст эмпирическому исследованию не слишком много информации, однако стоит ли сразу же отметать подобную возможность?
Тем не менее железное правило категорически запрещает подобные изыскания. В науке важны только эмпирические аргументы. Таким образом, мыслителям, которые, в отличие от Уэвелла, не стали свидетелями того, как правило породило и отрегулировало череду ошеломляющих открытий, научное исследование показалось бы намеренно запутанным и нелогичным способом познания мира. Огульный запрет на теологическое мышление не имел бы смысла для этих исследователей, точно так же, как огульный запрет на философское мышление не имел бы смысла для Аристотеля. Поэтому неудивительно, что ничего подобного железному правилу не возникало за все те времена, в которых жили Августин, Авиценна, Ибн-Рушд, известный нам как Аверроэс и Фома Аквинский.
Даже такой мыслитель раннего Нового времени, как Рене Декарт, живший на самом пороге научной революции, не смог бы вынести железного правила разделения эмпирических и теологических исследований. Божья сила и Божественный замысел вплетены в натурфилософию Декарта множеством способов; например, именно Бог, по его мнению, обеспечивает наш разум концепциями, так хорошо подходящими для размышлений о его творении, и именно Бог приводит материю, составляющую это творение, в равномерное круговое движение. С точки зрения Декарта, было бы совершенно нелепо запрещать, как это делает железное правило, принимать во внимание столь важный факт, как существования Бога и его атрибуты – всеведение, всемогущество и всеблагость – при исследовании природы. И поэтому мы не находим в работах Декарта, как и в работах почти всех его предшественников, ни малейшей склонности к абсолютистским декретам. В 1640-х годах, несмотря на все усилия Бэкона и нескольких других радикалов, наука все еще развивалась медленно и неохотно.
Вот почему она появилась так поздно: консенсус, создавший всемогущество современной науки, казался нашим предкам не более чем упражнением в преднамеренном интеллектуальном обеднении. Не было ничего плохого в том, что железное правило подчеркивало важность наблюдения. Однако железное правило не объясняло, почему наблюдения так важны, предлагая просто-напросто довериться им, отказавшись от всех иных способов мышления.
Таким образом, образуется порочный круг. Невозможно было выяснить, насколько полезным окажется железное правило, не проверив его на практике, но не было и причин проводить подобные проверки, не имея на руках некоторого представления о том, насколько полезным это правило может быть. Действительно, была веская причина не проверять его: в нем намеренно игнорировалось некоторое количество того, что прежде считалось незаменимыми источниками знаний. Этот порочный круг заманивал в ловушку древних греков средневековых философов и ученых раннего Нового времени, таких как Декарт. Я подозреваю, что в эту ловушку точно так же попало множество мыслителей в Китае и Корее, в Индии и Персии, в Центральной и Южной Америке. Если бы они задумались о железном правиле, то посмеялись бы над ним; но почти наверняка столь нелепая идея вообще никогда не приходила им в голову.
В 1859 году, через 20 лет после того, как Уэвелл попытался интерпретировать летопись окаменелостей, используя сложные креационистские идеи, Чарльз Дарвин опубликовал «Происхождение видов». Викторианская наука была взбудоражена – а викторианское общество шокировано – идеей эволюции путем естественного отбора. Казалось, что в вопросе сотворения мира Бог был полностью вычеркнут из общей картины.
«Шлюзы неверия открыты, и атеизм захлестывает нас с головой», – писал страдающий эволюционист Джордж Романес в 1878 году. Это ни в коем случае не было заслугой одного Дарвина. Геологи ставили под сомнение существование «Великого потопа»; исследователи текстов доказывали, что Библия была компиляцией текстов, написанных множеством разных авторов в разное время; французские революционеры, английские поэты и немецкие общественные мыслители представляли себе мир, свободный от ограничений религии. В Европе XIX века мантия веры начала сползать с плеч человеческого духа.
Сегодня примерно треть американских ученых верят в Бога. Даже эти верующие по большей части не думают, что догматы их веры могли бы всерьез повлиять на их исследования. Во всех практических целях они согласуются с тезисом Стивена Джея Гулда о том, что наука и религия являются легальными формами исследования двух совершенно разных предметов, «непересекающимися учениями». Если вы хотите понять смысл жизни, вам следует обратиться к религии. Однако, чтобы понять движение планет и происхождение видов, все, что вам нужно, – это эмпирическое наблюдение. Таким образом, подавляющее большинство современных ученых не видит ничего странного в том, что железное правило исключает религиозные соображения из числа научных аргументов.
То же самое верно и в отношении исключения из числа релевантных доводов философских аргументов. Большинство физиков считают, например, пустой тратой времени попытки такого объяснения квантовой механики, которое сделало бы ее доступной для понимания человеком. Достаточно просто использовать ее математический аппарат для предсказаний и построения поверхностных объяснений. Физик Стивен Вайнберг сказал:
«Я не знаю никого, кто принимал бы активное участие в развитии физики в послевоенный период, и чьим исследованиям существенно помогли бы работы философов».
Означает ли кажущаяся неуместность религиозных и философских соображений в современной науке, что железное правило утратило видимость логического парадокса и больше не подвергает цензуре разумные ненаблюдаемые причины для веры? Тогда у нас была бы наука, достойная восхищения не только вследствие своих многочисленных достижений, но и в качестве образца рациональности.
Но мы этого не делаем: даже сегодня железное правило не кажется в полной мере разумным. Говорю сейчас не о той горстке ученых-маргиналов, которые видят, как их Бог явно действует в материальном мире, или пытаются философствовать на пути к теоретическому знанию. Я имею в виду скорее определенную форму рассуждений, которую многие современные ученые, включая самого Вайнберга, восхваляют за ее способность освещать мир природы: отстаивание истинности теории на основании ее красоты.
Железное правило запрещает использование подобных аргументов в официальных каналах научной коммуникации. Следовательно, любой современный исследователь, который верит, что эстетические качества теории могут указать нам путь к истине, должен предполагать, что научный метод умышленно игнорирует нечто, имеющее значительную ценность. В этом случае метод, несмотря на его продуктивность, строго говоря, нарушал бы принципы разума. В следующей главе я более подробно расскажу о «войне» железного правила с красотой, рассматривая ее через призму рациональности. Является ли наше правило иррациональным? Или можно назвать иррациональными скорее тех, кто верит в руководящую силу красоты?
Баланс, красота, симметрия… несмотря на пыль, грязь и разнообразные смерти, Вселенная в значительной степени обладает этими нематериальными и трудноформулируемыми свойствами – благородством структуры и элегантностью тонкой текстуры, или, по крайней мере, большинству из нас хотелось бы так думать. Есть способ, с помощью которого мир, рассматриваемый как эстетическое целое, обретает смысл.
Многие великие мыслители как до, так и после научной революции предполагали, что эта скрытая гармония – ключ к более глубокому пониманию вещей. Найдите закономерности, управляющие внутренними принципами природы, и вы сможете призвать свое чувство меры, свой взгляд на изящество и элегантность, чтобы помочь познать внутреннее устройство и причинно-следственные связи Вселенной. Хорошая теория должна объяснять наблюдаемые факты, но наряду с объяснительной силой красота также должна вести к истине.
И все же, подобно рассуждениям философским и теологическим, эстетические рассуждения полностью и без снисхождения исключаются из официальной научной аргументации, из журналов и выступлений на конференциях, в соответствии с железным правилом. Это крайне важный запрет, ценнейшая часть программы манипулирования, с помощью которой наука превращает обычные человеческие умы в неутомимые машины для эмпирического исследования. Но разумно ли это? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять, насколько эффективным оказалось использование красоты как критерия оценки истинности. А для этого нам следует в очередной раз обратиться к историческим данным.
Созвучие микрокосма и макрокосма – вот самый древний принцип вселенской гармонии, и долгое время он считался основным. Человеческий мир отражает мир физический, утверждая этот принцип; более того, одними и теми же закономерностями могут быть описаны связи между вещами на всех уровнях бытия: физическом, химическом, биологическом, психологическом и теологическом; как на земле среди людей, так и на небесах среди ангелов.
Странное очарование этой концепции – представлений о едином узоре, проявляющемся на всех уровнях мироздания, – все еще ощущается сегодня в увлечении фракталами. Многие примеры этих геометрических фигур содержат внутри меньшие изображения самих себя, которые затем включают в себя еще меньшие копии, и так далее до бесконечности. Взгляните на хорошо известный фрактал – треугольник, описанный польским математиком Вацлавом Серпински в 1915 году (см. рис. 10.1). Вы увидите, что внутри внешней границы треугольника каждый из трех следующих по величине треугольников является точной копией целого. Таким образом, одна и та же треугольная структура повторяется в произвольном масштабе, высоком и низком, макро- и микро-. Не существует самого маленького треугольника в мире: бесконечность все более миниатюрных форм создается простой рекурсией. Это самый элегантный способ воссоздать Вселенную. Когда-то давным-давно рекурсия считалась не просто математическим фокусом, но и секретом, таящим в себе устройство всего мироздания.
Каков основной план нашего мира? Один из ответов на этот вопрос – теория четырех элементов, восходящая к глубокой древности. Согласно этой теории, мир состоит из четырех элементов: огня, воздуха, земли и воды. Человеческое тело также контролируется четырьмя жизненно важными жидкостями: кровью, черной желчью, желтой желчью и слизью. Существует также четыре величайшие добродетели (справедливость, умеренность, стойкость и благоразумие), четыре евангелиста, четыре буквы в имени бога (по-латыни Deus), четыре времени года, четыре главных ветра, четыре стороны света и четыре возраста человека (детство, отрочество, взрослая жизнь и старость). Одна и та же четырехчастная конфигурация воспроизводится на всех уровнях, от устройства макрокосмоса и движения небесных тел до физического и морального облика человеческих существ, их истории и религии.
Рисунок 10.1. Треугольник Серпински
В основе же самих элементов также лежит четырехчастный принцип еще более общего рода. Есть четыре физических атрибута – горячее и холодное, влажное и сухое, – которые встречаются в смешанном виде в каждом из основных четырех элементов: огонь горячий и сухой, как лето и юность; вода холодная и влажная, как зима и старость.
Это видение универсальной четырехсторонней гармонии ярко выражено на диаграмме, которой средневековый английский монах Биртферт (ок. 970 – ок. 1020 годов) завершил свой трактат об определении даты Пасхи (см. рис. 10.2). Углубившись в диаграмму, вы можете пронаблюдать еще больше проявлений четырехчастной структуры: например, начальные буквы четырех областей (Анатол, Дисис, Арктон, Месембриос), как указывает Биртферт, пишутся как Адам, имя первого человека и первого искателя знаний.
Такого рода структурами щедро усеяна вся история человеческой мысли, и корни этих структур прорастают повсюду, равно отбрасывая тени на небо над головой и внутреннее строение самого человека. Швейцарский мыслитель эпохи Возрождения Парацельс (1493–1541) видел соответствие небесных тел частям человеческого тела: Солнце, по его мнению, соответствует сердцу и золоту; Луна – мозгу и серебру; Венера – почкам и меди; и так далее.
Исаак Ньютон жадно впитывал все тайны подобного рода, какие только мог раскрыть, его воображение было захвачено идеей о мире, его химии, истории и мифотворчестве как реализации великого космического плана (см. рис. 10.3). Экономист Джон Мейнард Кейнс, выкупивший множество работ Ньютона по алхимии на аукционе 1936 года, ярко отразил этот аспект мировоззрения Ньютона (намекая на интерес Ньютона к древней мудрости):
«Он смотрел на Вселенную и все, что в ней есть, как на загадку, на тайну, которую можно и должно разгадать, применив чистую мысль к определенным свидетельствам, неким мистическим ключам, которые Бог заложил в мире, чтобы позволить эзотерическому братству заняться своего рода философской охотой за сокровищами. Он верил, что эти ключи можно было в некотором количестве обнаружить в устройстве небес и строении элементов… но также часть этих ключей содержалась в определенных документах и традициях, переданных братьями по непрерывной цепочке, восходящей к первоначальному загадочному откровению в Вавилонии. Он рассматривал Вселенную как криптограмму, сотворенную Всемогущим».
Рисунок 10.2. Диаграмма Биртферта. Четыре стихии – это
Это своего рода магическое, религиозное, мистическое мышление, и оно же – мышление эстетическое, использующее чувство красоты и структуры для расшифровки загадок космоса.
Рисунок 10.3. Набросок Ньютона (скопированный с алхимического текста) о тайнах философского камня
Однако это не самый эффективный вид мышления. Нумерология Биртферта впечатляет, но никак не служит познанию мироздания. Железное правило исключает такие методы из научной аргументации.
Однако сейчас мы увидели лишь единичный пример эстетической оценки, применяемой в качестве метода исследования. Прежде чем делать обобщения о достоинствах и недостатках подобных методов, мы должны рассмотреть еще несколько случаев.
В 1821 году Уильям Шарп Маклей, британский правительственный чиновник и увлеченный энтомолог, опубликовал исследование насекомых, в котором выдвинул новую систему классификации жизни: квинарианскую. Свое название она получила от латинского слова, обозначающего цифру пять, и в этом числе заключалась ее суть. Каждый биологический таксон – птицы, жуки, большие кошки, – по мнению Маклея, состоял из пяти подгрупп, а каждая из этих подгрупп – из еще пяти подгрупп, и так далее вплоть до отдельных видов.
Рисунок 10.4. Верхний уровень квинарианской классификации птиц (Aves) Николаса Эйлварда Вигорса. Сходство обнаруживается между соседями внутри круга (например, Conirostris и Scansores в верхнем круге) и там, где соприкасаются отдельные круги (например, Scansores и Falconidae). В круге хищных птиц заполнены только три позиции; это указывает на существование двух неоткрытых таксонов с соответствующим родством с Strigidae, Vulturidae и Gruidae (то есть совами, грифами и журавлями)
Расположив любые пять родственных групп по кругу, как показано в классификации птиц на рисунке 10.4, Маклей смог сформулировать ее дальнейшую структуру. Группа разделяла то, что Майлей назвал «сходством» со своими ближайшими соседями по кругу, порождая таким образом множество общих черт, а там, где соприкасались сами, наблюдалось сходство между членами групп по обе стороны. В случаях, когда группа содержала менее пяти подгрупп, как, например, хищники (в правом верхнем углу рисунка 10.4), сторонники этой идеи делали смелое предположение: в итоге будут найдены новые таксоны, которые заполнят эти лакуны.
Рисунок 10.5. Квинарианская классификация Insessores по Вигорсу, группа, представленная в верхней части диаграммы на рисунке 10.4. Здесь показана детализированная и углубленная структура верхнего круга диаграммы
Повторение принципа квинарианской классификации создает структуру, подобную фракталу. Рассмотрим, например, диаграмму на рисунке 10.5, на которой более подробно показаны фрагменты рисунка 10.4. Вы увидите не только пять подгрупп, показанных на рисунке большего масштаба; то и то, что каждая из этих подгрупп сама по себе разделена еще на пять подгрупп. В результате существования этой пятичастной структуры вся жизнь воплощается в виде некоторой грандиозной структуры, показанной на рисунке 10.6 и напоминающей треугольник Серпински с рисунка 10.1.
Геометрию квинарианской классификации и сходство соседних групп Маклей объяснял следствием своеобразного процесса ветвления, который порождает саму жизнь:
«Природа, как мне показалось, разветвилась в животном мире… самым изящным и правильным, хотя и замысловатым образом, который можно сравнить с теми зоофитами, которые разветвляются во всех направлениях, но крайние волокна которых образуют своим соединением тончайшие кольцевые сетки».
Зоофиты – это растениеподобные животные, например кораллы или морские лилии; Маклей представлял себе квинарианский узор как поперечный срез некоего растения, которое снова и снова ветвится в пять сторон. Он не думал о ветвлении как некоем историческом процессе; это был скорее абстрактный математический шаблон, которому живой мир должен был вынужден соответствовать.
Существование предполагаемой пятичастной структуры Маклея и, таким образом, фундаментального принципа, управляющего животным и растительным миром, опирается в первую очередь на человеческое чувство красоты, неизбежно тянущееся навстречу пятисторонней симметрии, которую сторонники квинарианской системы разглядели во всем многообразии жизни. Неужели железное правило, игнорируя значимость этого эстетического чувства, тем самым подрывает нашу способность к открытиям?
Рисунок 10.6. Вложенная структура квинарианской системы, показанная схематично. Сравните с рисунком 10.1
Некоторое время квинарианская система Маклея была чрезвычайно популярна в Британии. Многие натуралисты в конце 1820-х – начале 1830-х годов пытались обосновать характерную повторяющуюся пятистороннюю структуру в своих собственных таксономических справочниках. Одним из таких последователей Маклея был молодой Чарльз Дарвин, написавший более 80 страниц в труде о трансмутации, пытаясь примирить квинарианскую систему собственным представлением об эволюционных изменениях. Ветвящаяся структура, созданная дарвиновским «происхождением с модификацией», естественно, привела бы к созданию чего-то, включающего круговой аспект рисунка 10.6, как заметил Маклей, но Дарвин был поставлен в тупик жестким правилом пяти элементов. Почему ветвление всегда происходит в пяти направлениях, а не, скажем, в четырех или шести? Он попытался объяснить это деление процессом адаптации к окружающей среде, но в конце концов сдался, написав в своих заметках: «Число пять для каждой группы – абсурд».
Весной 1838 года квинарианство начало стремительно утрачивать свои позиции. Более тщательное изучение этой классификации показало, что пятисторонняя структура часто была навязана путем повышения или понижения отдельных групп до уровней, к которым они на самом деле не принадлежали, и прочей подгонки реальности под гипотезу. Осуждая квинарианство, влиятельный натуралист Хью Эдвин Стрикленд призвал своих коллег…
Рисунок 10.7. Древо жизни по Дарвину. Классификация птиц Макса Фюрбрингера, составленная в 1888 году, не отражает ни одного фиксированного пятеричного разветвления, характерного для квинарианской системы. Слева вид всего дерева; справа – поперечное сечение, неправильность которого можно сравнить с симметрией рисунка 10.6
«…изучать природу просто такой, какая она есть, – следовать за ней сквозь дикую роскошь ее разветвлений, вместо того чтобы обрезать и искажать дерево органического сродства до формальной симметрии подстриженного тиса».
После публикации книги Дарвина «Происхождение видов» в 1859 году стала ясна причина этой «дикой роскоши»: новые виды организмов эволюционируют не вследствие реализации некоего универсального математического императива, а для того, чтобы воспользоваться преимуществами окружающей среды или защититься от ее опасностей. Друг Уильяма Уэвелла, ученый Джон Гершель, несколько иронично назвал естественный отбор «законом хитроумия». Он был прав: хитроумие естественного отбора, обретение новых признаков и отбрасывание прежних под влиянием сиюминутных обстоятельств, приводит к чудесным преобразованиям, но при этом создает структуру, которая выглядит достаточно беспорядочно с геометрической точки зрения, хотя и очень привлекательно для любителей «непричесанной» природы (рис. 10.7).
Квинарианская система, как и правило четырех факторов Биртферта, была метафизической фантазией. Сейчас ее можно рассказывать в виде басни со следующей моралью:
Шотландский натуралист сэр Д’Арси Вентворт Томпсон (1860–1948) говорил:
«Я знаю, что при изучении материальных вещей число, порядок и положение являются тройным ключом к точному знанию; эти три элемента в руках математика помогут отпереть дверь, за которой скрываются тайны Вселенной».
«Материальные вещи», по мнению Томпсона, включали в себя растения и животных, растущих и размножающихся посредством физических механизмов. Разнообразные биологические формы часто порождаются одним и тем же лежащим в основе причинно-следственным механизмом; в таких случаях в разнообразии можно обнаружить скрытое математическое единство – так утверждал Томпсон в своем великом труде 1917 года On Growth and Form.
Рисунок 10.8. Полиприон (вверху слева) превратился в три других вида рыб. Преобразования представляют собой простое растягивание квадратной сетки, наложенной на полиприона; представьте, что он нарисован на резиновом листе, который затем деформируется при вытягивании в одном или нескольких местах и направлениях
Например, изучение форм, которые принимают мыльные пузыри и снежинки, выявило природу скелетных структур многих видов радиолярий, одноклеточных организмов, составляющих значительную долю океанического планктона. Томпсон писал, что физические принципы, которыми описывается рисунок брызг, от упавшего в стакан с молоком камня, также применимы при описании роста кольца щупалец, окружающего гидроидных полипов (ряд из которых является ветвящимися «зоофитами», вдохновившими авторов квинарианской классификации).
В последней и самой известной главе своего труда Томпсон изложил достаточно изящную теорию – своего рода эстетический силовой прием, – позволяющую выявить глубокое сходство между, казалось бы, различными типами телосложения животных. Он показал, что форму рыб-полиприонов можно подвергнуть простым геометрическим преобразованиям, которые неким чудесным образом превращают ее в каждый из трех родственных видов (рис. 10.8).
Далее Томпсон привел еще более впечатляющий пример, продемонстрировав, как он, использовав простую операцию растяжения, превратил заурядную на вид рыбу фугу в биологически родственную, но физиологически совершенно непохожую на нее и довольно экзотическую луну-рыбу (рис. 10.9). Об этом последнем случае Томпсон писал:
«Это легко объясняет, посредством одной-единственной интегральной трансформации… новый поразительный контур во всех его существенных деталях: округлое тело, увеличенные спинной и брюшной плавники и усеченный хвост».
Томпсон предположил, что превращения рыб во всей их простоте и красоте раскрывают некие глубокие истины об их развитии и росте, указывая на единый физический механизм, лежащий в их основе и действующий на родственные виды – не естественный отбор Дарвина, а некий алгоритм, который предшествует естественному отбору и может быть использован естественным отбором. Действительно, преобразования представляли собой «доказательство» того, что «…всеобъемлющий «закон роста» пронизывал всю структуру целиком, и что перед нами предстала некая более или менее простая и узнаваемая система сил».
Рисунок 10.9. Рыба фугу (слева) превратилась в луну-рыбу (справа)
Томпсон полагал, что то же самое верно и для и математически связанных физических форм, которые он выделил в группах ракообразных, крокодилов, копытных и многих других животных.
В отличие от своих представлений о радиоляриях и гидрозоях, здесь он не предлагал какого-либо конкретного физического механизма в качестве объяснения этих законов роста. Однако его взгляды позволяли ему делать конкретные прогнозы. Он правильно предсказал, что известные в то время предшественники человека – Homo erectus и неандертальцы – не будут образовывать «прямую линию происхождения», а скорее окажутся ответвлениями некоего дерева, в котором современные люди также будут не более чем еще одной ветвью (хотя и единственной сохранившейся до наших дней). Он определил вероятные формы цепочки переходных окаменелостей, связывающих одну из первых птиц, археоптерикса, с его более поздним потомком, а также смог употребить свои математические методы, чтобы предсказать форму отсутствующей части подвздошной кости динозавра камптозавра (верхняя часть таза) путем экстраполяции, использовав еще одно из своих математических преобразований и применив в качестве основы уже известную форму подвздошной кости динозавра стегозавра (рис. 10.10).
Рисунок 10.10. Реконструкция раздробленной подвздошной кости камптозавра. Вверху слева: окаменелая подвздошная кость, проанализированная О. С. Маршем, без передней части. Вверху справа: реконструкция Марша, кость получает острое, зубчатое завершение. Слева внизу: реконструкция Томпсона (нижняя сетка), основанная на математическом преобразовании той же кости у стегозавра (верхняя сетка). Рисунок 10.10 (2-я часть): более полная подвздошная кость камптозавра, демонстрирующая превосходство реконструкции Томпсона над реконструкцией Марша
Рисунок 10.10
Теперь мы знаем, что законы роста – это не простые физические принципы, как предполагал Томпсон, а скорее результирующая запутанных механизмов генетики развития. Однако даже в этих рамках преобразования Томпсона, по мнению многих биологов, являются частью решения одной из величайших загадок, возникающих в связи с эволюцией сложной жизни.
Как возникла настолько необычная форма тела, как у обыкновенной луна-рыбы (рис. 10.9)? У нас нет никаких других идей, кроме предположений Томпсона. Начиная с предка, внешне мало отличающегося от рыбы фугу, естественный отбор, должно быть, одновременно корректировал многие крупные черты, чтобы получить в итоге характерное телосложение луна-рыбы (и характерный размер: зрелая луна-рыба может весить до 2,5 тонн). Если бы каждый из этих признаков определялся отдельным набором генов, такая синхронная адаптация была бы чрезвычайно трудной, если не невозможной: поскольку естественный отбор действует на случайные вариации, ему пришлось бы ждать случайного совпадения многих независимых мутаций, чтобы сделать хотя бы один шаг по пути к конечному виду.
Открытия Томпсона, однако, приводят нас к более стройной концепции, согласно которой достаточно разные физиологические особенности, такие как строение тела рыбы фугу и луна-рыбы, являются на самом деле следствием довольно небольших генетических различий, которые, по сути, управляют «кнопками» на «панели управления» ростом, создавая эффект своего рода кривого зеркала. Таким образом, всего одной или пары мутаций может быть достаточно, чтобы чуть-чуть повернуть шкалу в сторону луна-рыбы. Серия же подобных событий в среде, благоприятствующей образу жизни луна-рыб, открывает путь к дальнейшей эволюции этих огромных, странных существ, и здесь проследить влияние естественного отбора не так уж и трудно.
В более общем плане, способность незначительных изменений в генетике живого организма провоцировать радикальные изменения в его физиологии позволяет естественному отбору легко задавать многочисленные альтернативы исходному плану строения тела, альтернативы, которые часто бывают крайне странными, но иногда оказываются исключительно выгодными. Многие биологи-эволюционисты полагают, что если бы такой способности не существовало, сложные формы жизни не смогли бы развиться вовсе. Земле пришлось бы довольствоваться радиоляриями и полипами, а то и вовсе простейшими одноклеточными.
Прозрения Томпсона были основаны, как он с гордостью признавал, в первую очередь на его благоговении перед красотой и правильными формами. Таким образом, культивируемая правильным образом и применяемая в нужном месте забота о математической простоте и элегантности вполне способна принести логичное объяснение в кажущийся хаос биологической науки.
Итак, 1:0 в пользу красоты. Однако, чтобы в полной мере склонить чашу весов в пользу способности эстетического чувства находить истину – и, следовательно, твердо доказать иррациональность презрения железного правила к красоте, логическое уродство, которое сделало современную науку столь сложной и труднопостижимой, – нам следует обратиться к физике.
«Гораздо важнее придать своим уравнениям красоту, чем привести их в соответствие с экспериментом», – писал английский физик-теоретик Пол Дирак. Красота – это признак того, что теория на правильном пути и что расхождение с экспериментом, вероятно, «связано с незначительными деталями… которые будут устранены в дальнейшем». Красота – это маяк; истина – путь, который указывает этот маяк. Эйнштейн, по словам физика Юджина Вигнера, рассуждал в том же духе: «Единственные физические теории, которые мы готовы принять, – это теории красивые». Похожие мысли можно встретить в популярных работах таких физиков, как Субраманьян Чандрасекар, Дэвид Дойч и Фрэнк Вильчек.
Исторические данные свидетельствуют о том, что они наткнулись на некую важную закономерность. Очевидно, что чувство прекрасного Ньютона не только привлекло его к тайнам древнего знания, но и указало ему путь к простым и строгим расчетам, лежащим в основе кривых, по которым движутся пушечные ядра, планеты и кометы, тем самым раскрывая секреты всемирного тяготения. До него эстетическим рассуждением пользовались Коперник и Галилей, бывшие одними из величайших мыслителей науки, а после Ньютона должно было прийти еще много других. Действительно, в истории физических наук слишком много случаев успешного эстетического рассуждения, чтобы перечислять их даже вскользь, поэтому я ограничусь одним важным эпизодом из новейшей истории физики элементарных частиц. Это укрепит наши аргументы в пользу эффективности красивых теорий, а следовательно, против рациональности железного правила.
История наша начинается в 1931 году, с того, что Джеймс Чедвик подтвердил существование нейтрона. После этого открытия природа основных элементов, составляющих любую материю, казалась наконец установленной. Атомы состояли из ядер, сложенных из протонов и нейтронов, окруженных электронами, а электромагнитное излучение состояло из фотонов, и таким образом существовало всего четыре вида элементарных частиц. Монах Бертферт был бы рад увидеть, что правило четырех обеспечивает плавный переход от античной и средневековой метафизики к физике ХХ века.
Или не вполне плавный: на тот момент предполагалось, что существует еще две дополнительные, пока не открытые, частицы: пион, чья деятельность, как предполагалось, помогает удерживать элементы атомного ядра вместе, и нейтрино, маленькая загадочная частица, возникающая при определенном виде радиоактивного распада. Тем не менее даже Аристотель добавил в свою теорию пятый элемент – квинтэссенцию, из которой, как он предполагал, состоят небесные тела. Но тогда почему элементов не может быть шесть?
Но если бы на пятой и шестой элементарных частицах дело закончилось. В 1930-х –1940-х годах физики-ядерщики отправились на горные вершины Америки и Европы. Их цель состояла в том, чтобы подобраться как можно ближе к высокоэнергетическому излучению, проникающему в верхние слои атмосферы Земли из неизвестных источников в космосе, так называемым космическим лучам. Там их ожидало ошеломляющее зрелище. Когда космические лучи сталкивались с молекулами воздуха, то создавали нечто, чего никто никогда раньше не видел: совершенно новые частицы, такие как мюон, каон и таинственная лямбда.
Затем, с появлением и развитием сложных ускорителей частиц, таких как Космотрон в Брукхейвенской национальной лаборатории, расположенной в ста километрах к востоку от Нью-Йорка, путешествия в горы стали избыточными: странные частицы теперь можно было генерировать в пригородах Лонг-Айленда. Одновременно с этим все более чувствительные детекторы – например, пузырьковая камера, изобретенная в 1952 году Дональдом Глейзером, – делали эти частицы все более заметными. И продолжали появляться все новые виды частиц: кси, сигма, дельта, новые виды пионов и каонов, эта-мезон…
Разнообразие было столь же восхитительным, сколь и ошеломляющим, все больше напоминая изобилие тропических лесов, нежели предполагаемую основу Вселенной. Казалось, что какой-то очень странный биологический закон создает, как выразился Роберт Оппенгеймер, настоящий «зоопарк» частиц. Окажется ли коносамент для фундаментальных единиц реальности больше похожим на современную биологическую таксономию – например, на древо птиц, показанное на рисунке 10.7, – чем на реализацию концепции о четырех первоэлементах? Или кто-то найдет в этом «зоопарке» скрытый порядок и простоту?
Мюррей Гелл-Манн рос в Нью-Йорке, в нищете, в семье иммигрантов из Восточной Европы, которые так и не смогли до конца воплотить в жизнь американскую мечту. Уже в раннем возрасте его признали вундеркиндом. Он окончил школу гораздо быстрее своих сверстников и уже в 15 лет поступил в Йель. Шел 1944 год, и большая часть Йельского кампуса была отдана под военную подготовку. Археология и лингвистика были главными интересами Гелл-Манна в то время, но его суровый и требовательный отец настоял, чтобы сын изучал что-то практически полезное – если не инженерное дело, то хотя бы физику. И пока все вокруг были поглощены мировой войной и торжеством американского оружия, 15-летний подросток погрузился в тонкую гармонию мира природы.
Впереди его ждало множество далеко идущих открытий: благодаря своему чутью на скрытую красоту Гелл-Манн стал одним из самых выдающихся физиков ХХ века. Он получил докторскую степень в 1951 году, как раз в тот момент, когда ворота «зоопарка» частиц распахнулись и физики застыли в ужасе при виде многообразия новых и неожиданных форм материи. Вскоре после этого Гелл-Манн задумался о новом свойстве материи, которое он назвал «странностью». Так, частица может обладать не только определенным электрическим зарядом, но и определенной степенью странности, положительной или отрицательной. Протоны и нейтроны вообще не обладают странностями – или, точнее, их «число странностей» равно нулю. Но некоторые из новых частиц, начиная с лямбды, были действительно странными. («Число странности» лямбда-частицы равно –1.) Когда частицы сталкиваются или распадаются, превращаясь в другие частицы, странность «приблизительно сохраняется»: сумма их чисел странности имеет сильную тенденцию оставаться неизменной до и после столкновения, как если бы любая совокупность материи содержала фиксированное количество странностей, которое можно легко перемещать от частицы к частице, а вот увеличить или уменьшить – очень сложно.
Постулирование странности привнесло в «зоопарк» некоторую дисциплину в виде формулы, связывающей странность частиц с их электрическим зарядом и некоторыми другими известными свойствами. Оно также объяснило загадочно долгое время, которое требовалось лямбда-частице для распада: оказалось, что распад не может произойти без изменения количества странностей в окружающем мире. Это не предотвращает распад полностью, но значительно тормозит, позволяя лямбде задержаться на несколько дополнительных долей наносекунды перед распадом.
Странность была лишь первым из открытий Гелл-Манна о структуре материи. В 1961 году он опубликовал «Геометрическую организацию адронов», класса частиц, который включает протоны, нейтроны и большинство других элементарных частиц. Эта схема распределяла адроны по нескольким различным группам в соответствии с тем, что Гелл-Манн назвал «восьмеричным способом».
Восьмеричный способ можно представить как организацию заданного набора из восьми частиц – «октета» – в таблице, где строки соответствуют номеру странности частиц, а столбцы – их электрическому заряду (рис. 10.11). В октетах существует глубокая симметрия, которую невозможно отобразить на бумаге – для этого нужно гораздо больше, чем два пространственных измерения, – но которая при этом математически закодирована в так называемой группе симметрии SU (3). Достаточно сказать, что в глазах Гелл-Манна и других физиков-теоретиков такое расположение частиц несло в себе некую формальную красоту, математическую правильность, которая полностью соответствует порядку, отображаемому в квинарианской системе или на диаграмме Бирхтферта.
Через пару лет Гелл-Манн пришел к выводу, что его октеты вместе с «декуплетом» из 10 более экзотических частиц указывают на более глубокий организующий принцип в природе. Точно так же, как сложная структура диаграммы Бирхтферта генерируется квартетом – горячий, сухой, влажный и холодный – а структуры приверженцев квинарианской системы генерируются повторяющейся пятикратной симметрией, так и октеты и декуплеты были порождены принципом трех элементов, триплетов, называемым «фундаментальным представлением» SU(3). Гелл-Манн ухватился за эту троичность, выдвинув гипотезу о том, что все частицы в октетах и декуплетах были построены из более фундаментальных частиц, кварков, которых существовало три вида: верхние, нижние и странные (вместе с их «античастицами»). Протон, например, состоит из двух «верхних» кварков и одного «нижнего» кварка, в то время как положительный пион состоит из одного «верхнего» кварка и одного «нижнего» антикварка. Некогда уникальная лямбда-частица оказывается ничем иным, как объединением верхнего кварка, нижнего кварка и (конечно же) странного кварка.
Рисунок 10.11. Октет Гелл-Манна, содержащий протон и нейтрон. Строки имеют одинаковое значение странности; столбцы имеют одинаковое значение заряда. В центре находится лямбда-частица, обозначенная Λ0
Погоня за красотой привела к истине: почти все современные ученые признают реальность кварков (которых, как теперь выясняется, существует шесть видов: три гелл-манновских и еще три гораздо более крупных). Однако в 1961 году Гелл-Манн уже не мог отстаивать восьмеричную систему только из-за очарования ее симметричности, лишь ради утоления своей жажды прекрасного. Нужны были веские доказательства. Частью этого доказательства была способность теории объяснить наблюдаемые свойства многочисленных частиц; еще лучше подошло бы новое предсказание, впоследствии подтвержденное наблюдением. С эмпирической, а не с эстетической точки зрения, это было бы признаком установленной истины.
В июле 1962 года на конференции в ЦЕРНе, в Швейцарии, было объявлено об открытии двух новых частиц кси: [зн] и [зн]. Гелл-Манн, сидевший в тот день в аудитории, понял, что новые частицы, наряду с семью ранее известными, заполнят все лакуны, кроме одной, в потенциальном декуплете из 10 частиц, показанном на рисунке 10.12. Подобно квинарианцам, которые ввели дополнительные семейства рапторов для завершения своих элегантных пятиступенчатых таксономических кругов (рис. 10.4), или Д’Арси Томпсону, который вывел структуру отсутствующей части бедренной кости камптозавра, чтобы сохранить простоту и непрерывность своих геометрических преобразований (рис. 10.10), Гелл-Манн предположил, что эта дополнительная частица должна существовать для того, чтобы поддерживать красоту восьмеричного принципа. Во время дискуссии он неторопливо подошел к доске, нарисовал декуплет с его наводящим на размышления промежутком, а затем заполнил этот пробел, смело предсказав существование новой частицы с определенным зарядом, странностью и массой, омега-минус – названной так потому, что омега – последняя буква греческого алфавита, что в метафорическом плане должно было отражать завершение схемы.
Рисунок 10.12. Декуплет, который должен быть завершен частицей, заполняющей серую зону в левом нижнем углу, то есть отрицательно заряженной частицей с числом странности –3. Гелл-Манн предсказал существование такой частицы: омега-минус
Рисунок 10.13. Важный аргумент для научного спора: характерная сигнатура частицы омега-минус. Слева – фотография дорожек пузырьковой камеры, регистрирующих траектории различных частиц, образующихся в результате столкновения протона с каоном. В пузырьковой камере обнаруживаются только электрически заряженные частицы; нейтральные частицы невидимы, и поэтому необходимо определять их траектории. Справа приведена схема важнейших элементов изображения (с предполагаемыми траекториями нейтральных частиц, показанными пунктирными линиями). Каон (K- под номером 1 на схеме) входит в нижнюю часть. Сама омега-минус (Ω- под номером 3) существует лишь короткое время, прежде чем распадется на предполагаемую частицу xi (Ξ0) и отрицательный пион (π- под номером 4)
Недостающая частица была обнаружена на Лонг-Айленде в 1964 году, благодаря синхрофазотрону с переменным градиентом. Ее удалось увидеть в большой новой пузырьковой камере Брукхейвенской национальной лаборатории. Это было именно то, чего требовало железное правило: эмпирическая проверка. Гелл-Манн предсказал омега-минус, и, конечно же, она – или, скорее, характерная для нее сигнатура пузырьковой камеры, показанная на рисунке 10.13, – была замечена. Мюррей Гелл-Манн получил свою Нобелевскую премию.
Я хочу обратить ваше внимание на нечто довольно необычное, происходящее за пределами этой потрясающей картины открытий. Гелл-Манн неоднократно заявлял о своей верности платоновской заповеди о том, что истина и красота неразрывно связаны, заявив, например, в неформальной беседе, что красота, простота и элегантность являются «главным критерием выбора правильной гипотезы». Однако он, опять-таки, не обращался к этому критерию в своих официальных публикациях о восьмеричной системе, как и его коллеги-физики. Пролистайте страницы журналов Physical Review или Physics Letters: там вы не найдете ни призывов к использованию красоты как доказательного критерия, ни аргументов, основанных на изяществе или очаровании теории, хотя авторы, возможно, втайне надеются, что вкусы читателей сойдутся с их собственными. Причина заключается все в том же железном правиле, заставляющем учитывать только эмпирическое тестирование.
Космолог Брайан Грин кратко резюмирует это следствие узкого видения железного правила в своей книге «Элегантная Вселенная»[2]. Хотя физики «делают выбор и выносят суждения о направлении исследований, в котором следует использовать частично завершенную теорию», которая иногда «основана на эстетическом чувстве – чувстве того, что теории обладают элегантностью и красотой структуры наравне с миром, который мы воспринимаем», тем не менее…
«…эстетические суждения не могут влиять на решения в научном дискурсе. В конечном счете о теориях судят по тому, как они проявляют себя при столкновении с… неопровержимыми экспериментальными фактами».
Это острая характеристика неловкости бытия ученого, любящего элегантность, в соответствии с железным правилом: в своих личных размышлениях он позволяет изяществу и красоте теории убедить его в ее истинности, но не может использовать эти аргументы при убеждении других. Подобно Уэвеллу, лишенному права теологически рассуждать в своей научной работе, ученый-эстет не может публично – или, по крайней мере, официально – обратиться к своим самым сокровенным источникам прозрения.
Есть ли в этом смысл? С практической точки зрения, безусловно: запрет на споры об эстетике вынуждает всех ученых, вне зависимости от того, насколько они влюблены в красоту, вкладывать свою энергию, если уж не страсть, в предсказание и генерирование эмпирических проверок. Но соответствует ли научная аргументация, проводимая в соответствии с таким предписанием, правилам логики? Нет, она представляет собой категорический отказ от полезной информации. Таким образом, вопрос заключается в том, насколько ценными в конечном счете являются эстетические соображения.
Еще раз обратимся к истории. С одной стороны, идея о том, что микрокосм отражает макрокосм, оказалась совершенно тупиковым тезисом. Однако исходная идея была не такой уж и глупой: исходя из того, что знали люди в 1600 году, Бог, вероятно, должен был получать огромное удовольствие, повторив свое творение в соответствии с одним и тем же планом в любом масштабе. Ньютона нельзя критиковать за то, что он колебался между экспериментом и интерпретацией. Но, в конце концов, если отбросить красоту фракталов, оказалось, что поиск глубоких параллелей между великим и малым ничего действительно ценного нам не дает. То же самое верно и для пифагорейского подхода квинарианцев. Вслед за Дарвином стало ясно, что универсальной формальной структуры в организации видов не существует, реален же только закон беспорядка Гершеля.
С другой стороны, существуют и успехи эстетического подхода: математические преобразования типа изменений телосложения Д’Арси Томпсона, восьмеричная структура Гелл-Манна и его система кварков, а до них – еще ряд открытий в математической физике, химии и других науках. Неудачи достигают эпических масштабов, но и успехи слишком важны, слишком часты и слишком примечательны, чтобы их игнорировать.
Поэтому научное исследование должно непредвзято относиться к эстетическим соображениям. Оно должно позволять красоте во всех ее формах служить руководством в соответствии с наблюдаемыми фактами. По мере продвижения следует вести своего рода «журнал оценок», ранжируя различные стили эстетического мышления в соответствии с их успехами и неудачами в различных областях научных исследований. Может показаться, что поразительные симметрии чрезвычайно важны в фундаментальной физике, и иногда – в физиологии, но почти бесполезны в биологической таксономии. Зацикленность на простой арифметике – как это проявляется в древнем законе четырех, изображенном на диаграмме Бирхтферта, или пяти, лежащем в основе квинарианской системы, – может оказаться полной бессмыслицей. Создатель Вселенной, похоже, не такой уж математик. Со временем наука могла бы научиться отличать нумерологическую метафизику системы четырех элементов и ей подобных от тонкого и аккуратного внимания к порядку и симметрии, которое привело нас к теории кварков.
Железное правило, однако, не следует по этому разумному пути. Оно болезненно простодушно, и совершенно не заинтересовано в проведении сложных различий; оно полностью исключает эстетические рассуждения, отвергая хорошее наряду с плохим.
Предположим, вам вручают конверт. Вы знаете, что, скорее всего, в нем содержится ценная, или даже решающая информация, необходимая для реализации ваших целей. Откроете ли вы его? Если в нем упоминается эстетика, железное правило заставляет выкинуть этот конверт. Это нелогично, неразумно и нерационально.
Научный рационалист, подобный Попперу, мог бы рассматривать железное правило с его превознесением эмпирической проверки как блестящий инструмент разума, устраняющий назойливую теологию, беспомощную философию и сентиментальную слабость к красоте – возможно, не безболезненно, но с неумолимой логикой, которой никто не мог бы справедливо противостоять. Я, напротив, считаю, что неуклюжая операция, проводимая правилом, нарушает принципы рациональности. От кое-чего из того, что она устраняет, нам следовало бы избавиться, но порой эта тенденция заходит слишком далеко, причем особенно упрощенным и бездумным образом: она налагает полный запрет на все формы неэмпирического мышления, независимо от того, насколько они логичны, независимо от их практической полезности, независимо от того, насколько хорошо они работают совместно с эмпирическим наблюдением. Железное правило воздействует на человеческую мысль не хирургическим скальпелем, а тесаком мясника.
Прогресс, достигнутый благодаря этой борьбе, невозможно отрицать. Железное правило может привносить иррациональность в научную аргументацию, но это стратегически блестящая иррациональность, заставляющая людей яростно исследовать эмпирические тонкости, что делает современную науку столь грозной машиной для производства знаний.
Впервые читая «Структуру научных революций» Куна, я уделил слишком много внимания перечисленным революциям и пропустил то, что в книге было действительно важным: предположение о том, что наукой, высшим достижением рационального мышления, движет своего рода узость или слепота. Эту мысль я заметил только во время второго чтения – в поезде где-то между Филадельфией и Нью-Йорком, до сих пор помню этот момент, – тогда я взглянул на эту книгу совершенно по-новому.
Кун ошибался насчет парадигм. Личное мышление ученых не замкнуто, не ограничено, как он предполагает. Что ограничено на самом деле – так это официальная речь ученых, лишенная философии, религии и красоты, и эти ограничения, в значительной мере иррационально узкие, имеют тот же эффект, который Кун объяснял господством парадигмы: запуск яростного, упорного и требовательного поиска возможных объяснений, который порой невозможен в принципе, учитывая слабости нашей психологии. Вся эта смесь в одном флаконе – потрясающий парадокс, урок смирения и напоминание о том, что люди – очень интересные существа.
Когда-то между людьми прошлого и современной наукой стоял, по-видимому, огромный логический барьер. Железное правило, первая заповедь науки, выглядело чем-то противоестественным; осознавая его порочность, искатели знаний не видели причин применять железное правило на практике; не видя его в действии, они не могли иметь представления о его силе. Если человечество собиралось получить вакцины, электродвигатели, беспроводные коммуникаторы – источники здоровья, двигатели промышленности, новые способы коммуникации, – что-то из ряда вон выходящее должно было разрушить этот барьер. Исключительная личность Ньютона, его инстинктивное стремление к разделению на части были подходящим видом эксцентричности. Но он не смог бы прорваться к вершинам в одиночку. Так обратимся же к более масштабной истории о внезапной смене взглядов в Западной Европе XVII века.
Посмотрите на ашельское рубило – одно из древнейших изобретений человека (рис. 11.1). Более миллиона лет Homo erectus и его потомки использовали этот инструмент для разделки животных, соскабливания и нарезки шкур, рубки древесины, выкапывания корней и многого другого.
Рисунок 11.1. Ашельское рубило (вид спереди и сбоку)
Рисунок 11.2. Мустьерские орудия труда: (слева направо) скребок с выпуклой стороной, наконечник копья Леваллуа, наконечник копья, косой скребок
Если бы в тот момент на нашу планету прилетели антропологи из другой звездной системы, то, скорее всего, предположили бы, что инструменты тех людей так никогда и не изменятся. То, что работало миллион лет, будет работать и дальше: ашельские топоры навсегда станут стандартным оборудованием для разумной жизни на Земле.
Но все пошло совершенно иначе. Около 300 000 лет назад в Европе появилась значительно более совершенная технология обработки камня – так называемые мустьерские топоры, скребки и наконечники копий (рис. 11.2). Что послужило причиной этого внезапного нововведения? Существовал ли в те времена свой Ньютон, гений-затворник, обитавший в пещерах, который увидел возможность перейти от ашельского к мустьерскому способу обработки камня, несмотря на то что и прежняя технология неплохо работала?
Археологические данные дают несколько иной ответ: мустьерская технология появилась вместе с эволюцией совершенно нового вида – неандертальцев. К этим невысоким людям с характерными нависающими бровями долгое время относились как к архетипическим пещерным людям – не владеющим речью примитивным носителям дубинок. Однако чем больше мы узнаем о них, тем менее правдоподобной оказывается эта картина. Состав ДНК неандертальцев примерно на 99,7 % совпадал с ДНК современного человека, и в придачу они были настоящими людьми во многих гораздо более важных отношениях: у них уже были язык, искусство, ритуалы и сложные техники охоты. Переход от
Мустьерские орудия впервые появляются в археологических записях примерно 300 тысячелетий назад. Острейший, тончайший, изощреннейший инструмент человечества – современная наука – появился чуть более 300 лет назад. Ее запоздалый дебют ставит перед нами тот же вопрос, что и появление мустьерских орудий: почему после столь длительного застоя произошел столь внезапный прорыв?
В случае с наукой эволюция ни при чем. Строение человека никак не изменилось в XVII веке. Как бы ни создавалась современная наука, это делалось с помощью тех же мозгов, которыми человеческая раса обладала на протяжении десятков тысяч лет. Кроме того, это делалось посредством давно известных инструментов, которые были частью человеческого арсенала знаний за много веков до появления науки: философии, логики и математики, систем мер и весов, верховенства закона и разделения труда. Очевидно, ничто из этого само по себе не было достаточным для того, чтобы вызвать научную революцию. Должно быть, пожар разгорелся из-за чего-то другого.
Если в «Машине знаний» правильно описана работа современной науки, то решающим нововведением научной революции стало железное правило объяснения. Сужение дискурса, декларируемое этим правилом, равносильно требованию вопиющей иррациональности – требованию, которое долгое время представляло собой непреодолимый барьер на пути готовности человечества принять железное правило на вооружение. Таким образом, остается один вопрос о появлении современной науки, который важнее любого другого: как иррациональность железного правила внезапно перестала пугать людей и начала их привлекать?
В 1517 году Мартин Лютер вывесил свои «Девяносто пять тезисов» на дверях церкви в Виттенберге, Германия, немедленно и решительно порвав с католической церковью, институтом, который в течение тысячи лет управлял религиозной жизнью в Западной Европе. В том же веке в Италии такие художники, как Пьеро делла Франческа и Леонардо да Винчи, разработали понятие перспективы и изобразили человеческую форму новыми и более натуралистичными способами, в то время как по всей Европе ученые, строители и писатели отвергали средневековые модели в пользу литературы и архитектуры античных Греции и Рима.
Возможно, самой радикальной из всех этих попыток перестроить и переосмыслить высшие формы человеческой деятельности были усилия философов. Рене Декарт писал: «Я понял, что это было необходимо, чтобы поставить человеческое знание на прочную основу… снести все полностью и начать заново прямо с фундамента». Этими словами он иллюстрирует то, что сильнее всего волнует мыслителей эпохи Возрождения и раннего Нового времени: неприятие преобладающего интеллектуального авторитета, и прежде всего – авторитета Католической церкви вместе с признанным ею философом Аристотелем, а также проистекающая из этого неприятия решимость строить все с нуля, исходя из внутренних достоинств гипотез, не уделяя особого внимания тем из них, чей авторитет поддерживался лишь громкими именами авторов или догматикой церкви. Не только Декарт, но и все великие философы XVII века – среди них были Томас Гоббс, Г. В. Лейбниц и Барух Спиноза – целиком посвятили свои жизни созданию новых философских систем.
Одна из этих систем отвергала саму философию. К XVII веку натурфилософы уже две тысячи лет бились над проблемой структуры мира, не подлежащей непосредственному наблюдению, но с достаточно переменным успехом. Решив, что пришло время для чего-то совершенно иного, небольшая группа мыслителей сделала смелую ставку на узкоэмпирическую форму исследования. Я, конечно, имею в виду таких людей, как Галилео Галилей, Роберт Бойль и Исаак Ньютон, а также возглавляющего оппозицию Фрэнсиса Бэкона, который в 1620 году столь решительно отверг метафизику Аристотеля в пользу стратегии оценки теории исключительно по ее способности объяснять наблюдаемые факты: «Новое начало должно быть заложено на основе самых элементарных утверждений».
Таким образом, именно так представление о том, что «имеют значение только эмпирические данные», вошло в науку XVII века: не потому, что те времена особенно благоприятствовали эмпиризму и, конечно, не потому, что в тот момент модно было противостоять философской или теологической аргументации, а потому, что эти времена были необычайно щедрыми на смелое мышление любого рода. Сад человеческого интеллекта взорвался обилием идей, не имевших во всей предшествующей истории даже своего жалкого подобия. Среди такого огромного разнообразия можно было бы ожидать, что нечто вроде железного правила объяснения расцветет, хотя бы на некоторое время.
На данный момент, обнаружив основные элементы железного правила, изложенные в трудах Бэкона или Бойля, вы могли бы предположить, что появление науки объяснено. На самом же деле сейчас мы только приступаем к объяснению. Господство железного правила, даже однажды сформулированного, вряд ли было предопределено заранее; не было действительно серьезных оснований думать, что оно одержит верх. Одно дело цвести, и совсем другое – процветать. Бэкон изложил некоторые принципы науки, управляемой железным правилом, но не применял их систематически. Галилей и Бойль справились лучше, собрав и объяснив огромное множество количественных данных. Однако идеологически они похожи на Ньютона и Декарта в совершенно равной мере. Бойль много писал о своих экспериментальных исследованиях, но еще больше утверждал, подобно Декарту, что все научные объяснения должны основываться на атомистической модели, объясняющей каждый наблюдаемый факт в терминах «маленьких тел различных форм и способов перемещения». Конкурирующие стили объяснения, прежде всего обращение философов-последователей Аристотеля к «оккультным качествам», были, по словам Бойля, «непонятными». Бойль не был философом-систематиком, однако использовал философскую аргументацию для продвижения того, что считал единственным законным стилем объяснения. И на данном этапе мы все еще очень далеки от объяснительной вседозволенности Ньютона.
Забудьте все то, что вы знаете о дальнейшем развитии истории, и вы сможете легко представить, как к концу XVII века натурфилософия возвращает себе статус-кво, не сильно отличающийся от идеала Аристотеля или Декарта, и обретает статус теории природы, объясняющей качественные и – в некотором объеме – количественные факты, но всегда остается в тщательно продуманных философских рамках.
Почему этого не произошло? Если бы я должен был ответить на этот вопрос всего одним словом, то назвал бы имя Ньютона. Именно он продемонстрировал весь потенциал науки, управляемой железным правилом, с размахом и силой, которые его современники не могли игнорировать.
В таком случае, чем же по факту мы обязаны Ньютону? Было ли это просто удачей, что Ньютон появился в самое подходящее время? Возможно ли, что в 1642 году, после тысячелетий неустанной, но бесплодной игры, великая генетическая лотерея матери-природы сорвала джекпот, собрав несравненный геном Ньютона подобно ряду одинаковых картинок в игровом автомате Лас-Вегаса? Возможно ли, что в исключительно удачный исторический момент правильная последовательность нуклеиновых кислот была собрана воедино, чтобы создать разум, способный по максимуму использовать магию железного правила? Или, возможно, для создания ньютоновского гения требуется нечто большее, чем гены; возможно, требуется правильное сочетание характера, убеждений и опыта? В любом случае, в середине XVII века в сельской местности Линкольншира произошло невероятно удачное стечение обстоятельств, которое сделало научную революцию не только возможной, но и успешной.
Однако пока пазл не складывается. Нельзя сказать, что удача – это удовлетворительное объяснение. Должна существовать какая-то еще причина. В XVII веке, помимо зарождающихся методологических предписаний Бэкона и своеобразного интеллекта Ньютона, присутствовало что-то еще, что делало иррациональность железного правила – его неприятие всех философских, теологических и эстетических соображений в научной аргументации – более терпимой, осмысленной, даже цивилизованной, чем это казалось прежде. Таким образом, ключ к объяснению появления науки состоит в том, чтобы найти этот нейтрализатор изначально отталкивающей природы правила.
Европа, как только вышли в свет «Девяносто пять тезисов» Лютера, разделилась навсегда – новая протестантская вера против старой католической; повсюду вспыхивали религиозные конфликты, ни рядовые горожане, ни правители охваченных религиозным противостоянием земель не могли спать спокойно. Прямое вооруженное противостояние не заставило себя ждать: народное восстание в Германии в 1520-х годах; английские еретики, сожженные на кострах в 1550-х годах; осквернение церквей в Нидерландах в 1560-х годах; полномасштабная война во Франции, продолжавшаяся до самого конца столетия.
Дальше должно было стать еще хуже. В 1618 году протестантская знать Богемии, справедливо опасаясь за свою религиозную свободу, отвергла своего короля – католика Фердинанда – и выбросила его посланников из окна верхнего этажа Градчанского замка в Праге, а затем назначила на его место принца-кальвиниста. Свергнутый Фердинанд вскоре после этого занял пост императора Священной Римской империи, став таким образом правителем разношерстной, но довольно могущественной конфедерации центральноевропейских государств, как католических, так и протестантских. Потом он пошел войной на Богемию, чтобы отомстить. Это были первые сражения Тридцатилетней войны, конфликта, который положил начало короткой, небогатой событиями военной карьере Декарта и одновременно с этим опустошил Европу.
Война началась из-за религиозных разногласий, но вскоре переросла в нечто гораздо большее: войну между династией Бурбонов, правившей Францией, и династией Габсбургов, правившей Испанией и Священной Римской империей; войну, в ходе которой немецкие князья отстаивали свои права против императора Священной Римской империи; войну за захват новых территорий и обогащение наемников и скандинавских правителей. Европа сильно изменилась. Из сложной, изменчивой паутины слабо связанных между собой феодалов, объединенных религиозными убеждениями и династическими браками, она превратилась в мозаику национальных государств, скрепленных чем-то совершенно новым: патриотизмом и национальными интересами. К. В. Веджвуд в своей истории войны написала:
«Термины “протестант” и “католик” постепенно [теряли] свою силу, термины “немец”, “француз”, “швед” [приобретали] нарастающую угрозу. Борьба между династией Габсбургов и ее противниками перестала быть конфликтом двух религий и превратилась в борьбу наций за баланс сил».
Внутри этих национальных государств религия все в меньшей степени играла роль главного организующего принципа:
«Дело было не в том, что вера стала [слабее] в массах; даже среди образованных и спекулятивных людей она все еще сохраняла твердую силу, но стала более личной, по сути, делом между индивидом и его Создателем».
Для гражданских целей теперь имело значение гораздо большее значение то, англичанин вы или француз, а религия стала исключительно личным делом. Когда Вестфальский мир в 1648 году положил конец войне, этому разделению политической и религиозной идентичности было еще далеко до завершения. Но новые организационные принципы были уже понятны интеллигенции и горячо обсуждались ею.
Рисунок 11.3. Жизнь во время Тридцатилетней войны: «Повешение», из «Великих бедствий войны» Жака Калло, 1633 год
Гражданин европейского национального государства конца XVII века должен был жить при двух различных режимах: как последователь своей религии, подчиняющийся воле Божьей, и как гражданин своей страны, подчиняющийся указам монарха или парламента. Если человек не может служить двум господам, то эти две роли – законопослушного гражданина государства и покорного слуги Божьего – не должны противоречить друг другу в том, что они требуют: ни в действиях, ни в мыслях. Закон государства не должен вмешиваться в дела церкви, и закон Божий не должен отменять прерогативы государства: чеканку монет, налогообложение, общественную безопасность, воинскую повинность. Или, как писал Исаак Ньютон, «Законы Бога и законы человека должны быть разделены». Ценой мира в Европе стало постоянное разделение сферы морали на непересекающиеся сферы обязательств, обязательства перед церковью и перед нацией, каждая из которых регулировалась собственными принципами и отдельными системами понятий о долге и справедливом возмездии.
Аристотелю запрет железного правила на философскую и теологическую аргументацию показался бы необоснованным и неоправданным. С точки зрения человека XVII века, напротив, это правило требовало от своих приверженцев не слишком многого: чтобы для его осуществления было зарезервировано специальное интеллектуальное пространство, внутри которого только строго ограниченному набору принципов было позволено управлять ходом рассуждений. Разделение – гражданское и духовное – было в порядке вещей. Когнитивно-логический раздел «железного правила» вполне мог бы показаться ясным, модным, современным. Как только такие радикалы, как Бэкон, изложили основные характеристики науки, управляемой железным правилом, к ним стали относиться серьезнее, чем прежде.
Даже после того, как великолепные открытия, сделанные с помощью узкоэмпирического метода Ньютона, были опубликованы в «Принципах» в 1687 году, не приходилось говорить о том, что его стратегии повсеместно примут другие натурфилософы. В этом случае ньютоновский труд мог бы стоять особняком, возвышаясь над последующими столетиями, как долгое время возвышалась философия Аристотеля, вызывающая восхищение, но не имеющая себе равных. Этого не произошло: мыслители взялись за проект Ньютона, продолжая углублять его основы и расширять диапазон – разрабатывая теории тепла, света, электричества и структуры материи – в тех же строгих рамках, которые использовал сам Ньютон.
Чтобы Ньютону можно было столь эффективно подражать, его преемники должны были не только распознать нечто вроде железного правила, на которое опираются его исследования, но и безоговорочно принять это правило как руководство к действию в собственных работах. Разобраться, возможно, было не так уж сложно; Ньютон помог ученым, добавив свои знаменитые методологические замечания – «Я не выдвигаю гипотез» – ко второму изданию «Начал» в 1713 году.
Однако для того, чтобы мыслитель придерживался железного правила в собственных исследованиях, требовалось найти способ преодолеть вопиющую иррациональность этого правила. Даже тот, кто искренен в своем намерении следовать правилу, может легко вернуться к запрещенным способам мышления в тех случаях, когда они кажутся ему уместными и убедительными – как, например, Бойль, выступавший за атомизм за годы до Ньютона.
Нравственно разделяющий настрой того времени, должно быть, помог последователям Ньютона придерживаться своего решения. Но даже когда работа Ньютона стала объектом всеобщего восхищения, появилось кое-что еще, что, несомненно, оказалось в конечном счете еще более полезным: признание необходимости разделения между публичными спорами в официальных каналах научной коммуникации, должным образом контролируемых железным правилом, и частным мнением, в котором философия, теология и красота являются неотъемлемыми элементами, дающими ученому полную свободу действий. У самого Ньютона такого разделения нет; насколько мы можем судить, он применил изречение о том, что «важны только эмпирические данные», как к своим внутренним размышлениям о математической физике, так и к опубликованным заявлениям – такова была его необычная личность, методы разделения и изолированности, подобные спаррингу нескольких персонажей в великой драме исследования. Однако тем, кто обладает более заурядным умом, было бы гораздо легче придерживаться железного правила, если бы его применение требовалось только в спорах, а не во всем образе мышления целиком. Таким образом, после Ньютона внедрению железного правила в огромной степени способствовало то, что оно ограничило свою сферу применения и борьбу против субъективности и неэмпирических аргументов научными журналами и публичными выступлениями, оставив частные рассуждения неограниченными, – добровольно установленное ограничение силы правила, которое является неотъемлемой частью современной науки, как мы ее понимаем.
Следовательно, объяснение появления науки должно учитывать то, что железное правило ограничивает свое внимание только публичными аргументами. Полная история этого решения длинна и сложна и все еще разворачивается по мере того, как развиваются стандарты научной объективности и методы «стерилизации». То, что члены Королевского общества задумали свой домашний журнал, основанный в 1665 году, как раз в то время, когда Ньютон начал размышлять о природе гравитации и света, несомненно, сыграло свою роль. Но это само по себе не объясняет создания в сознании ученого личного пространства, куда никакие правила не смеют вторгаться. Однако в знаменитом кризисе XVII века мы можем разыскать условия, благоприятствовавшие этому последнему шагу в построении машины знаний.
В 1675 году Исаак Ньютон столкнулся с общественной и профессиональной катастрофой. Семью годами ранее он был избран членом Тринити-колледжа, а стипендиаты должны были в течение семи лет после своего избрания принять духовный сан – быть рукоположенными в священники англиканской церкви. Это Ньютону не нравилось. Его тщательное изучение Священного Писания убедило его в том, что Иисус Христос не был равен в полной мере Богу Отцу, а скорее был создан им, что являлось отрицанием доктрины Святой Троицы, триединой природы христианского Бога, в честь которой его собственный колледж получил свое название. С точки зрения англиканской церкви, он был арианином, еретиком. С его собственной точки зрения, пребывала в заблуждении здесь именно церковь – заблуждении, которое он прослеживал до мошеннических исправлений Священного Писания в четвертом и пятом веках. Он не мог запятнать свою душу, став приверженцем извращенной религии; он не мог стать англиканским священником. Но в этом случае ему пришлось бы отказаться от своего окружения, с чем он, похоже, в какой-то момент в 1675 году уже смирился.
Он не только потерял бы свой доход; если бы причина его ухода стала известна – если бы его коллеги по университету или Королевскому обществу догадались, а они вполне могли догадаться, что за его нежеланием принимать духовный сан стоит ересь, – тогда он подвергся бы остракизму, «клейму морально прокаженного».
Ньютон был спасен королем Карлом II. В ответ на просьбу какого-то известного деятеля из Кембриджа – возможно, Исаака Барроу, предшественника Ньютона на его посту, – было даровано королевское разрешение: ни один обладатель профессорской должности не обязан был отныне проходить рукоположение. Ньютон мог оставаться на своем посту в Тринити-колледже столько, сколько пожелает, при условии, что он согласится хранить молчание о своих убеждениях. Так он и поступил, ведя в дальнейшем двойную интеллектуальную жизнь: как ортодоксальный стипендиат Тринити-колледжа, публично соблюдающий предписания англиканской церкви – и одновременно как еретик, выступающий против Святой Троицы, в частном порядке придерживающийся убеждений, которые возмутили бы респектабельное общество.
Дилемма Ньютона иллюстрирует конфликт, который возникал неоднократно на протяжении XVII века. Поскольку разделение гражданской и религиозной жизни, вызванное войнами, было, как я уже писал далеко от завершения, а также поскольку политические и религиозные границы не всегда совпадали, честолюбивые или успешные люди часто оказывались вынуждены публично говорить или совершать то, к чему они в душе относились с презрением.
Секретность и осмотрительность, конечно, всегда были полезны для выживания под властью деспота или религиозного фанатика. Свидетельств того, как важно держать рот на замке, предостаточно:
«Не дружите с королями, пока не научитесь повиноваться им в вопросах, которые для вас предосудительны; соглашаться с ними в вопросах, с которыми вы не согласны; оценивать вещи в соответствии с их желаниями, а не с вашими».
Так говорил египетский государственный служащий Шибаб Аль-Дин аль-Нувайри в исламском Каире начала XIV века. Что отличало Европу XVII века от других мест в другие времена, так это то, что разделение между государственным и частным было наконец в достаточной степени нормализовано и социально приемлемо. Правила публичного высказывания были достаточно жестко сформулированы и скрупулезно соблюдались, но никогда не предполагалось, что они будут ограничивать частное мышление. Альтернатива – вечный религиозный конфликт – была слишком ужасна, чтобы с ней мириться.
Это было практическое начало современного либерального идеала религиозной терпимости. Это был не тот идеал, который мы видим в наши дни: ни Тринити-колледж, ни английское общество не терпели арианскую ересь. Но смягчение королем требования о посвящении в сан отражает понимание того, что необходима определенная степень лавирования, позволяющая гарантировать, что интеллектуально и духовно разнообразные институциональные компоненты государства раннего Нового времени будут гармонично сочетаться, и одновременно с этим необходима готовность принять внешнее соответствие правилам как достаточное условие для бытия хорошим гражданином. Таким образом, благодаря своему зарождающемуся либерализму европейский XVII век выделяется на фоне других исторических периодов тем, что открыто обсуждает, регламентирует, а иногда и прославляет сегрегацию строго контролируемого внешнего высказывания и ничем не ограниченного личного мнения. Это в какой-то мере объясняет, как те, кто опирался на науку Ньютона, находили естественным и легким требование подчиниться строгому железному правилу в публичных научных дебатах, даже когда в их головах витали идеи, которые они не осмеливались высказать вслух.
Мыслители, которые изобрели науку, уже были экспертами, теоретически и часто практически разделяли мысли как на автономные области – политическую и духовную – так и на публичную и частную сферы самовыражения. Наверняка такие различия существовали и в других частях света в другие времена, но в среде европейских интеллектуалов XVII века они приобрели беспрецедентного масштаба актуальность и, что гораздо важнее, легитимность. XVII век был готов к железному правилу, и когда это правило появилось, его использовали по максимуму. Так возникла современная наука.
«С утра и до вечера шесть дней в неделю мы копаем ямы» – такова была программа студентов старших курсов по почвоведению Калифорнийского университета в Беркли во время экскурсии, описанной Хоуп Джарен в своей автобиографической книге «Девушка-лаборантка»:
«Среднестатистический человек вряд ли будет всматриваться в грязь дольше двадцати секунд – примерно столько времени требуется, чтобы найти упавший предмет и поднять его. Но мы – другое дело».
Только после многодневного выкапывания ям началась настоящая научная работа:
«Каждая особенность каждой ямы была предметом сложной таксономии, и студенты должны были научиться описывать каждую крошечную трещинку, образованную корнем каждого растения, используя официальную форму, разработанную Службой охраны природных ресурсов».
Так готовили этих ученых. Вероятнее всего, их последующая работа была не намного увлекательнее: по большей части они ходили не в университеты, а на «практическую работу по управлению земельными ресурсами», где их знания в области анализа почв применялись почти так же, как тем жарким пыльным летом в Центральной долине Калифорнии.
Почему они мирились с этим? Я уже писал, что ученые принимают скуку эмпирической работы, потому что железное правило гласит, что именно это и значит заниматься наукой. Однако каждое поколение будущих ученых необходимо убедить подчиниться этому правилу. Для многих, возможно, достаточно того, что это правило является частью их должностной инструкции. Студенты-почвоведы, вероятно, рассматривали свои ямы просто как путь к стабильной зарплате. Для этого они будут делать все, что им прикажут инструкции.
Но не всех так просто убедить. Нейробиолог-расхититель могил Сантьяго Рамон-и-Кахаль и физик-теоретик Стивен Вайнберг описывают период юношеского увлечения философией. Чтобы получить свои Нобелевские премии, им нужно было отказаться от подобных соблазнов и подчиниться режиму, как выразился Кахаль, «неутомимого упорства и энтузиазма в наблюдении за фактами».
Задача преподавателей естественных наук – учителей средней школы, профессоров, наставников, директоров лабораторий – помочь им в этом, проявляя чувствительность, подобную чувствительности Кахаля или Вайнберга, жаждущих знаний по каждой дисциплине в каждой области, и готовя их к многолетним спорам, в которых важно только эмпирическое тестирование, а не философия, религия, красота и тому подобное.
Иррациональность железного правила создает серьезное препятствие на пути этого процесса. Вспомните еще раз философа Вайнберга. В своих популярных трудах он выступает сторонником доказательной силы красоты: «Мы не приняли бы ни одну теорию как окончательную, если бы она не была красивой». Это заявление демонстрирует очевидную убежденность Вайнберга в том, что уродство – решающий фальсификатор, зверь настолько редкий, что даже Попперу не удалось его подтвердить. Но в то же время Вайнберг без комментариев соглашается с консенсусом, который не оставляет места для эстетических призывов в официальных каналах научного убеждения, и требует, чтобы в публичных научных спорах имела значение только эмпирическая проверка.
Несомненно, как и многие его коллеги, Вайнберг считал, что для нужд науки достаточно, чтобы красота оказывала свое влияние за кулисами, нашептывая новые идеи на ухо любому ученому, который осознает ее тесную связь с истиной. Но почему красота обречена прятаться в тени? Как такому вдумчивому писателю удалось примириться с этим извращенным требованием?
Ответ, я полагаю, заключается в том, что верность современных ученых железному правилу прививается иным методом, нежели убеждение.
Чтобы исследовать распространение «железного правила», можно было бы применить научный подход, тщательно рассматривая занятия в классах и работу преподавателей естественных наук в школах и университетах, сопровождая их в полевых поездках по рытью ям и подслушивая советы, которые старшие ученые дают своим подчиненным на протяжении рабочего дня. Я, напротив, предлагаю более философский подход. Спросите себя: если бы вам нужно было внедрить железное правило в головы и сердца следующего научного поколения, как бы вы поступили?
Представьте, например, что вы вернулись в Атлантиду. Ваша миссия по донесению интеллектуальных и материальных благ современной науки до атлантов идет полным ходом. Вы убедили их отказаться от привычной им концепции объяснения и начать интересоваться причинами, ценя гипотезы не за приятное звучание слов, а за их способность подробно рассказывать о возникновении наблюдаемых явлений.
Далее вы должны заставить их сосредоточиться только на причинно-следственных объяснениях; согласиться вести свои научные беседы, сотрудничество, споры и посредничество исключительно с точки зрения объяснительной силы; публично отказаться от многого из того, что они искренне считают своими самыми весомыми аргументами, от своих философских, эстетических и религиозных верований. Короче говоря, вы должны побудить их принять иррациональность железного правила как истину.
Возможно, вы могли бы объяснить им, что неэмпирическое мышление – апелляции к метафизике, Богу, красоте и тому подобному – вредно для науки. Но некоторые из них, такие как Стивен Вайнберг, вам не поверят: и действительно, существуют веские эмпирические доказательства эффективности неэмпирических рассуждений в науке. Чувство теоретической симметрии или элегантности, в частности, имело решающее значение на различных этапах истории научных исследований.
Вероятно, тогда лучше придерживаться железного правила, которое не извиняется и не объясняет, но просто настаивает на своем и требует соблюдения. Преподаватели естественных наук могли бы, как говорит в одной из своих наиболее противоречивых статей Томас Кун, признать жизненно важную роль догматизма в привитии научных привычек мышления.
Однако внедрить догму в критически настроенный молодой ум не совсем просто. Даже если это железное правило, согласно профессорскому указу, не подлежит сомнению непосредственно на занятиях, останется соблазн схитрить во внеурочное время, философски или эстетически обойдя его предписания. Чтобы обуздать такие желания, вы могли бы позаимствовать две идеи из грубого политического ремесла – идеология и простодушие. Стратегия воздействия на убеждения: внедрите ученикам ощущение того, что мышление, основанное на философии, теологии или эстетике, нарушает святость науки. Стратегия простодушия: вообще лишите своих учеников способности мыслить философски, теологически или эстетически.
Начнем с идеологии. Вы хотите, чтобы ваши послушники чувствовали вину, занимаясь в науке чем угодно, кроме эмпирических исследований. Вы не можете создать моральный наркотик из ничего и ожидать, что он будет обладать психологической силой. Что же, воспользуйтесь ингредиентами, которые уже известны своей способностью усмирять эго: чистотой, смирением, сдержанностью, аскетизмом. Обучайте своих учеников следующим правилам.
• Чистота научных рассуждений не должна быть нарушена неэмпирическими направлениями мысли.
• Ученые подходят к природе с предельной скромностью; они не позволяют себе диктовать ей условия, а скорее уважительно прислушиваются к тому, что она хочет сказать.
• Философские спекуляции в науке – это потакание своим желаниям, отказ от дисциплины эмпирического тестирования ради экстравагантности спекуляций.
• Жизнь ученого – это путь самопожертвования; ученый готов отказаться почти от всего, чем обладает, чтобы получить знания о мире природы.
Не пытайтесь рационализировать эти правила; пусть они существуют как дистиллированные идеологические абсолюты; их следует проповедовать, а не оправдывать или объяснять.
С этой целью снабдите науку Атлантиды «духовными лидерами», которые будут превозносить ценность эмпирического тестирования, а также отвергать или очернять другие пути познания мира природы. Этим морализаторам следует рассматривать науку как институт, имеющий совершенно особого рода связь с истиной: не просто лучший метод исследования, но и единственно правильный.
Обученные таким образом ученые Атлантиды, возможно, будут лучше противостоять собственным высшим устремлениям – отказаться от грандиозного проекта объединения всех нитей человеческого разума, философского, художественного, эмпирического, политического и духовного, для формирования единого целого. Однако легче всего следовать предписаниям системы при отсутствии искушения.
Таким образом, нам потребуется дополнительный элемент научного образования Атлантиды: воспитывать простые умы. Зачем снабжать будущего ученого всеми протоколами философии и атрибутами искусства, если в дальнейшем мы собираемся сказать ему, что эти методы ни при каких обстоятельствах нельзя использовать? Эти знания делают человека более разносторонним, но мешают заниматься настоящей наукой. Лучше не рисковать. Поэтому полностью исключите подобные вещи из научной программы. Чтобы сформировать самые надежные, самые чистые эмпирические умы, вооружите студентов, изучающих науку, только эмпирическими способами рассуждения и только эмпирическими знаниями; оставьте им способность только к эмпирическому мышлению. Вера в то, что они следуют единственно верному пути – легитимному и безупречному, – должна приносить достаточное удовлетворение.
Мрачное посвящение молодых ученых Атлантиды в некую высшую церковь эмпиризма не может иметь ничего общего с научным образованием в современном реальном мире, не так ли?
На самом деле не так уж трудно разглядеть идеологическую составляющую в эмпирических установках современной науки. Больше всего людей моей профессии поражает постоянное осуждение философии высокопоставленными учеными.
Книга Стивена Хокинга и Леонарда Млодинова «Высший замысел»[3] 2010 года начинается со слов:
«Философия мертва. Философия не поспевает за современными достижениями науки, особенно физики. Ученые стали носителями факела открытий в нашем стремлении к знаниям».
Очевидно, сам Хокинг не поспевал за современными достижениями в философии: есть философы, которые специализируются на перспективах теории струн, значении исследований космологии и превратностях квантовой гравитации, некоторые из них работали в одном университете с Хокингом в то самое время, когда он писал эти слова. Но факты не имели значения. Хокинг выступал с проповедью, а не с семинаром. И главный его вывод: философскому мышлению нет места в науке.
Астрофизик Нил Деграсс Тайсон высказался аналогичным образом в интервью 2014 года:
«Меня беспокоит то, что философы верят, что они на самом деле задают глубокие вопросы о природе. [Но на самом деле они не вносят] продуктивный вклад в наше понимание мира природы… Я разочарован, потому что среди философов много талантливых людей, которые могли бы принести реальную пользу науке, – но они этого не делают. Дело не в том, что не может существовать других философских дисциплин, есть религиозная философия, и философия этики, и политическая философия, философам есть чем заняться, но границы естественных наук, по-видимому, не входят в область исследования философии».
Другими словами, философы должны рассуждать исключительно о богах, морали и правительствах.
Физик Лоуренс Краусс уточнил в интервью журналу The Atlantic:
Философия – это область, которая, к сожалению, напоминает мне старую шутку Вуди Аллена: «Те, кто не умеет ничего делать, учат, а те, кто не может даже учить, пишут им методики». И худшая часть философии – это философия науки… Она не оказывает никакого влияния на физику вообще.
Многочисленные возмущенные комментаторы выступили в защиту философии: «Нас шокирует, что такие блестящие ученые могут быть настолько невежественны». Но оспаривать справедливость или правдивость антифилософских замечаний ученых – значит упускать суть этих замечаний. На самом деле их функция – увещевать:
В качестве последнего примера рассмотрим твит биолога Ричарда Докинза от 2014 года:
«Историческая неспособность философов предвосхитить Дарвина является суровым обвинением философии. С Днем Дарвина!»
На первый взгляд, замечание Докинза вообще не имеет смысла. Никто не предвосхитил Дарвина; научный прорыв вообще не предполагает предвосхищения. На каждое великое открытие приходится парад мыслителей прошлого, которым не удалось его совершить, – парад, в который входят не только философы, но и представители множества других дисциплин. После того, что могло показаться ошеломляюще непродуманной вспышкой гнева, многие критиковали Докинза за то, что он не мог мыслить здраво. Но это не и не было рассуждение, скорее перед нами некое заклинание или молитва. Наука способна воспарить только тогда, когда сбрасывает с себя мертвый груз философии; прихожане, возвысьте свои эмпирические сердца и возрадуйтесь!
Второй стратегией по внедрению железного правила было уже упомянутое мной воспитание простодушия. Этим методом, похоже, тоже не пренебрегали в реальном мире.
На протяжении 1990-х годов в университетах по всему Западу разгорался знаменитый культурный и интеллектуальный спор, известный среди его участников как «научные войны». Поле битвы представляло собой знакомый большинству из них набор вопросов: влияли ли на профессиональные решения ученых личные пристрастия или происхождение; есть ли какой-либо объективный элемент в научных рассуждениях; способна ли наука раскрывать факты о реальности, независимой от наблюдателя.
В самом известном эпизоде этого конфликта физик Алан Сокал опубликовал в постмодернистском журнале Social Text статью, исследующую освобождающий потенциал квантовой физики гравитации. После того как статья была опубликована, Сокал признался, что главной целью был эксперимент: «Стал бы ведущий североамериканский журнал… публиковать статью, щедро сдобренную ерундой, если (а) она звучала хорошо и (б) соответствовала взглядам редакторов»: «Ответ, к сожалению, утвердительный». Темой номера, в котором появилось эссе Сокала, были, как нельзя кстати, сами научные войны. Впоследствии «Сокальское дело» широко обсуждалось в газетах и журналах и стало поводом для написания книг Сокала и других авторов.
Как ни странно, сами ученые, казалось, вовсе не замечали, что вокруг них бушует битва. Стивен Джей Гулд рассказал о своих попытках разобраться в ситуации:
«Расскажите большинству ученых о “научных войнах” – а я проводил этот эксперимент по меньшей мере пятьдесят раз, – и они в ответ уставятся на вас удивленными глазами. Они никогда не сталкивались с подобным, никогда ничего об этом не читали и не хотят тратить свое время на это».
Чем можно объяснить их невежество? Считают ли ученые опасения своих коллег-гуманистов недостойными их внимания?
По мнению Гулда, объяснение кроется не в высокомерии, а в «узколобости». Большинство ученых не замечают ничего за пределами науки. Или, точнее, они могут обращать внимание на новости, спорт, музыку, церковь, свои семьи, но мало знают и мало заботятся о многих формах мышления, которые пересекаются с научными исследованиями, но отличаются от них, таких как философия, теология, история и социология науки. Дело не в том, что они не понимают природу выдвигаемых утверждений или не ценят актуальность этих альтернативных методов познания, а в том, что, подобно сторонникам разделения публичного и частного, таким как Ньютон и Уэвелл, они игнорируют их для общего блага науки. Скорее всего, они едва ли осознают, что такие способы мышления вообще существуют.
Легко отделить эмпирическую мысль от того, что находится в других отсеках разума, если другие отсеки пусты. И поэтому бэконовским предписаниям эмпирической науки – ссылаться в публичном дискурсе только на данные – в высшей степени легко следовать среднестатистическому ученому. Он даже не знает, что можно поступать иначе. Э. О. Уилсон замечает: «Многие ученые – ограниченные, глупые люди».
Поскольку многие ученые вообще не замечают иные способы мышления, и именно в этом заключается секрет их успеха. Неспособность мыслить нестандартно направляет всю умственную, физическую и эмоциональную энергию ученого в саму систему и, таким образом, в эмпирическое исследование одного-единственного вопроса, исследование одной-единственной структуры, изготовление одного-единственного вещества. Именно благодаря такой концентрации железное правило наделяет машину знаний невероятной способностью быстро исследовать реальность.
Вы могли бы справедливо сказать о многих великих современных ученых то же, что князь Андрей в «Войне и мире» Толстого говорит о военной службе:
«Хорошему командиру не только не нужен гений или какие-то особые качества, но, наоборот, ему нужно отсутствие лучших и высочайших человеческих качеств – любви, поэзии, нежности, ищущего философского сомнения».
Кажется логичным, что Эндрю Шелли, который вместе с Роджером Гильеменом получил Нобелевскую премию за открытие структуры гормона ТРГ, сравнил свои научные усилия с наполеоновскими войнами.
Смесь идеологии, проповедничества и особенного воспитания, которую я описал в этой главе, не предписана железным правилом как таковым. Это правило налагает ограничения на научную аргументацию и диалог, когда они проходят по официальным каналам, но, как вы теперь хорошо знаете, оно не вмешивается в личные мысли и чувства ученого.
Действительно, среди успешных ученых есть экстраординарные люди, которые придерживаются железного правила в своих официальных работах, но их при этом ни в коем случае нельзя назвать узкомыслящими. Они вышли далеко за пределы традиционной научной подготовки и наслаждаются тем, что там находят. Они не обращают внимания на провокации Хокинга или Докинза, а радостно пользуются свободой, предоставляемой железным правилом, и одновременно следуют собственным вкусам и склонностям, куда бы они ни вели.
Среди них вы можете встретить «ученых-философов», таких как Альберт Эйнштейн или физик, математик и социальный мыслитель XVIII века Эмили дю Шатле (которая перевела «Начала» Ньютона на французский), или исследователей, знакомых с историей и литературой, ничуть не хуже, чем с техническим оборудованием и методологией своей отрасли, таких как Стивен Джей Гулд и Мюррей Гелл-Манн. Они могут писать книги о красоте природы, прославляющие идеи Пифагора и Платона, как физик-теоретик Фрэнк Вильчек. Могут отстаивать эстетическую и этическую важность природного разнообразия, как Рэйчел Карсон и Э. О. Уилсон. Они могут исследовать влияние человеческого познания на жизнь и историю, подобно психологам Элисон Гопник и Стивену Пинкеру. Эти мыслители, именно из-за их обширных интересов, с гораздо большей вероятностью будут известны большинству читателей, чем огромное и немое научное большинство, на умы которого научное образование наложило тяжелые железные скобы.
Рисунок 12.1. Эмпирики
Однако ограничения – это норма. Это стандартный механизм XX и XXI веков, используемый для подготовки новых ученых, насаждающих железное правило с помощью психологических манипуляций, а не просвещения или убеждения.
Какой контраст это создает с первыми современными учеными, наследниками ньютоновского метода XVII и XVIII веков. Они следовали железному правилу, но не были его пленниками. Участвуя в публичных спорах, они играли роль «эмпирика» точно так же, как Ньютон поочередно играл роли физика-математика, алхимика и толкователя Священного Писания. Однако вне общего контекста, в своих частных кабинетах, они легко отбрасывали это правило и открывали свой разум всему, что казалось им уместным и убедительным.
Европейский XVII век преуспел в сотворении умов, готовых совершить этот театральный подвиг. Обладая глубоким опытом работы с самыми разными правилами взаимодействия с общественностью, такие умы были способны в совершенстве исполнять свои научные роли, становясь – во время выступления на эмпирической сцене – практически глухими к хору настоятельных философских требований и бесчувственными к своим наиболее глубоко укоренившимся духовным убеждениям. Они процветали в рамках самых суровых официальных ограничений, играя свои роли не неохотно, сдержанно, лениво или послушно, и одновременно не бунтарски и не (слишком) остро, но ведомые горячим желанием преуспеть, серьезно относясь к рамкам, не забывая о простой условности, вкладывая в роль все свое сердце, не позволяя себе расслабиться, а сторонним источникам – поглотить их душу.
Для людей с таким темпераментом постоянное, каждодневное публичное воплощение узкого и неумолимого эмпиризма не ущемляет и не уничтожает внутренние философские, духовные и эстетические каналы. Хотя эмпирический спектакль и должен быть центральным элементом научной жизни, то, что исключается, не атрофируется, а терпеливо ждет за кулисами, готовое вступить в игру.
Угнетение и кровопролитие были условиями, в которых развивались эти многогранные умы. Нам – большинству из нас – повезло, что мы не живем в настолько опасных и тяжких обстоятельствах. В более богатой половине земного шара человечество проявляет большую степень терпимости и открытости в вопросах религии, политики и философии. Согласованность между внешними действиями или словами и внутренними убеждениями может быть достигнута без принуждения, и даже без больших усилий.
И такая последовательность должна быть одной из наших высших целей, как мы, современные люди, склонны полагать. Подлинность – главная добродетель нашего века:
«Примите решение следовать своим собственным глубочайшим побуждениям». (Д. Х. Лоуренс)
«Быть собой, только собой и никем больше, в мире, который днем и ночью делает все возможное, чтобы сделать тебя кем угодно, – значит вести самую тяжелую битву, в какой может участвовать любое человеческое существо». (Э. Э. Каммингс)
«В этом постоянно меняющемся обществе самые мощные и долговечные бренды создаются от чистого сердца… Долговечны только те компании, которые подлинны». (Основатель компании Starbucks Говард Шульц)
Следование таким предписаниям способствует более чистому и совершенному воплощению нашего идеала о том, что значит быть человеком. Но в то же время оно порождает умы, которые плохо приспособлены к «театральности» и разделению собственного сознания, которые удерживают железное правило на должном месте. Другими словами, высшее проявление либеральной демократии подрывает когнитивные, эмоциональные и социальные навыки, необходимые для поддержания науки, которая одновременно широко восприимчива – настроена на Вселенную на всех частотах – и максимально ориентирована на эмпирическое исследование.
Сосредоточенность очень важна; без нее машина знаний теряет свою связь с миром. Таким образом, мы формируем научное мышление, которое является эмпирическим как концептуально, так и на практике. Это позволяет ученым жить подлинной жизнью, реализуя свои эмпирические ценности в личном и профессиональном плане, в частном порядке и в более широком мире. Это дает науке возможность сделать жизнь всех людей лучше в материальном и интеллектуальном плане. Это также примиряет нас с тем, что мы считаем лучшим государственным устройством: мы предпочли бы жить при либерально-демократическом режиме, нежели посреди сложности и жесткости гражданской, религиозной и социальной жизни XVII века. Однако с интеллектуальной и культурной точек зрения – и, возможно, с этической точки зрения тоже – это делает науку менее приятной. Машина знаний в ее современном воплощении весьма эффективна в продвижении человеческих благ, но не является высшим выражением того, что можно назвать человеческим благом.
«Давайте же поддадимся этому сократовскому безумию, которое возносит нас к такому экстазу, что наш интеллект и само наше “я” соединяются с Богом», – так писал гуманист эпохи Возрождения Джованни Пико делла Мирандола (1463–1494) в своей речи о достоинстве человека, которую иногда называют манифестом Возрождения.
Но какими средствами человечество должно достичь столь возвышенного знания, что его интеллект, его «я» соединятся с Богом? Любыми, или, вернее, всеми возможными. Сам Пико читал по-латыни и по-гречески, изучал иврит, арабский и арамейский языки. Он опирался на труды Платона и Аристотеля, исламских философов, таких как Ибн-Рушд Аверроэс, а также на Талмуд и каббалистические тексты, пытаясь найти в интеграции своих философских, религиозных и мистических источников квинтэссенцию знания. Он написал вступительную речь на встречу философов, которую надеялся организовать в Риме. На ней должны были обсуждаться 900 тезисов, взятых из древнегреческих, христианских, еврейских и мусульманских источников. В ходе диалога участники должны были разыскать истинную мудрость, содержащуюся в каждом из этих источников, очистить ее, а затем смешать все полученное воедино, чтобы создать бодрящую смесь, которая вознесет человеческий разум к величайшим высотам познания.
Мы можем оставить в стороне концепцию Пико о финале исследования как о мистическом единении с Богом, и увидеть в его проекте – как и многие его современные читатели и поклонники – в первую очередь изображение и прославление гуманистического идеала познания. Этот идеал поддерживает интегрирующую концепцию знания, согласно которой самый верный путь к наиболее важным истинам объединяет все источники прозрения: философский, духовный, поэтический, математический, экспериментальный, а также повседневный опыт познания мира. Это путь к просветлению, намеченный многими другими мыслителями эпохи Возрождения, такими как швейцарский врач начала XVI века Парацельс, упомянутый в главе 10, который сочетал приверженность эмпирическим экспериментам в медицине и химии с приверженностью аллегорическим концепциям алхимии, наряду с идеей великой симметрии, управляющей миром как в космическом, так и в человеческом масштабе.
Сто лет спустя мы столкнемся с тем же всеобъемлющим идеалом у Декарта. Он исследовал практически все: причины движения, структуру Вселенной, эмоции, природу мышления, Бога, математику, основы различных дисциплин – философию, психологию, физику, теологию и многое другое. Метаясь от темы к теме, от предмета к предмету, он тесно переплетал между собой эти частные темы. Его физическая теория основывалась на его же философской концепции о том, что пустое пространство невозможно. Как он мог быть так уверен в этом? Его концепция познания убедила его в том, что тщательное рассуждение, основанное на ясных идеях, не может пойти наперекосяк, и не в последнюю очередь потому, что Бог несет ответственность за то, чтобы внедрить эти идеи в наши головы. Почему он думал, что Бог есть и, если уж на то пошло, что Бог хочет, чтобы мы были просветленными, а не оставались в невежественном благоговении? Декарт привел два философских аргумента в пользу существования благого Бога. Таким образом, его физика построена на философии материи, которая зависит от философии знания, которая опирается на тезисы теологии, а та в свою очередь – на религиозную философию.
В своем религиозно-традиционном французском рационализме Декарт сильно отличался от таких деятелей эпохи Возрождения, как Парацельс и Пико. Его размышления о природе материального мира приняли в конечном счете строгую и систематизированную метафизическую теорию, непохожую на существовавший до него синкретический магический герметизм. Но его ответ на вопрос «Какими средствами мы познаем мир?» был точно таким же, как и у Пико: всеми доступными. Из метафизики и математики, самоанализа и наблюдения следует вывести единую, связную теорию мира. Таков гуманистический путь.
Термин «гуманизм» использовался для обозначения достаточно многих вещей. Современный секулярный гуманизм означает отказ от всех богов, от всех религиозных источников смысла. Однако и для Пико, и для Декарта Бог и духовный план бытия – объекты и основы познания. Таким образом перед нами совершенно другой гуманизм – историческое явление эпохи Возрождения, связанное в первую очередь с возрождением классического образования. Но хотя гуманизм в моем понимании широко представлен в мысли эпохи Возрождения, он гораздо шире возрожденческих представлений о том, что такое гуманизм. Аристотель, например, во многом образец того типа гуманизма, который ближе моему пониманию: он сочетает философскую аргументацию с наблюдением, объяснительными спекуляциями и небольшим количеством теологии.
Если Аристотель, Пико и Декарт в основе своей гуманисты, то кто же из великих мыслителей им не является? Само олицетворение науки: Исаак Ньютон.
Ньютон до какой-то степени воплощал идеалы эпохи Возрождения. Его интересы были не менее широки, чем у Декарта. Он был не только ученым-эмпириком, но и математиком, алхимиком, толкователем Священного Писания, а также, подобно Декарту, метафизиком, использующим философские аргументы для понимания природы пространства и материи. Но, в отличие от Декарта, он совершенно сознательно не объединял эти исследования. В каждом направлении он продвигался обособленно, не обращаясь к методам из другой области. В своем разделении исследований на части он практиковал – одним из первых – подход, который является абсолютной противоположностью возводимого гуманизмом на пьедестал синтеза всего возможного знания.
Если представить Декарта в виде университетского кампуса, это было бы шумное и оживленное место, с кучей коридоров и лестничных клеток. Все преподаватели читали и обсуждали бы работы друг друга. Физики и философы, теологи и психологи в равной степени участвовали бы в общем обсуждении принципов, которые правят миром.
Если бы университетом был Ньютон, вы бы не услышали ни звука; общая комната была бы покрыта толстым слоем пыли. Каждый преподаватель заперся бы в своем кабинете или лаборатории, проводя исследования собственными средствами, читая только те книги, которые непосредственно относятся к предмету его исследований, и издавая только те труды, которые отвечают тем же требованиям. Преподаватели собирались бы всего раз в год, чтобы обсудить парковку или бюджет на кофе.
И какой институт был бы более эффективным? Рациональность и гуманистический дух дают один и тот же ответ: декартовский университет, само воплощение большинства человеческих качеств в его яркой социальности и непредубежденности. Опыт говорит об обратном. Именно молчаливая специализация Ньютоновского университета – лучший путь к знаниям. Все, что теряется из-за отстраненности и пренебрежения междисциплинарным знанием и рассмотрением жизни во всем ее грандиозном масштабе, с лихвой компенсируется узким, плотно сфокусированным лучом, который выискивает незаметные, но красноречивые факты.
Горькая участь гуманистической мысли заключалась в том, что ее прославление полного, объединяющего интеллектуального потенциала человеческого разума навсегда осталось в тени огромного вклада в наши представления об устройстве природы, внесенного бережливым научным духом – постижением скудости того, что находится за золотыми вратами воображения, того, что дает скудный опыт.
Ньютоновский университет – это аллегория разума Ньютона, а не подлинный портрет современной науки и высшего образования. Тем не менее эти картины имеют достаточно много общих черт.
Отчасти это связано с тем, что наука общается с миром сообразно железному правилу. Пролистайте подборку научных журналов, и перед вами предстанет аккуратный перечень отдельных разделов – практическое воплощение узкого эмпирического кодекса.
В то же время железное правило – я повторю это еще раз – оставляет ученым полную свободу в их частной жизни и внутренних дискуссиях, в том, что касается любой теологической, философской или эстетической территории, которую они желают исследовать. Даже если в больших общественных пространствах науки царит определенная ньютоновская тишина, двери кабинетов широко открыты для декартовских принципов. Действительно, научные открытия в немалой степени зависят от этой неочевидной открытости, которая позволила таким мыслителям, как Мюррей Гелл-Манн, Д’Арси Томпсон и Альберт Эйнштейн, использовать свои эстетические и философские чувства в поисках экстраординарных теорий.
Эти великие ученые были людьми, исключительными во многих отношениях. Они не только были блестящими учеными и обладали богатым воображением; им также удалось избежать омертвляющего воздействия избранного современной наукой метода навязывания железного правила, метода, который лишает новичков в науке неэмпирических знаний и подрывает неэмпирические привычки мышления.
Стандартный продукт этой системы – эмпирик до мозга костей, индивид, который не только в своих публичных трудах, но и в частных размышлениях придерживается «научной позиции», прямо противоположной гуманистической. Научный подход требует материальных, осязаемых доказательств. Он насмехается над философией и испытывает неловкость из-за субъективного чувства красоты или некоего смысла, которые невозможно выразить словами. Он находит воплощение в прямом, неэмоциональном, даже бесцветном выражении идей и аргументов. Он превращает железное правило объяснения в свинцовый закон научного мышления.
Если не считать случайных вспышек чумы, жизнь студента средневекового университета, судя по всему, была во многом похожа на сегодняшнюю: постоянная смена аудиторий, перекус в столовых и изменения в расписании в последнюю минуту. Книги, однако, были совсем другими. В XII веке не существовало Нортоновской антологии английской литературы. Но была книга Марциана Капеллы «О бракосочетании Филологии и Меркурия»[4] – «стандартный учебник Средневековья».
Написанный в период падения древней Римской империи – скорее всего, где-то между разграблением Рима вестготами в 410 году нашей эры и вторжением вандалов в Карфаген в 429 году – этот труд описывает небесный союз, заключенный во дворце богов Юпитера и Юноны, парящем за пределами самых отдаленных планет. Меркурий-жених олицетворяет красноречие и искусство убеждения, воплощенное в изучении грамматики, логики и риторики, в то время как Филология-невеста олицетворяет любовь к знаниям и исследованию устройства мира, воплощенную в изучении арифметики, геометрии, музыки и астрономии. Таким образом, «бракосочетание» представляет собой синтез трех «гуманитарных» и четырех «естественных» наук, составляющих семь свободных искусств, которые служат своего рода подружками невесты и которые на протяжении всей книги выступают с презентациями своих областей знаний, совместно воплощая идеал образованного ума, свободно владеющего разными способами мышления, помогающими охватить и естественные, и гуманитарные науки.
Многочисленные авторы сетовали на то, что в эпоху современной науки представляется «разводом». Английский химик и романист К. П. Сноу, как известно, заявил в 1959 году, что естественные и гуманитарные науки разошлись настолько сильно, что сформировали две различные культуры, каждая из которых в значительной степени не осознает предмета и методологии другой. Сноу сожалел о сложившейся ситуации; его идеалом был мыслитель, как минимум знакомый со всеми отраслями человеческих знаний и изобретений. То же самое мнение выражено в книге Стивена Джея Гулда о естественных и гуманитарных науках («Еж, лиса и оспа магистра»). Гулд, возможно, был бы удивлен, если бы обнаружил сходный взгляд в работе своего противника Э. О. Уилсона о смысле человеческого существования:
«Если эвристическая и аналитическая мощь естественных наук объединится с интроспективным творчеством гуманитарных, человеческое существование обретет бесконечно продуктивный и интересный смысл».
Разве такая фраза может оставить кого-то равнодушным? С сожалением вынужден сообщить вам, что это предположение слишком прекрасно, чтобы быть правдой.
В знаменитом рассуждении Сноу есть две ошибки. Первая – это говорить о современной науке, которую мы построили, о нашей современной машине знаний, как о культуре. Это даже не субкультура. Это социальная практика, которая тщательно культивируется, но мало похожа на то, что антрополог назвал бы культурой. В ней есть нормы – моральный кодекс, если хотите, – но центральный принцип этого кодекса предписывает ученым в их профессиональной жизни избегать любого вмешательства в более широкие интеллектуальные или духовные вопросы. Она социально укоренена, и, как у любой социальной единицы, у нее есть свои традиции и причуды. В остальном это больше похоже на свод правил, штаб-квартиру корпорации или воинское подразделение, чем на форму жизни. Его функция состоит не в том, чтобы обеспечить определенный способ существования в мире, а в том, чтобы подавить влияние нашего пребывания в мире на его познание.
Рисунок 13.1. Уильям Блейк «Элохим, создающий Адама» (фрагмент), 1795 год
Рисунок 13.2. Джозеф Райт из Дерби, «Эксперимент с птицей в воздушном насосе», 1768 год
Вторая ошибка Сноу – и Уилсона тоже – заключается в предположении, что наука процветала бы, если бы ученые лучше разбирались в разных сферах. Как раз наоборот: их забывчивость – величайшая гарантия того, что они будут неуклонно следовать эмпирическому пути, проложенному железным правилом. И весь потенциал науки, позволяющий ей улучшать наш мир, лежит именно на этом пути.
Согласно истории из книги Бытия, сотворение человечества было актом вдохновения:
«И создал Господь Бог человека из праха земного, и вдунул в ноздри его дыхание жизни; и стал человек душой живой». (Бытие 2:7)
Создание машины знаний было в каком-то смысле противоположностью этого акта творения. «Инженеры» создали ее, выкачав воздух из камер разума – философский воздух, теологический, воздух красоты, гуманистический дух. Именно этот акт создал пустоту, в которой эмпирическое исследование может наиболее эффективно выявлять факты.
На самой известной картине Джозефа Райта из Дерби «Эксперимент с птицей в воздушном насосе» группа зрителей – одновременно восхищенных и потрясенных – наблюдает, как птица медленно умирает по мере того, как кислород удаляется из стеклянного пузыря, в котором птица заключена. Научные приборы разложены по столу, как орудия пыток. Единственный источник света в комнате заслонен кубком, в котором плавает какой-то безымянный ужас. В окно слабо светит бледная готическая луна. Экспериментатор с его длинными седыми ньютоновскими локонами не проявляет ни капли милосердия.
Птица на картине обречена. Но наука – это существо другого рода. Ей вполне комфортно внутри пузыря; она процветает в вакууме. Если что и способно убить ее, так это ароматы, суматоха и прочие прелести внешнего мира.
«Поэма», Морин Маклейн, «Та же жизнь»
Насколько нам известно, натурфилософия зародилась, когда Фалес Милетский предположил в VI веке до нашей эры, что элементарным веществом, из которого сотворен мир, была вода. В то время вода была источником жизненной силы если не всей Вселенной, то, по меньшей мере, местной экономики: Милет, контролирующий гавань в самом центре мощной торговой сети в восточном Средиземноморье, во времена Фалеса считался самым богатым городом в мире. Современный Милет – это руины, пустошь за много километров от моря. Столетия вырубок лесов и чрезмерного выпаса скота привели к тому, что колоссальное количество ила было смыто в реку Меандр и далее в залив, который давал Милету выход к океану. Год от года залив становился все мельче, а затем начал исчезать. Теперь это сухая, пыльная равнина, над которой высятся сохранившиеся камни Милета.
Последние морские обитатели покинули Милет около 1500 года. Пятьсот лет спустя они дошли до Нью-Йорка. Ураган «Сэнди» вызвал огромную штормовую волну, которая затопила низины по всей территории пяти районов. В вестибюлях Финансового района волны плескались о камеры видеонаблюдения и турникеты, картотечные шкафы и мониторы с плоскими экранами. Электричество отключилось на неделю.
С течением времени мы все отчетливее понимаем, что это наводнение было предупреждением из будущего. Согласно одному недавнему отчету, к 2050 году повышение уровня моря, возможно, вынудит 300 миллионов жителей побережья покинуть свои дома.
Рисунок 14.1. Руины города Милет в XIX веке
Среди причин упадка Милета можно назвать истощение запасов древесины и нехватку травы для скота, но суть кроется в бесконечном стремлении жителей к обогащению. Чтобы удовлетворить свои аппетиты, они расчистили лесистые склоны внутренних районов и превратили их в сельскохозяйственные угодья; естественно сухой климат и безжалостная эрозия сделали остальное. Чем богаче становился Милет, тем быстрее саморазрушался.
У нас, современных людей, тоже есть свои аппетиты. Последствия могут оказаться не менее страшными. Но даже если машина знаний, стимулирующая промышленность, частично виновата в том, с какой скоростью наши потребности привели к деградации среды обитания, в то же время именно она дает нам шанс на спасение. Наука покажет нам, как удовлетворить потребности, не лишая Землю всего, что ей необходимо для поддержания и сохранения жизни; машина знаний также может, если мы будем правильно к ней относиться, показать нам, как исправить часть уже нанесенного ущерба.
Итак, как нам взрастить совокупность людей, институтов и инструментов, составляющих современную науку, чтобы произвести на свет знания, которые позволят нам продолжать жить и процветать? Мы должны сделать две вещи. Во-первых, определить повестку дня, используя средства грантов и правительственные инициативы, чтобы привлечь достаточное количество ученых к решению действительно важных вопросов. Во-вторых, обеспечить бесперебойную работу самой машины знаний, дать гарантии, что она будет работать – эффективно, динамично и сильно, реагируя на новые вызовы и задачи – по мере того, как человечество движется навстречу XXI и последующим векам.
Обсуждение этих вопросов в полном объеме заняло бы еще один том. С некоторым сожалением я откладываю вопрос о формировании повестки дня в сторону. Однако вопрос о поддержании внутренней инженерии машины знаний будет хорошим способом завершить эту книгу, еще раз осветив мою попытку разрешить спор о великом методе. Позвольте мне начать с вопроса о том, что могли бы посоветовать мои вдохновители и противники, Карл Поппер и Томас Кун.
Карл Поппер основывал науку и даже цивилизацию на простом трюизме: теория, которая делает ошибочные предсказания, сама должна быть ошибочной. Этот принцип фальсификации был факелом, который Поппер высоко поднял, чтобы осветить путь из тьмы, преследовавшей его юность, прочь от социального распада, насилия толпы и безликой бойни.
Логическое правило не может быть улучшено, в отличие от щепетильности людей, которые его используют. С этой целью, по мнению Поппера, крайне важно поддерживать критический дух в науке. Внутри белых халатов, за тяжелыми очками, должна поселиться безжалостная критичность, которая не упустит ни одного прогностического недостатка – которая будет готова разоблачить ложь, независимо от того, насколько священной, правдоподобной или обожаемой может выглядеть неверная теория. Бесчеловечное возвышение логики над лояльностью, согласно Попперу, – это то, что мы должны внедрять и культивировать в человеческих умах, составляющих машину знаний.
Однако мы столкнулись с непреодолимым техническим препятствием на пути к плану Поппера. Логика сама по себе не может окончательно опровергнуть теорию; ранжирование правдоподобия – то есть субъективные оценки вероятности различных вспомогательных допущений – всегда будет играть определенную роль. Действительно, именно благодаря этим рейтингам меняется научное мнение, в конечном счете заставляя ученых склоняться к истине в ходе бэконовской конвергенции. Таким образом, плох тот ученый, который руководствуется исключительно логикой.
Но можем ли мы стремиться к тому, чтобы научные умы были настолько непредвзятыми, насколько это возможно? Наука, созданная яростными, критичными, самоотверженными умами, была бы чем-то восхитительным и настолько же из ряда вон исключительным, как правление праведных. Но это возможно только в мечтах. Машина знаний создана из человеческих существ, а не из ангелов. Нам нужна наука, которая терпимо относится к человеческим слабостям или – что даже лучше – использует их.
В любом случае, наука, в которой доминируют критические настроения, может отменить иррациональные элементы железного правила, вернув философские и эстетические рассуждения в научную дискуссию. Получившееся в результате предприятие было бы меньше похоже на современную науку и больше на древнюю натурфилософию, как Декарт, столетиями препиравшийся с Аристотелем, – и, возможно, оказалось бы не более эффективным.
Больше критического духа в нашей политике – да. В нашей бюрократии – да. И в обществе в целом – безусловно, да. Мир человеческих отношений мог бы использовать гораздо больше, чем скудный запас попперовской рациональности, но в случае с тем экзотическим созданием, коим является современная наука, это привело бы к удушающему избытку качественной аргументации.
В руководстве Томаса Куна содержится несколько иной набор рекомендаций. Великое открытие Куна заключается в том, что основное отличие современной науки от древней и средневековой – то есть от «натурфилософии», – это не набор логических инструментов или продвинутая технология, а особая форма социальной организации, «парадигма». Эта всеобъемлющая методологическая основа обеспечивает моральную, интеллектуальную и эмоциональную поддержку, необходимую, как писал Кун, ученому для «исследования какой-либо части природы в таких деталях и с такой дотошностью, которые иначе были бы невообразимы».
Таким образом, рецепт Куна для осуществления эффективного научного исследования состоит в том, чтобы укрепить рамки, возвысить парадигму. Все научно-исследовательские программы в данной области должны в любой момент быть подчинены единому, разделяемому всеми учеными набору правил, сформированных в соответствии с особым объяснительным и методологическим кредо. Ученые, работающие в рамках таких программ, должны быть настолько глубоко привержены парадигме, чтобы просто принимать ее правильность как должное, находя альтернативные варианты абсурдными или даже немыслимыми.
Как следствие, последователь Куна не обладает свободным критическим духом вовсе – и Кун считает, что это отсутствие свободы и критики необходимо для хорошей науки. Куновская программа научного образования, направленная на увеличение мощности машины знаний, будет препятствовать автономии, свободомыслию и сопротивлению статус-кво.
Кун отчасти прав, и прав в первую очередь, выдвигая тезис, фундаментальный для проведения научных исследований – о том, что при поиске эмпирических данных важна страстная интенсивность, – но режим Куна, как и режим Поппера, требует слишком многого от своих последователей. Как показали 50 лет социологии науки, просто нелепо предполагать, что ученые будут следовать парадигме так рабски, как это предполагал Кун в «Структуре научных революций», или – что еще важнее – что они будут сохранять полную веру в обоснованность парадигмы при любых обстоятельствах, кроме полного краха. Острая смесь силы и слабости в человеческой воле, иногда усердной, а иногда и небрежной, и в человеческом духе, то преданном, а то бунтарском, позаботятся об этом. Контингент идеальных ученых-последователей Куна, работающих в строгом соответствии с протоколом, больше напоминает военный парад, чем университетскую кафедру – и действительно, гораздо легче идти в ногу со временем, чем с разумом.
Вот вам и старые методисты, Поппер и Кун. Новый методизм, представленный в этой книге, предлагает ученым три основных компонента процветающей науки.
Первый – это боевой дух. Я не имею в виду критический дух Поппера, изучающего теоретический ландшафт с безразличных логических высот. То, что я имею в виду, вещь куда более распространенная: пристрастные, корыстные амбиции. Такое честолюбие не обязательно должно быть низменным; интерес к поиску истины и воплощению человеческого счастья вполне может быть искренним. Оно не обязательно должно быть воинственным или подлым – великий деятель может быть полон благородства. Но он должен быть готов играть в эту игру, чтобы победить.
Во втором акте нашей пьесы боевой дух должен быть заключен в клетку железного правила. Таким образом, определяется природа игры: от игроков она будет получать доказательства вполне определенного рода – трудоемкие и дорогостоящие, – которые оттачивают остроту машины знаний, и надежно сохранять эти доказательства для мыслителей последующих веков. Человеческая раса в избытке обладает боевым духом; железное правило, напротив, было трудно принять, потому что его требования, по всей видимости, противоречат самому устройству человеческого разума. Действительно, как показывает война с красотой теорий, железное правило в значительной степени иррационально. Тем не менее господство этого правила над всеми формами изучения природы в настоящее время прочно установлено. Принцип «имеет значение только эмпирическое исследование» стал казаться совершенно нормальным, и даже довольно очевидным.
Возможно, даже слишком очевидным. Таким образом, удовлетворяется третья и последняя потребность машины знаний, которая, возможно, также является самой трудной в наши дни. Она требует оставить науку в покое, то есть сопротивляться желанию усовершенствовать науку, сделать ее более актуальной, более гибкой или, если уж на то пошло, более разумной.
Давление с целью «улучшения» науки может исходить с любой стороны – от финансирующих организаций, технологических компаний или политических деятелей. Оно может исходить даже от самих ученых. Поразительный пример подобного давления – бунта против железного правила изнутри самой машины знаний – можно пронаблюдать, обратив внимание на споры, которые крутились вокруг статуса теории струн в течение последних 20 лет или около того.
Теория струн (более правильно – «теория суперструн») на протяжении десятилетий предлагалась как многообещающая «теория всего», обеспечивающая единую структуру для объяснения как гравитации, которой в настоящее время занимается общая теория относительности Эйнштейна, так и других фундаментальных сил, которыми в настоящее время занимается физика элементарных частиц. Теория струн обладает огромной привлекательностью и большим потенциалом, но ее чрезвычайно трудно проверить способом, предписанным железным правилом. Говорят, что для определенных экспериментов, которые могли бы предоставить нам недостающие данные, потребовались бы детекторы размером с планету Юпитер или ускорители частиц размером со всю нашу галактику.
Защищая теорию струн, некоторые физики предложили то, что выглядит как поправки к железному правилу. Один из предложенных пересмотров позволил бы единству, красоте и согласованности теории струн свидетельствовать в ее пользу не только в частных размышлениях ученых – это, как мы помним, разрешено, – но и в ходе официальной научной аргументации. Это равносильно приостановлению действия указа железного правила о том, что все официальные дебаты проводятся только путем приведения результатов эмпирической проверки. Иногда говорят, что ученые, поддерживающие это предложение, выступают за «постэмпирическую физику». Следует ли допускать такое?
Это крайне заманчивая перспектива. Более того, я сам говорил, что эстетические рассуждения могут привести к глубокому проникновению в законы природы, и поэтому их исключение из научной аргументации нарушает фундаментальную заповедь рационального мышления. Таким образом, все, о чем просят сторонники теории струн, – не более чем логическое усовершенствование научного метода.
И все же у метода есть функция, которая выходит за рамки его прискорбной логики. Он существует для того, чтобы провести глубокий, требовательный эксперимент. Впустите эстетику в науку, и необходимость измерения потеряет свое значение. Я не могу с уверенностью утверждать, что это приведет к катастрофе; однако риск огромен.
Поэтому лучше не вмешиваться в железное правило, в работу машины знаний. Нужно определить повестку дня, а затем отступить назад; и пусть все идет своим чередом.
Однако я не упомянул радикальных субъективистов – тех мыслителей, которые считают, что у машины знаний, науки, вообще нет отдельного метода, как нет и фиксированной процедуры работы.
Социологи Гарри Коллинз и Тревор Пинч, ярые сторонники радикального субъективизма, сравнивают науку с големом – автоматом, сделанным из инертной материи и приводимым в действие магическими словами, написанными на бумаге и вложенными ему в рот, сверхъестественно могущественным, но почти не поддающимся действительно аккуратному управлению. «Он будет выполнять приказы, – пишут они, – выполнять вашу работу и защищать вас от врага. Но будет делать это неуклюже и небезопасно. Лишившись же контроля, голем и вовсе может уничтожить хозяев своей неистовой энергией».
Думаю, мое мнение о том, что наука будет процветать, если позволить ей идти своим путем, Коллинз и Пинч посчитали бы безрассудным. Поэтому мы должны задать еще один вопрос: «Как обуздать науку?»
Архетипический голем был придуман в конце 1500-х годов раввином из Праги Иудой Лоу бен Бецалелем для защиты еврейского населения города. Согласно одному из рассказов, когда голем начал выходить из себя, раввину пришлось забрать из уст голема оживляющее заклинание –
В этой легенде можно различить радикальную субъективистскую программу: лишите науку притязаний на абсолютную истину, и она будет укрощена. Однако более внимательное прочтение метафоры Коллинза и Пинча показывает, что нейтрализация машины знаний очень далека от тех целей, которые они ставят перед собой. Они считают голема «неуклюжим великаном», «созданием нашего искусства и ремесла», которого, несмотря на все его недостатки, «мы должны научиться любить таким, какой он есть». Цель их книги – не поставить науку на колени, а понять, как она работает, увидеть, как создаются ее знания.
У меня та же цель. Как вы знаете, я не поддерживаю понимание науки, предложенное такими субъективистами, как Коллинз и Пинч. Они упустили из виду железное правило; следовательно, они упустили сам научный метод. Однако верните методу его надлежащее место в сердце машины, и образ голема сохранит свою силу.
Легендарный голем был сделан из глины и оживлен волшебным словом. Сырьем для научного голема являются люди, организованные и наделенные властью в соответствии с железным правилом. (Превращение Ньютона Блейка скульптором Эдуардо Паолоцци, изображенное на фронтисписе к этой книге, может служить прекрасным символическим изображением созданной человеком машины знаний.)
Легендарный голем обладал собственным разумом. Наука состоит из множества умов – умов множества ученых, каждый из которых интерпретирует факты в свете своей собственной культуры и образования, своего собственного вкуса и склонностей и действует соответственно. Однако в центре этого многообразия находится нечто большее – общественная арена, на которой разворачиваются научные дебаты. Мы можем представить это как театр сознания, принадлежащий самому голему. Память голема – это архив наблюдений и экспериментов; ход его мыслей – это аргументы, опубликованные спорящими учеными. Таким образом, рассуждения, которые происходят в голове голема, неполны и противоречивы. Но в то же время он действует как бы в стороне от забот тех людей, которые его сделали.
Мы долго и упорно боролись за создание машины знаний. Как же мы теперь можем извлечь наибольшую выгоду из ее существования? Направьте ее в правильном направлении и отпустите. Эмпирическая наука – тупое животное, но, не чувствуя боли и не ведая страха, она может делать то, чего не можем сделать мы сами с нашим утонченным умом и острой чувствительностью. Уткнувшись носом в землю, она не обращает внимания на политические и личные проблемы отдельных ученых, оставляя позади их культурный багаж и мелкие эгоистичные интересы.
Эта великолепная «узколобость» может указать нам путь к подлинному счастью. Однако это сопряжено с определенными затратами и компромиссами. Цена – это иррациональность: существо отказывается от багажа личных убеждений, не обращая внимания на его ценность. Компромисс заключается в амбивалентности: пока не достигнута бэконовская конвергенция, наука не выносит суждений о том, что показывают факты, во что бы ни верили отдельные ученые.
Научную иррациональность мы будем терпеть, даже приветствовать, если она придаст голему большую силу. Для общества, находящегося в поиске ответов, амбивалентность гораздо более пугающая.
Климат меняется все сильнее, люди тоже. Экзотические болезни – Эбола, СПИД, атипичная пневмония, БВРС, вирус Зика, COVID-19, которые свирепствуют сейчас, – передаются от животных к людям все чаще и чаще. Технология становится все компактней и при этом все могущественней, и некоторые уже усматривают в этом признаки все более плотно захлопывающейся ловушки. Мы побаловали и похвалили машину знаний, предоставив ей автономию, необходимую для роста. Сейчас мы отчаянно нуждаемся в ее помощи.
Рисунок 14.2. Клетка, инфицированная SARS-CoV-2, коронавирусом, вызывающим COVID-19
При наличии достаточного количества доказательств – при достижении бэконовской конвергенции или, по крайней мере, при приближении к ней – среди ученых будет существовать консенсус, который по смыслу равен тому, что наука по какому-то поводу заговорила единым голосом. Но в тот момент, когда какая-то критическая проблема становится остроактуальной, у нас на руках зачастую оказываются только разрозненные и неполные доказательства: разные ученые, приводя разные оценки правдоподобия по одному и тому же вопросу, будут высказывать разные мнения. Голос голема в этих случаях звучит не как гармонирующий хор, а как бормотание перед началом концерта: шум тысячи накладывающихся друг на друга голосов.
Чтобы разобраться в этой какофонии, мы должны найти переводчика. По вопросам изменения климата главным толкователем является МГЭИК, Межправительственная группа экспертов по изменению климата. МГЭИК, координируемая Организацией Объединенных Наций, собирает ученых со всего мира в рабочие группы, которые вносят свой вклад в подготовку докладов об оценке ситуации, публикуемых каждые несколько лет. Цель докладов – обобщить научные знания о климате; среди прочего, они оценивают степень достоверности гипотез, порой приписывая «среднюю достоверность» одной и «очень высокую достоверность» другой, а также вероятность конкретных событий и фактов – таких как повышение средней температуры на Земле на 3 градуса к 2050 году или повышение уровня моря на 13 сантиметров к 2100 году, – используя такие выражения, как «скорее да, чем нет», «вероятно», «весьма вероятно» и так далее. (Точно так же правительства Великобритании, США и других стран созвали комитеты экспертов во время кризиса с COVID-19, чтобы составить прогнозы на основании ошеломляющего множества противоречивых эпидемиологических моделей.)
Рисунок 14.3. Ураган «Сэнди» затопил туннель Бруклин-Бэттери в Нью-Йорке, 29 октября 2012 года
Такая комиссия, несмотря на весь свой опыт и кропотливую работу, не может определить, что говорит наука по какому-либо вопросу. Наука не придерживается определенных взглядов. Прогнозы МГЭИК создаются, как и все подобные данные, путем добавления к научным фактам набора рейтингов правдоподобия. Хотя МГЭИК стремится использовать ряд рейтингов, которые в некотором смысле отражают центр тяжести научного мнения, они все равно субъективны: они не основаны на объективных доказательствах, а скорее являются тем, что необходимо добавить к доказательствам, чтобы побудить ученых начать публичное выступление. Отсюда следует, утверждает Стивен Найденыш, ведущий автор нескольких докладов МГЭИК, что «если мы заботимся о будущем, то должны научиться использовать субъективный анализ».
Мы так и делаем. Интерпретация требует мировоззрения. Кун учил, что наука слепа к любому мировоззрению, отличному от господствующей парадигмы. Он переоценил ее интеллект и изощренность: она слепа к любым мировоззрениям. Безграничная сосредоточенность на результатах – вот что делает науку таким неумолимым охотником за знаниями. Однако, чтобы понять все знания, которые она находит, мы должны привнести в исследование нашу субъективность, заглянув в разум монстра человеческими глазами. В этом одном важнейшем отношении радикальные субъективисты правы.
Машина знаний зародилась во тьме доисторических времен. Взошло солнце цивилизации, принеся с собой литературу и юриспруденцию, купола храмов и арки авансцен, а также более абстрактные удовольствия от математики и философии. Солнце науки, тем временем, таилось глубоко за горизонтом. Исследователь античной культуры не найдет во тьме веков ни одного основания для возникновения чего-то подобного современной науке. Так продолжалось веками, тысячелетиями. Империи приходили и уходили; каждая оставляла человечеству свои непреходящие эстетические и интеллектуальные дары, но науки не было.
Научная революция одним махом изменила все. Солнце науки, казалось, появилось не на горизонте, а сразу в зените, когда неистовый гений Ньютона и его помощников засиял на небесах. Оно горело гораздо ярче, чем даже солнце цивилизации. Наша душная, переполненная, загрязненная планета – следствие восхода этого солнца, как и наша жизнь – все более долгая, комфортная и веселая.
Галилей стремился познать природу света. «Я всегда чувствовал себя настолько неспособным понять, что такое свет, – писал он другу, – что с радостью провел бы всю свою жизнь в тюрьме, питаясь хлебом и водой, если бы только был уверен, что в конце концов достигну этого долгожданного понимания». Менее четырехсот лет спустя, благодаря Исааку Ньютону, Джеймсу Клерку Максвеллу и Альберту Эйнштейну – наряду со многими другими – мы обладаем этими знаниями. Свет науки направляет нас к такому же пониманию. В этой книге я рассказал вам правду такой, какой ее вижу я.
Наука – это не свет; ее не ведет путеводная звезда. Но это и не голем, не хрустальная туфелька, не птица и не коралловый риф. На самом деле это даже не машина. Это социальный институт. Она не могла появиться благодаря некоему небесному телу или магическому заклинанию. Исследователи должны были сами установить правило, по которому работает научное учреждение. Но железное правило – это своеобразная смесь всевластия и порочности. По логике вещей, оно выходит за рамки дозволенного. Потребовалось чрезвычайно много времени, чтобы социальные, политические и моральные условия сложились в перспективу, с которой правило стало казаться достаточно приемлемой идеей, достойной того, чтобы войти в научные кабинеты. Теперь мы знаем ее. И благодаря железному правилу мы можем продолжать узнавать все больше и больше. Будем надеяться, что знание спасет нас.
Я, вероятно, не смогу перечислить всех писателей, читателей, преподавателей и студентов, сыгравших определенную роль в зарождении «Машины знаний», даже если вспомню, кто к какой мысли меня напрямую или косвенно подтолкнул. Однако два человека сыграли особую роль: мой бывший коллега Питер Годфрисмит, который помог мне лучше понять историю и социологию науки и с которым я впервые читал курс про Куна, Поппера и многих других персонажей этой книги; а также Филип Китчер, чьи работы вдохновили меня на первые исследования в области социальной структуры науки: теперь он – мой надежный источник информации и поддержки.
Многие друзья прочитали и прокомментировали различные части рукописи: Джой Коннолли, Эрик Куриэл, Ребекка Голдстайн, Лианна Макленнан, Эшли Миллер, Марко Натан, Кэти Тэбб и Джей Ди Траут. Я благодарю их, а также Тревора Тейтеля за его помощь в поиске литературы по физике несуществующих упоминаний о красоте, и Майю Джейсонофф за увлекательный экскурс в пространство всех мыслимых названий. Спасибо также Фонду Кавли, Стиву Холлу и Гэри Маркусу за вдохновляющее, но слишком короткое обучение искусству научного письма.
Эта книга была бы совсем другой и намного хуже, если бы не требовательное внимание двух редакторов: Боба Вейла, моего редактора из Liveright, и Джессики Лоудис. Безупречное сочетание терпения и раздражения, проявленное Бобом в течение долгих пяти лет написания и доработки, оказалось большим, чем мог бы ожидать любой писатель. Я глубоко благодарен вам. Также было бы трудно представить, как я пережил бы весь этот процесс без поддержки и советов (не всегда касающихся написания текстов) моего агента Криса Калхуна.
Что касается деловой части книги, я очень ценю заботу и внимание всех сотрудников Liveright – в частности, Гейба Качака, Фила Марино и Мари Пантоян, если назвать тех, с кем я работал непосредственно, – а также моего скрупулезного редактора Джанет Гринблатт и моего неутомимого, непревзойденного исследователя изображений, Триш Маркс.
Наконец, моя благодарность Магнусонам за использование Moog, где книга начиналась и процветала.
Бэконовская конвергенция – процесс, в ходе которого результаты эмпирических тестов в долгосрочной перспективе приводят к консенсусу по какому-либо заданному вопросу относительно единственной теории, способной объяснить все наблюдаемое, – истинной теории.
Объяснительный релятивизм – философская доктрина о том, что каждая эпоха или школа имеет собственные стандарты объяснения и понимания. Стандарты одной эпохи и, следовательно, ее объяснения будут иметь мало смысла или вообще не будут иметь его для мыслителей другой эпохи.
Железное правило объяснения – правило, требующее, чтобы все научные аргументы подтверждались эмпирическими проверками, наряду с уточнениями, дополняющими исходное требование: определение эмпирического тестирования в терминах поверхностного причинно-следственного объяснения, определение официальной научной аргументации в отличие от неофициальных или частных рассуждений и исключение всех субъективных и неэмпирических соображений (философских, религиозных, эстетических), вытекающих из официальной научной аргументации.
Методизм – точка зрения, согласно которой способность науки находить истину объясняется особой техникой или формой организации, особым способом работы с эмпирическими данными, так называемым научным методом.
Оценка правдоподобия – это уровень уверенности ученого в том, что гипотеза или другое предположение верно.
Радикальный субъективизм – точка зрения, согласно которой, поскольку результаты рассуждений и аргументации ученых так сильно зависят от индивидуальных вкусов и целей, институциональных предубеждений и политики, а также социальных потребностей и нравов, у науки нет фиксированной, строгой процедуры познания мира. Отсюда следует, что не существует объективно превосходящего «научного» образа мышления, никакого «научного метода».
Поверхностное каузальное объяснение – объяснение, в котором событие или явление объясняется путем выведения его из каузальных законов, других каузальных обобщений и фоновых условий, без какого-либо вспомогательного объяснения или философского обоснования каузального процесса, лежащего в основе законов.
Теоретическая когорта – теория, объединенная с некоторыми дополнительными предположениями о мире, включая предположения об аппаратуре и экспериментальных условиях, которые необходимы для того, чтобы теории имели наблюдаемые следствия.
Тихонический принцип – тот факт, что наиболее многообещающие конкурирующие теории строения мира проявляют свои разногласия в мелких наблюдаемых деталях, но только в них. Таким образом, бэконовская конвергенция в отношении истинных теорий возможна только посредством большого количества сложных, высокоточных наблюдений.
Некоторые из упомянутых здесь источников и ресурсов общедоступны онлайн; до некоторых довольно трудно добраться, если вы не сотрудник университета. Я рекомендую проверять веб-страницы авторов на наличие «препринтов» (то есть почти окончательных версий статей, но которые, в отличие от финального варианта, доступны бесплатно). Препринты моих собственных статей размещены на моем веб-сайте по адресу http://www.strevens.org. Полезный ресурс со статьями на философские темы – Стэнфордская энциклопедия философии (http://plato.stanford.edu).
8 К своему запасу знаний, если таковой вообще имеется: впрочем есть достойные исключения: астрономы-математики в Вавилоне и Греции разработали теории, которые точно предсказывали движение Солнца, Луны и планет, а греческий мыслитель Архимед сделал важные открытия в гидростатике, или науке о плавании, увековеченные в его ставшем знаменитым восклицании «Эврика!»
12 «Такой вещи, как научная революция, попросту не было»: первое предложение книги Шейпина «Научная революция как событие». Искусное несоответствие между названием работы Шейпина и его первым предложением иллюстрирует два способа использования термина «научная революция». С одной стороны, это название конкретной последовательности событий – наблюдение спутников Юпитера, открытие кровообращения, изложение ньютоновской физики, – которое зафиксировано во множестве исторических свидетельств. С другой стороны, это название предполагаемого нового интеллектуального или общественного движения, которое ускорило эти события. Шейпин пишет социальную историю одного явления, отрицая существование другого.
12 «По-прежнему окутана тьмой»: Фейерабенд,
19 Осуждение тоталитаризма: Поппер,
19 Возможно, единственный, как он писал, вид человеческой деятельности: Поппер,
19 Его монументальном труде:
20 «Величайший»: в радиоинтервью BBC, цитируемом Мэги, Поппер.
20 «Военные годы и их последствия»: Поппер,
21 «Свобода важнее равенства»: Поппер,
21 «Я помню только»: Поппер,
23 «Интеллектуальных различий нет»: Рассел,
24 «Если красного смещения»: одобрительно цитируется Поппером в
25 «Научные теории, если их не фальсифицировать»: Поппер,
26 Нет смысла пытаться собирать доказательства: Поппер считал, что ученые должны проявлять определенное уважение к теориям, которые выдержали суровую проверку. Он сказал, что такие теории «хорошо подтверждены», тем не менее придерживался своей антииндуктивной точки зрения, согласно которой у нас не больше оснований верить хорошо подтвержденной теории, чем теории, которая вообще не была проверена.
26 «Пусть наши домыслы… умирают вместо нас!»: Поппер, «Natural Selection and the Emergence of Mind», 354.
27 «В науке больше ничего нет»: цитируется Мэги,
27 «Я учился у Поппера»: Экклс, «Under the Spell of the Synapse», 162.
27 Анатом Солли Цукерман: Николас Уэйд описывает этот эпизод в «Нобелевской дуэли», стр. 54. В рассматриваемом мозге предположительно отсутствовал канал между гипоталамусом и гипофизом, который, по словам Харриса, был необходим для наступления течки у хорьков, что, тем не менее, произошло у хорька Цукермана. Харрис указал на множество способов, которыми этот единичный случай может ввести в заблуждение. Он выиграл спор, и теперь многие считают его «отцом нейроэндокринологии» за его теорию гормональной коммуникации внутри мозга.
28 «Наконец-то я понял проблему индукции»: эта история рассказана Рональдом Гиром в его книге
29 Моррис вспоминает, что Кун: Как описывает Моррис в
29 «Невротичный, неуверенный в себе молодой человек»: Цитаты взяты из интервью с Куном в
30 «Внезапно фрагменты в моей голове»: Кун, «What Are Scientific Revolutions?», 9.
33 Они сочли бы это непостижимым: Кун говорит о власти парадигмы многими различными способами. Иногда, особенно на ранних этапах научных революций, парадигма – это просто набор допущений, которые ученые принимают как должное, хотя они строго контролируются обществом. (Ученых, которые осмеливаются не соглашаться с парадигмой, «просто вычеркивают из профессии, которая впоследствии игнорирует их работу» (стр. 19)). Далее в книге говорится, что парадигма приводит к «огромному ограничению видения ученого» (стр. 64), и к концу книги ученые с разными парадигмами «практикуют свои профессии в разных мирах» (стр. 149). В своем изложении Куна я подчеркиваю его более сильные утверждения о влиянии парадигмы на умы ученых.
33 Возможно, первая научная революция: По вопросу о том, была ли греческая астрономия достаточно научной, чтобы переход от Птолемея к Копернику представлял собой научную революцию в нижнем регистре, Кун выражался немного расплывчато. То же самое верно и для перехода от особого творения к Дарвину.
35 «Нормальная наука… предопределена»: Кун,
36 Некий провидец, «глубоко погруженный в кризис»: Все цитаты в этом абзаце взяты из Куна,
36 «Опыт преобразования»: Кун,
36 «Когда появляются парадигмы»: Кун,
38 Возможно, если бы у вас было два мозга: поняли бы ваши два мозга друг друга достаточно хорошо, чтобы выбрать главного? Кун предположил, что не существует общей методологической, концептуальной или лингвистической основы, которую они могли бы использовать для обсуждения своих различий – затруднительное положение, которое он назвал «несоизмеримостью». В течение многих лет он работал над окончательной формулировкой своей позиции, но так и не преуспел в этом.
38 Аристотелевцы и ньютоновцы живут в разных мирах: в этом суть противоречивой главы 10
39 «Как в политических революциях»: Кун,
39 «Психология толпы»: Лакатос выдвинул это обвинение в своем длинном и влиятельном эссе 1970 года «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ», 178.
40 Более поздние парадигмы, как правило, обладают большей предсказательной силой: это не означает, как подчеркивал Кун, что новая парадигма может предсказать все, что предсказывала ее предшественница. С точки зрения прогнозирования это может быть два шага вперед и один шаг назад – но в итоге это все равно движение вперед.
42 Нобелевская премия 1977 года: Гиймен и Шелли разделили премию с Розалиндой Ялоу, которая была удостоена награды за другое, но связанное достижение. Увлекательный рассказ о поединке между Гийменом и Шелли можно найти в книге Николаса Уэйда
42 «Огромное количество»: Латур и Вулгар,
42 «Никому раньше не приходилось обрабатывать»: цитируется в Латур и Вулгар,
43 Биологи Питер и Розмари Грант: Работа Грантов незабываемо описана в книге Джонатана Вайнера
45 Многолетние «Генетические исследования гениальности» Льюиса Термена: Начиная с 1921 года, Термен набирал калифорнийских детей в возрасте от 8 до 13 лет, которые особенно хорошо справлялись с целым рядом тестов, особенно с IQ-тестом Стэнфорда-Бине, который он сам разработал. Его цель состояла в том, чтобы проследить за этими «одаренными» детьми на протяжении всей их жизни, изучая пути расцвета их «гениальности». Но оказалось, что они были ненамного более склонны к проявлению большой творческой силы, чем любые другие дети. Предположение о том, что IQ и гениальность идут рука об руку, было ошибочным. Проект продолжается и по сей день, прослеживая жизнь испытуемых, которым сейчас за девяносто, но преследует совершенно иные цели.
45 Лето, которое она провела в Колорадо: как описано в книге Джарен
46 «Вы должны верить»: Цитируется в Ашванден, «Science Isn’t Broken», http://fivethirtyeight.com/features/science-isnt-broken/
47 «Только такой человек, как я»: из автобиографической заметки, которую Шелли написал после присуждения Нобелевской премии (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1977/schally/biographical/).
47 Я думаю, что Поппер и Кун правы: если бы я вел счет, то отдал бы здесь должное Куну: он делает больший акцент, чем Поппер, на мотивирующей силе методологического консенсуса.
52 Молодого Карла Поппера: Как говорилось в предыдущей главе, проверки теории относительности вдохновили Поппера на идею фальсификации. Таким образом, эксперимент проводился не только по попперовской схеме; он сформировал самого Поппера.
55 «Логика ситуации кажется не совсем ясной»: Кэмпбелл цитируется на стр. 78 книги Эрмана и Глимура «Relativity and Eclipses», моего основного источника критики эксперимента Эддингтона.
В защиту пренебрежения Эддингтона данными с бразильского астрографического телескопа выступил физик Дэниел Кеннефик в книге «Testing Relativity from the 1919 Eclipse». Кеннефик ясно объясняет, как «изменение масштаба» привело бы к систематической ошибке, но не обращает внимания на любопытный факт, что Эддингтон и его соавторы не пытаются убедить своих читателей в том, что такое изменение произошло, а не было простой потерей фокуса, которая не привела бы к какому-либо систематическому смещению в астрографических измерениях. Насколько мы можем судить, Эддингтон просто выбрал объяснение, которое наилучшим образом соответствовало его целям. Я снова подниму вопрос об упущении Эддингтона в главах 3 и 7.
Книга Мэтью Стэнли «An Expedition to Heal the Wounds of War» также в значительной степени соответствует трактовке данных Эддингтоном и содержит много увлекательной исторической информации. Стэнли дает более широкую перспективу в своей книге «Einstein’s War».
55 «Стремление к истине»: цитируется Мэтью Стэнли, «An Expedition to Heal the Wounds of War», 64. Стэнли утверждает, что Эддингтон рассматривал экспедицию Эддингтона как «религиозное призвание» (стр. 59).
55 «Самая влиятельная фигура в британской астрономии»: Эрман и Глимур, «Relativity and Eclipses», 71.
57 Согласно Карлу Попперу: Есть и другие моменты, в которых эксперимент с затмением противоречит простой попперовской интерпретации. Бразильские телескопы дали два противоречащих друг другу измерения отклонения света, что создает очевидную проблему для фальсификации как научного метода: ни одна теория не может предсказать оба результата; таким образом, каждая теория будет фальсифицирована. В следующей главе мы увидим, что Поппер может сказать по этому поводу.
57 Согласно Томасу Куну: Следует ли рассматривать эксперимент Эддингтона с затмением как происходящий в рамках ньютоновской парадигмы или зарождающейся парадигмы Эйнштейна? Такие вопросы часто возникают при попытке прочитать историю в терминах Куна: науке часто не удавалось развиваться тем аккуратным образом, который описан в книге Куна «Структура научных революций». Как следствие, Кун продолжил совершенствовать свою концепцию цикла науки, управляемой парадигмой, кризиса и революции после публикации своей самой известной книги. Однако большинство историков науки, хотя и признают огромную важность Куна, отказались от попыток понять историю науки в терминах ряда сменяющих друг друга парадигм по этой причине, а также по причинам, обсуждаемым на протяжении всей настоящей главы. Роль идей Куна в современной истории науки кратко изложена в небольшой статье Марио Бьяджиоли «Productive Illusions».
58 Можно увидеть, как отбрасываются крупнейшие имена науки: см., соответственно, Фишер, «Has Mendel’s Work Been Rediscovered?»; Ричардсон и др., «There Is No Highly Conserved Embryonic Stage in the Vertebrates»; Холтон, «Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Dispute»; Уэстфолл, «Newton and the Fudge Factor» (цитата взята со стр. 753). В каждом случае обвинения в неподобающем поведении вызвали оживленные дебаты о виновности ученых и ущербе, нанесенном науке – при этом некоторые авторы настаивали на незначительной виновности и меньшем ущербе, – но практически нет сомнений в том, что имело место определенное количество преднамеренного искажения фактов.
58 Оригинальная презентация Эддингтона: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light».
64 Пастер и Пуше поссорились: эта история рассказана в книге Коллинза и Пинча «The Golem», которая также содержит краткий, доступный и довольно скучный отчет о маневрах Эддингтона.
64 Воинственный и несправедливый спорщик: хорошая биография, в которой учтены записные книжки, – это «Луи Пастер» Патриса Дебре.
65 Группа, поддерживаемая промышленностью, с гораздо большей вероятностью: О газировке: Бес-Растролло и др., «Financial Conflicts of Interest and Reporting Bias Regarding the Association between Sugar-Sweetened Beverages and Weight Gain». О пассивном курении: Барнс и Беро, «Why Review Articles on the Health Effects of Passive Smoking Reach Different Conclusions». Об испытаниях лекарственных средств: Чо и Беро, «Quality of Drug Studies Published in Symposium Proceedings». См. также Бекельман, Ли и Гросс, «Scope and Impact of Financial Conflicts of Interest in Biomedical Research».
66 Молодой немецкий ученый и исследователь: в книге «Альфред Вегенер» Мотта Грина представлено всестороннее описание жизни Вегенера, на которое я опираюсь здесь.
67 Возможно, мы все еще ждем: доказательства, указывающие на распространение морского дна как на механизм, с помощью которого перемещаются континенты, были обнаружены учеными, которые вообще не думали о дрейфе – еще одна причина думать, что последнее, что когда-либо должна была делать наука, – это замедляться или останавливаться.
67 Ученые в Соединенных Штатах: Наоми Орескес в книге «Rejection of Continental Drift» рассматривает предположения о механизме дрейфа, появившиеся в работе Вегенера и после нее. Объяснение Орескес этого противоречия несколько отличается от моего, хотя оно по-своему иллюстрирует мою точку зрения о важности различий в методологических вкусах: она объясняет осторожность геологов США как основанную на подозрении в грандиозной, основанной на теории геологии в пользу восходящего, индуктивного, теоретически плюралистического (или даже агностического) подхода. Я сам интерпретирую «индуктивную» позицию американских геологов как включающую, среди прочего, требование, чтобы каждая рабочая часть большой систематической теории была независимо подтверждена и, таким образом, чтобы механизм дрейфа, постулируемый теорией Вегенера, был не просто возможен в принципе, но и подтверждался наблюдениями, которые каким-то образом подходят для демонстрации существования этого явления.
72 «[Наука] прекрасно поддается самокоррекции»: во вступительной речи в Калифорнийском технологическом институте в 2016 году; стенограмма опубликована по адресу http://www.newyorker.com/news/news-desk/the-mistrust-of-science.
73 «Научных знаний не существовало» – Латур: Все цитаты в этом абзаце взяты из Латура и Вулгара,
73 «Приспособления для записей»: Латур и Вулгар,
75 «Локальные неофициальные переговоры»: Латур и Вулгар,
75 «Мы не смогли идентифицировать»: Латур и Вулгар,
76 «Работа, которую они выполняли»: Цимринг,
77 «Мир природы играет небольшую или несуществующую роль»: Коллинз: в «Stages in the Empirical Programme of Relativism», 3. Ароновиц: в
77 Безнадежны все без исключения: в этой главе меня главным образом интересовали аспекты научной практики, которые в равной степени подрывают методистские подходы Поппера и Куна. Таким образом, я не придал особого значения признакам того, что многие ученые активно стремятся ниспровергнуть господствующую ортодоксию (см., например, «We Want to Break Physics» по ссылке http://www.bbc.com/news/science-environment-31162725). Такие бунтарские вопли вредны для Куна, но хороши для Поппера. Точно так же я не останавливался на случаях, когда ученые бездумно повторяют ортодоксию – плохо для Поппера, но хорошо для Куна.
78 Теоретический и практический успех науки: Вопрос о соотношении науки и техники широко обсуждался в научных исследованиях в 1980-х годах. Общее мнение в конечном счете остановилось на том, что называется «интерактивным представлением», описанным, например, Александром Келлером: «Итак, создала ли наука технологию? Ответ должен быть двояким. Один ответ таков: Нет, она не была первооткрывателем… Другой таков: да, современные технологии были бы невозможны без научной подготовки и понимания природы вещей» («Has Science Created Technology?»,182). Статья Келлера включает в себя содержательный обзор послевоенных исследований связей между фундаментальной наукой и технологическими инновациями.
78 «Наука остается»: Шейпин, «Научная революция как событие», 165. Даже Гарри Коллинз, чье радикальное изречение цитировалось ранее, рад сказать, что ученые являются «выдающимися экспертами в области устройства мира природы» (в соавторстве с Тревором Пинчем в «The Golem», 142).
80 «Какая-то жидкость для розжига»: цитируется Дэвид Гранн, «Trial by Fire»,
81 Те, кто способствовал возбуждению дела против него: по-видимому, люди, причастные к осуждению Уиллингема, все еще в целом верят, что он был виновен.
88 Проведите эксперимент во второй раз: требование Поппера сильнее этого: для фальсификации он требует «подтверждения» «фальсифицирующей гипотезы», что подразумевает повторное предъявление или наблюдение фальсифицирующего факта.
88 «Не повторится в течение многих лет»: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light», 293.
91 «Созидающая и направляющая сила»: цитаты взяты из биографии Кельвина Смита и Уайза,
91 Но наука дарвинизма: сам Чарльз Дарвин постепенно терял веру. Размышляя об этом позже, он писал: «Неверие охватывало меня очень медленно… настолько медленно, что я не испытывал никакого огорчения и с тех пор ни на секунду не сомневался в правильности своего заключения» (Дарвин,
92 Кельвин предполагал первоначальную температуру: Также важным для оценки Кельвина, а также измеренным Форбсом, был температурный градиент, то есть степень, до которой земля становится горячее по мере того, как вы копаете глубже. Форбс, конечно, смог оценить этот градиент только очень близко к поверхности.
92 «Гораздо ближе к 20, чем к 40»: цитируется в Далримпл,
93 Дарвин был опровергнут: Кельвин был озабочен опровержением «униформистской» геологии середины XIX века (возможно, даже больше, чем опровержением дарвинизма) с ее обращением к «невообразимо огромным» промежуткам времени, необходимым для отложения пластов и образования геологических формаций, на которые впервые обратили внимание геологи. По-видимому, найдя начало и конец, Кельвин стремился восстановить повествовательную дугу в разворачивающемся времени, создав место как для творения, так и для искупления. Но он не пренебрегал влиянием своих расчетов на гипотезу эволюции путем естественного отбора: его ограничение возраста Земли, писал он с очевидным удовлетворением, «кажется достаточным для опровержения» гипотезы Дарвина (цитируется в Берчфилд,
93 «Что вы получаете в результате»: из обращения Хаксли к Лондонскому геологическому обществу в 1869 году, в котором он начал свою первоначальную атаку на датировку Кельвина. Цитируется в Берчфилд,
93 «Натурфилософия… уже указывает»: цитируется Дэвидом Линдли,
94 Он полагался на предположения: предположения Кельвина исследуются в Далримпл,
94 Хаксли был прав: оценки возраста Солнца также были основаны на ложных предположениях. Кельвин и другие исследователи, Герман фон Гельмгольц и Саймон Ньюкомб, предположили, что солнечная энергия образуется за счет гравитационного сжатия; на самом деле почти вся она вырабатывается в результате неизвестного тогда процесса ядерного синтеза.
97 Настолько сильна, насколько сильно ее самое слабое звено: Сложная цепочка рассуждений может иметь структуру, которая является более сложной, чем простая последовательность звеньев. В некоторых точках, например, цепочка может ненадолго разделиться на две нити, каждая из которых несет часть веса, как в случае, когда критическое предположение подтверждается двумя независимыми соображениями. В этих случаях не всегда верно, что цепь не прочнее ее самого слабого звена. Но более общая мораль – что надежная оценка прочности цепи невозможна без надежной оценки прочности ее отдельных звеньев – остается в силе.
98 Предположение о твердости: Кельвин фактически посвятил значительное время и энергию аргументации в пользу предположения о твердости: он рассмотрел различные способы охлаждения сферы из расплавленной породы, какой, по его предположению, когда-о была земля, и пришел к выводу, что, согласно любой из этих историй, земля должна была затвердеть в самом начале своей истории. Тогда он сделал все возможное, чтобы экстраполировать современные физические знания, но обобщение на всю планету оказалось, как и предполагали Хаксли и компания, слишком далеко зашедшим шагом.
98 Неразрывный круг: одни и те же круги могут возникать даже при отсутствии больших теоретических вспомогательных допущений. Одна из претензий к интерпретации наблюдений затмения Эддингтоном заключалась в том, что при расчете угла отклонения света, подразумеваемого измерениями телескопа с Принсипи, он в какой-то момент предположил правильность теории Эйнштейна – той самой теории, которую измерения должны были проверить. Некоторые социологи называют цикличность, которая исключает независимую объективную проверку вспомогательных предположений, «регрессом экспериментатора». Философы называют это (как бы грустно ни было мне это писать) «холизмом подтверждения».
101 Сердце научной логики – это человеческое сердце: чтобы более точно сформулировать эти идеи, философы разработали вероятностную логику, отражающую рейтинг правдоподобия ученых и их роль в оценке доказательств. Такие логические системы отличаются друг от друга по-разному, но все они в какой-то степени реализуют простую идею: если ваша цепочка обрывается, заподозрите самое слабое звено.
Наиболее влиятельная вероятностная система была впервые разработана священником и математиком XVIII века Томасом Байесом (1701–1761). Подход Байеса не может быть полностью правильным – он предполагает, что ученые заранее знают все возможные теории, – но он обеспечивает превосходную модель многих аспектов научного исследования.
В байесовской системе ранжирование учеными правдоподобия важных вещей – гипотез и вспомогательных предположений – представлено числами от 0 до 1, варьирующимися от человека к человеку. Исходя из некоторых простых математических фактов и столь же простого предположения о том, как ученые принимают во внимание новые доказательства, легко показать, что значимость того или иного доказательства может сильно варьироваться в зависимости от рейтинга правдоподобия ученого. Действительно, одно и то же доказательство может как подтверждать, так и опровергать теорию, учитывая разные рейтинги. Демонстрация абстрагируется от реальных причин, по которым ученые расходятся в своих рейтингах: она рассматривает эстетические суждения, политически целесообразные рационализации и откровенный самообман совершенно одинаково. Но при этом раскрывается нечто общее для всех рейтингов правдоподобия, независимо от их происхождения: способность разжигать разногласия относительно того, что говорят доказательства, сила, которая, следовательно, сводит на нет любые попытки сформулировать объективное правило для взвешивания доказательств. Некоторые дополнительные следствия байесовской логики обсуждаются в примечании к главе 5 («рейтинги правдоподобия начинают сходиться»).
110 Возможно, предполагает он: альтернативное объяснение предполагает наличие невидимой субстанции, заполняющей даже кажущиеся пустыми пространства, через которые тепло могло бы проходить таким же образом, как оно проходит через более очевидные материалы. Это переходная «волновая теория» теплоты, которая вытеснила калористическую теорию в 1830-х годах, но затем сама уступила место кинетической теории в 1840-х годах. Помимо необходимости объяснить способность тепла распространяться в пустом пространстве, волновая теория была продиктована широко распространенным убеждением (в конечном счете доказавшим свою ложность), что тепло и свет, по сути, одно и то же.
110 Солнечное тепло: Помимо инфракрасного излучения, значительное количество солнечного тепла поступает в виде видимого света в результате процесса, несколько более сложного, чем простое поглощение. Это осложнение не влияет на последующее обсуждение, основанное на предположении Монтекки о том, что световые и тепловые лучи являются различными видами излучения.
111 Эти тепловые лучи таковыми не являются: как физикам предстояло открыть в ХХ веке, электромагнитное излучение состоит из потоков фотонов, частиц, которые ведут себя частично волнообразно, частично как лучи.
114 Если тепловые лучи подобны световым лучам: обычное стекло действительно блокирует некоторые «тепловые лучи» (то есть некоторые частоты в инфракрасном спектре). Черный пластиковый пакет для мусора, хотя и непрозрачен для видимого света, прозрачен для инфракрасного излучения.
115 Найдите эксперимент или наблюдение: иногда тестирование основывается на наблюдении или эксперименте, которые не столь показательны: у одной гипотезы (или, скорее, когорты) есть мнение о результате, а у другой – нет. Вторая гипотеза в этом случае безразлична к тому, что происходит; по сути, наблюдение проверяет первую гипотезу, в то время как другая остается в стороне, пассивно извлекая выгоду, если первая не проходит проверку, подобно политику, извлекающему выгоду из скандала оппонента.
116 Суть научного метода: как я его сформулировал, железное правило основывается на способности гипотез объяснять. Однако ученые часто говорят, что именно с помощью предсказаний проверяются теории. Разве не прогностические различия отличали ньютоновскую и эйнштейновскую теории гравитации или, на самом деле, калористическую и кинетическую теории теплоты?
Да, так оно и было, но такие предсказания, как правило, также являются объяснениями. Теория Эйнштейна не только предсказывает, что свет, проходящий мимо солнца, будет искривляться до определенной степени; она также объясняет, почему он искривляется именно до такой степени. Аналогично, теория излучения Монтекки не только предсказывает, что тепло будет проходить через стекло без замедления; она объясняет, почему это так происходит. Поскольку сохраняется эта двойственность предсказания и объяснения, вряд ли имеет значение, сформулировано ли железное правило в терминах того или другого.
Однако существует множество объяснений, которые не являются предсказаниями: эволюционная теория, социальные науки, большая часть геологии и экономики и даже космология объясняют гораздо больше, чем предсказывают. Биологи-эволюционисты могут дать довольно хорошее объяснение, например, различным отличительным физиологическим особенностям человеческого тела, но они никогда не смогли бы предсказать его форму, если бы, что невероятно, проводили свои исследования 30 миллионов лет назад, как раз в то время, когда линии человекообразных обезьян разошлись.
Что делает предсказание более трудным, чем объяснение, в подобном случае, так это то, что предсказание, но не объяснение, требует, чтобы все относящееся к делу было известно заранее. В объяснении, напротив, у вас есть множество преимуществ ретроспективного взгляда. Предсказать поведение друга или возлюбленной в щекотливой ситуации очень непросто. Но впоследствии объяснение их поведения часто становится совершенно ясным. Такова жизнь.
Так же обстоит дело и с наукой о жизни. Биологи 30 миллионов лет назад не могли предсказать, что современные люди будут ходить на двух ногах, потому что не могли знать наверняка ни о том, что полное двуногое развитие было возможно в линии обезьян – что строение тела предков человечества допускало такую физиологическую конфигурацию, – ни о том, что это было бы выгодно с точки зрения эволюции. С точки зрения сегодняшнего дня эти неопределенности устранены: возможности и преимущества двуногости очевидны. Факты, обнаруженные после события, входят в объяснительную теорию, как и любые другие, позволяя сделать вывод, который был бы нам недоступен, если бы то, что объяснялось, еще не произошло.
Если критерий эмпирической проверки – регулирование деятельности исторических наук, таких как эволюционная теория, то он должен основываться скорее на объяснительной, чем на прогностической способности.
117 Эмпирическое исследование не выявило ничего подобного: единственное исключение, которое приходит мне на ум, – это формирование психоаналитических школ после Фрейда-Юнга, Адлера и остальных. Но это стало возможным именно потому, что психоаналитическая традиция стала отвергать процедурный консенсус, допуская к обсуждению вопросы, отличные от наблюдаемых свидетельств. В этом отношении она ближе к древней натурфилософии, породившей стоическую и эпикурейскую школы, чем к современной психологии: это попытка сформулировать мировоззрение, а не просто науку.
118 Гипоталамусы 160 000 свиней: из Нобелевских автобиографических заметок Шелли (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1977/schally/biographical/).
118 «Он – истеблишмент»: цитируется Латур и Вулгар,
120 «Я ненавижу стандартную модель»: О других физиках элементарных частиц, придерживающихся такой же позиции, читайте в статье «We Want to Break Physics», цитируемой в примечании к главе 2 («безнадежны все без исключения»).
122 Мои разногласия с Куном: Позвольте мне отметить еще одно различие между нами. Для Куна «правила науки» больше похожи на образ жизни: они говорят вам не только о том, какие ходы разрешены, но и о том, что считается хорошим ходом и что представляет собой «спортивное поведение» (среди прочего). Железное правило гораздо ближе к голым правилам спорта, то есть к тому, что прямо изложено в своде правил. Ход может быть законным, но нецелесообразным, заведомо проигрышным. Аналогичным образом, эмпирический тест может быть технически релевантным для аргумента, но неубедительным или избыточным – например, когда один и тот же эксперимент повторяется снова и снова с одним и тем же результатом.
125 Бэкон восхищался древнегреческими натурфилософами: Бэкон считал ранних натурфилософов, таких как Фалес и Анаксимандр, выше Аристотеля и Платона. Чтобы объяснить большую весомость последнего, он отважился сказать: «Время (подобно реке) донесло до нас более легкие, надутые произведения и потопило более солидные и весомые» (
125 «Вечно ходить по кругу»: это и «новое начало» Бэкона,
127 «Невиновен, как никто другой»: согласно Джону Кэмпбеллу,
128 «Каждый противоречивый пример»: Бэкон,
128 «Свойство тепла»: Бэкон,
129 Метод Бэкона не дает объективных указаний: сам Бэкон поощрял ученых разрабатывать рабочие гипотезы по ходу дела, «потому что истина быстрее возникает из ошибки, чем из путаницы» (§ 2.20). Но он не предложил процедуру выбора между такими гипотезами в отсутствие свежих доказательств. Его собственная теория тепла «первого урожая» оказалась на правильном пути, так что с его великолепно проработанным примером проблем не возникло.
130 Рейтинги правдоподобия начинают сходиться: байесовская вероятностная логика, которая, как я отметил в примечании к главе 3 («Сердце научной логики – человеческое сердце»), показывает, что краткосрочные расхождения во мнениях неизбежны и что при определенных обстоятельствах долгосрочное сближение мнений неумолимо. Другими словами, математика байесовской системы доказывает, что по мере того, как продолжают поступать доказательства, ученые, начинающие с различных оценок правдоподобия, будут в своих мнениях все ближе и ближе подходить друг к другу и к истине. Однако, как подразумевает хеджирование «при определенных обстоятельствах», этот обнадеживающий вывод должен быть определенным образом оговорен в соответствии с осложнениями, отмеченными в следующем примечании.
132 Согласие возникает снова и снова: бэконовская конвергенция нелегка, и философы сформулировали веские причины для беспокойства о том, что в отношении некоторых вопросов она может вообще не произойти.
Во-первых, в определенных областях может существовать более одной теории, объясняющей все наблюдаемые факты, независимо от того, сколько их собрано. Не было никакого бэконовского способа выбрать одно из нескольких выдающихся объяснений.
Во-вторых, согласно идеалу Бэкона, сама масса доказательств в конечном счете подавляет все научные пристрастия и предубеждения. Но если доказательства интерпретируются с пристрастной и предвзятой точки зрения, почему вы так уверены в том, что доказательства победят, а пристрастность проиграет? А что, если в человеческий мозг встроены ложные представления о мире? Каждая научная мысль поддавалась бы влиянию этих предпосылок; тогда вы могли бы опасаться, что даже самая мощная доза эмпирических данных не сможет вычеркнуть их из серого вещества – что они будут жить в наших теориях подобно концептуальным паразитам до тех пор, пока существует человеческая раса.
Эти опасения можно развеять, и в результате дискуссия часто бывает увлекательной, затрагивающей некоторые из самых глубоких вопросов во всей философии. Однако браться за такие серьезные темы было бы слишком обременительно на данном этапе книги. Может быть, мне стоит написать второй том? На данный момент, вместо второго тома, я привел простой эмпирический аргумент в пользу того, что бэконовская конвергенция возможна: современная наука, хотя и молода, уже много раз добивалась этого.
133 Написано сэром Фрэнсисом Бэконом: Игнатиус Доннелли, американский политик-популист конца XIX века, который прозорливо (как вскоре выяснится) утверждал, что остров Атлантида когда-то действительно существовал, опубликовал труд «The Great Cryptogram» в 1888 году, утверждая, что произведения Шекспира на самом деле были написаны Фрэнсисом Бэконом. Тот же тезис отстаивался рядом других литературных авантюристов XIX века. По уважительным причинам он приобрел дурную славу.
133 В подвале в Огайо: Я упрощаю некоторые детали эксперимента Майкельсона – Морли в основном тексте. Аппарат медленно вращался, так что были проверены все направления движения относительно Земли. Лучи несколько раз перемещались взад и вперед, прежде чем было сопоставлено время их прибытия. И лучи сравнивались путем просмотра интерференционной картины, созданной при их наложении.
138 «Заставляет ученых исследовать»: Кун,
138 Первый великий ученый в истории: Арман Мари Леруа в «Лагуне» прекрасно пишет о многочисленных наблюдениях Аристотеля и его теориях о природе, подчеркивая их научный дух: «Он изобрел науку [биологию]. Вы могли бы возразить, что [он] изобрел саму науку» (стр. 7).
139 Дэвид Линдберг приводит неполный список: В
145 «Нет вневременных, внеисторических критериев»:
145 Все сущее, животное, растительное: Аристотель отмечает, что существует разница между инертной материей и животными: инертная материя на самом деле не является самодвижущейся, иначе упавшая кофейная чашка не разбилась бы о пол, а нашла бы какой-нибудь способ избежать падения, возможно, выпрыгнув из окна.
146 «Встало на свои места»: цитаты – выдержки из более длинного отрывка, воспроизведенного в главе 1.
149 Его ухоженная борода: Джонатан Барнс пишет об Аристотеле: «Он был немного похож на денди, носил кольца на пальцах и модно коротко стриг волосы» (в своей книге
149 «Физика сама по себе не может объяснить жизнь»: Аристотель приводит свои аргументы против материалистов в
149 Это скорее нечто: согласно Аристотелю, у растений тоже есть психеи, объясняющие их функциональные, адаптированные формы.
150 Форма животного в его теле: я взял эту формулировку из Леруа,
152 Тридцатилетняя война привела бы к гибели: В сложном вопросе оценки военных потерь я опирался на книгу Питера Уилсона
153 Ему приснились три сна: Содержание снов – сильно сжатое и тщательно интерпретированное здесь – было записано Декартом и передано его ранним биографом Адриеном Байе; описания можно найти в любой современной биографии Декарта, от подробной и легко читаемой книги Стивена Гаукрогера «Descartes: An Intellectual Biography» до очаровательной, дискурсивной и несколько эксцентричной книги Ричарда Уотсона «Cogito, Ergo Sum».
154 Разновидность центробежной силы: Как и в случае с центробежной силой в ньютоновской физике, Декарт понимает эту тенденцию не как подлинную силу, а скорее как выражение прямолинейной инерции – тенденции объектов продолжать движение по прямой линии, если только что-то не задерживает их или не встает у них на пути. Объекты, движущиеся по кругу, например вокруг Солнца, будут испытывать эту тенденцию как ощутимый толчок, тянущий их наружу и в сторону от круговой траектории. Сами планеты подвержены такой же инерции; именно невидимая материя, в которую они встроены, мешает им прямиком покинуть Солнечную систему.
156 «Ничто не может обладать какой-либо протяженностью»: Декарт,
156 «Это не менее невозможно»: Из письма Мерсенну, цитируемого Гарбером,
158 Все остальные функции организма: есть одно большое исключение: сознательное мышление. Наша ментальная жизнь, полагал Декарт, протекает в нематериальной душе, которая общается с телом через небольшую структуру в мозге, называемую шишковидной железой. Как бы это ни происходило, это не может быть связано с физическим контактом – довольно неприятная проблема для философа, который только что без тени личного сомнения доказал, что все материальные изменения вызваны столкновениями.
158 Аристотель отверг бы теорию Декарта как безнадежную: декартовская философия, по-видимому, была бы главной мишенью для древнего аргумента Аристотеля против полностью материалистической биологии – аргумента о том, что тонко настроенная гармония биологического мира не может быть объяснена чем-то таким тупым и неуправляемым, как воздействие. Декарт, возможно, попытался бы уклониться от этого обвинения, сославшись на то, что было для него религиозно ортодоксальным представлением о том, что Бог несет ответственность за возникновение биологических форм посредством акта особого творения. Аристотель, если бы допустил такое, все равно не был бы удовлетворен. Аристотель утверждал бы, что даже если бы живой мир был чудесным образом собран одним махом во всей своей совершенной сложности, это совершенство не могло бы длиться вечно. Подобно городу, заброшенному в джунглях, биологические структуры будут медленно разрушаться по мере того, как в механизмы, с помощью которых организмы поддерживают и воспроизводят себя, будут вкрадываться небольшие отклонения. Мог бы Бог продолжать наблюдать за делом своих рук, поддерживая механические процессы в соответствии с заданной целью, чтобы делать то, что лучше для организма? Декартовская механика в этом случае была бы просто метафизическим театром; реальной причиной было бы то, что Бог дергает за ниточки за кулисами. Декарт был слишком чистым мыслителем, чтобы найти такую картину привлекательной. Он настаивал на том, что простых законов физики было достаточно для сохранения биологической гармонии, которую, по мнению Аристотеля, можно объяснить только психеей.
159 «Истина – порождение молчания»: слова Ньютона цитируются в книге Гейла Кристиансона
160 «Варварская физика»: недовольство Лейбница содержатся в неопубликованном эссе под названием «Anti-Barbarus Physicus», предположительно датированном 1710–1716 годами (
161 Как Кун раскручивает историю гравитации: Кун,
161 Постскриптум: Ньютон написал постскриптум отчасти для того, чтобы отразить критику Лейбница и других за очевидный призыв к действию на расстоянии.
161 «Я пока не смог»: Ньютон,
163 Освобождает создателей научных теорий для попыток: Многие историки отмечали успешную попытку Ньютона сдвинуть ориентиры объяснения, предлагая различные интерпретации результирующей структуры. И. Бернард Коэн, например, выделяет «ньютоновский стиль» (фактически тщательный метод), в котором объяснение, в моем понимании, поверхностно, но вдобавок явно математическое (Коэн,
164 Каждое из них горячо приветствуется: ученые, конечно, могут по-разному оценивать правдоподобие различных видов объяснений. Железное правило не требует, чтобы ученые одинаково относились ко всем принципам объяснения. Но требует, чтобы они признали право любого поверхностного причинно-следственного принципа участвовать в научных спорах в качестве потенциального объяснения. Есть два важных различия между отказом принципу в этом праве и простым присвоением ему низкого рейтинга правдоподобия. Во-первых, присвоение низкого рейтинга превращает оценку объяснений в науке в вопрос степени, а не в упражнение в цензуре; следовательно, даже самая туманная гипотеза может, если она достигнет достаточного успеха в объяснении, стать доминирующей в дискуссии. Во-вторых, присвоение рейтингов приводит к спорам о том, какой объяснительный принцип является наилучшим в рамках науки, где они могут быть разрешены с использованием эмпирической мощи машины знаний.
163 К моменту смерти Ньютона: Цитируемые высказывания можно найти у Мордехая Файнгольда,
166 «Персонифицированная наука»: Файнгольд,
167 «Элементарные материальные частицы»: цитируется в Хельге Краг,
170 «Рой из философских дымовых облаков»: цитируется в Краг,
170 «Квантовая механика, безусловно, впечатляет»: в книге Борна и Эйнштейна
171 «Почти не встретили сопротивления»: согласно Крагу,
171 «Таинственная, сбивающая с толку дисциплина»: эти и многие другие подобные замечания можно найти по ссылке https://en.wikiquote.org/wiki/Quantum_mechanics.
171 Позвольте мне провести вас: здесь я описываю «нерелятивистскую» версию теории, которая была предметом философских дебатов 1920-х годов и которая является формой квантовой механики, с которой вы впервые столкнулись бы сегодня, изучая физику в бакалавриате.
172 Все, что касается железного правила: поскольку железное правило направлено на проверку наблюдаемых следствий причинно-следственных принципов, некоторые мыслители допустили ошибку, предположив, что науку интересуют только те вещи, которые могут быть непосредственно наблюдаемы. Это явно не так: астрономов волнует внутреннее устройство звезд, биологов – молекулярный состав геномов, а физиков – строение атомов. Поскольку эти невидимые сущности имеют различные причинно-следственные связи, их структуру можно определить, используя железное правило.
172 Волновая функция – это полное описание: я условно включаю в волновую функцию спецификацию «спина» электрона. Эксперты оценят, что исключительный акцент на положении в моем описании квантового механизма является упрощением; я думаю, это не искажение.
173 Только три измерения: В некоторых версиях того, что физики называют теорией струн, Вселенная имеет более трех измерений: 10, 11 или даже 26. Но эти измерения «свернуты»; по этой и другим причинам они не подходят для размещения такого рода эфира, который мог бы обеспечить подложку для квантовых волн. У них есть другая работа.
175 Подводя итог, можно сказать, что квантово-механическая материя: это краткое изложение затрагивает многочисленные тонкие вопросы интерпретации. Действительно ли наблюдаемая частица занимает определенное положение, или она просто ведет себя таким образом? Согласно некоторым представлениям о квантовой механике (интерпретации «многих миров» и «многих разумов»), это последнее. Действительно ли волновая функция является полным описанием состояния частицы? Согласно одному пониманию квантовой механики (механика Бома), нет: частицы всегда занимают определенное положение, даже когда проявляют волнообразное поведение. Для получения доступного и сложного ответа на эти вопросы ознакомьтесь с книгой Дэвида Альберта «Quantum Mechanics and Experience».
177 «Когда сталкиваешься с выбором»: Хайльброн,
178 За стенами залитого лунным светом испанского кладбища: как описано в автобиографии Сантьяго Рамона-и-Кахаля
179 Невероятно удобно, поскольку это закончилось: Кахаль,
179 «Искусственно искаженный и фальсифицированный»: цитируется Лоррейн Дастон и Питером Гэлисоном в их версии, изложенной в
180 «Объективность была сразу»: Дастон и Гэлисон,
180 «Жажда объективного и конкретного»: Кахаль,
181 «Сделано в точном соответствии с природой»: цитируется Дастон и Гэлисоном,
183 «Итак, результаты экспедиций»: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light», 332.
186 «Рассеянный и, по-видимому, не в фокусе»: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light», 309.
186 «Гораздо меньший вес»: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light», 312.
186 «Трудно сказать»: Дайсон, Эддингтон и Дэвидсон, «Determination of the Deflection of Light», 309.
186 Он не делает ничего подобного: в статье также отсутствует объяснение того, почему солнечное тепло не повлияло бы на зеркало 4-дюймового телескопа так же, как на астрографический телескоп.
188 Аргумент, появляющийся в официальных научных изданиях: Иногда вывод ослабляется, чтобы отразить неубедительность аргумента: нет ничего необычного в том, что статья заканчивается ничем иным, как довольно сдержанным комментарием о том, что наблюдаемые данные «согласуются» с проверяемой гипотезой.
189 «Вряд ли есть какая-либо разница»: Фейерабенд,
191 Особый вид объективности, достигаемый стерилизацией: Существует параллель между ориентацией науки на объективность в конкретных официальных местах и институтом судов общей юрисдикции, в которых споры в зале суда также регулируются строгими правилами, диктующими, какие соображения могут появляться, а какие нет. Ограничения судов, однако, в большей степени вытекают из принципов справедливости, таких как предписание Конституции США о том, что «при любом уголовном преследовании обвиняемый должен пользоваться правом… предстать перед свидетелями против него», чем из-за заботы об объективности ради нее самой.
194 «Огромная куча»: Спрат,
194 «Общество сократило свои основные наблюдения»: Спрат,
194 «Мы взяли тонкий и очень причудливый цилиндр»: цитируется в Дир, «Totius in Verba», 153. Собственная проницательная характеристика Дира этого отрывка и стиля хауса ранних процедур в целом взята с той же страницы.
195 Можно использовать для освещения данных: процесс проведения множества различных статистических анализов с целью извлечения какого-либо значимого результата из набора наблюдений называется «извлечением данных» или (применительно к определенному классу статистических методов) «p-хакингом». Вы можете попробовать сделать это самостоятельно, перейдя по ссылке http://fivethirtyeight.com/features/science-isnt-broken/ (Ашванден, «Science Isn’t Broken»).
197 «Особые и бесконечные модификации»: Скорсби,
197 Во время одного особенно жестокого зимнего мороза: как описано в Глейшере, «On the Severe Weather at the Beginning of the Year 1855», 16–30.
199 Старая версия Photoshop: сравнение Либбрехта с Photoshop и его статистика снежинок взяты из книги Пилчера «No Great Flakes», 71.
200 Даже у камеры есть своя точка зрения: многие другие захватывающие аспекты меняющегося понятия объективности в научных изображениях, включая спор Кахаля и Гольджи и случай со снежинками, описаны в книге Дастон и Гэлисона
201 «Эксперимент – единственный судья научной истины»: с первых страниц
202 У Уэвелла «характер никогда не будет хорошим!»: цитируется в книге Лоры Снайдер
202 «В первые дни»: из статьи Лесли Стивена о Уэвелле в
204 «Виды растений и животных»: Уэвелл,
205 «Другие силы»: Уэвелл,
205 Не появится еще 20 лет: ранее, в 1844 году, вышла анонимно опубликованная шотландским журналистом Робертом Чемберсом книга «Vestiges of the Natural History of Creation», в которой рассказывается эволюционная история, где более простые организмы превращались в более сложные, завершается все эволюцией человеческого вида. В отличие от Дарвина, Чемберс приписывал все это Творцу: эволюция происходила в соответствии с «естественным принципом, вытекающим из разума [Бога]» (стр. 154). В этом отношении он был человеком своего времени, гораздо более близким по своему мышлению к Уэвеллу, чем к Дарвину.
206 «Каждый шаг вперед в наших знаниях»: Из Бриджуотерского трактата Уэвелла
206 «Нельзя допускать»: Уэвелл,
206 «Обычные научные доказательства»: Уэвелл,
206 Теология смогла заполнить эти пробелы: Уэвелл действительно немного увиливал, утверждая, что на одних только теологических основаниях было бы трудно предсказать «детали всех событий в истории человека, или небес, или земли», или, по крайней мере, что попытка сделать это не стала бы «страховкой от ошибок» (
207 Он отказался от проекта: «Священная теория Земли» Томаса Бернета, опубликованная в конце XVII века, дает представление о том, как мог бы выглядеть такой проект. Предметом изучения Бернета, как и Уэвелла, является геологическая история Земли. В его аргументации легко и убедительно сочетаются физика и толкование Священных Писаний, как его собственное, так и более ранних христианских мыслителей. Этот метод кажется странным для современного интеллекта, привыкшего к методам современной науки, но он имеет смысл, если вы предполагаете, как это сделал Бернет, что священные тексты рассказывают нам что-то об истории мира. Бернет не был буквалистом; он использует здравый смысл, свои знания о природных процессах, таких как течение рек, и библейскую эрудицию, чтобы умерить свое применение текстов (см. рис. 3.3). Представление и оценку мышления Бернета можно найти в книге Стивена Джея Гулда «Time’s Arrow; Time’s Cycle».
208 «Вы даже не представляете»: цитируется по Снайдер,
211 Эта причина, конечная или бесконечная: Уэвелл,
213 «О магнезии, или зеленом льве»: Выдержки из записных книжек Ньютона в этой главе взяты из биографии Ньютона Ричарда Уэстфолла
214 «Более миллиона слов»: по словам Уэстфолла,
215 «Освобождать дух или активную добродетель»: интерпретация, предложенная Уэстфоллом,
215 «Жизненно важный агент»: цитируется Уэстфоллом,
216 Вера в
216 «Сеть»: некоторые ссылки Ньютона на легенду собраны Уэстфоллом,
216 Фрэнсис Бэкон десятилетиями ранее предупреждал: в
217 «Последний из волшебников»: Кейнс, «Newton, the Man», 27.
218 Его интеллект действовал: в психологии нет абсолютов, даже у Ньютона; таким образом, в его работах можно обнаружить зарождающиеся признаки интеграции. Он попытался объединить свою алхимию с атомистической концепцией материи; его физика заимствует идею абсолютного пространства из его философии (хотя и с дополнительным эмпирическим обоснованием); его теория газов заимствует частицы из его работы о свете, а теория о взаимодействии между газами – из его работы о гравитации.
Некоторые историки приводят доводы в пользу наличия скрытых связей между различными исследованиями Ньютона. Дэвид Кастильехо использовал нумерологические аргументы, утверждая, что мысль Ньютона была «безжалостно переплетена»; он увидел соответствие, например, между четырьмя сторонами ньютоновских световых лучей и четырьмя стенами другого объекта интересов Ньютона – храма Соломона. Но современные историки, в общем и целом, признали очевидное: «На удивление мало перекрестных ссылок между темами из одной области деятельности Ньютона в другую», – пишет Джордж Смит («Исаак Ньютон»). Сара Драй предлагает обзор недавней интерпретации Ньютона «The Newton Papers» (по Кастильехо, см. стр. 200–201).
221 Ньютон дал своим преемникам: Внимательно читая предписание Ньютона, вы можете увидеть, помимо прочего, зародыш другого негативного предписания железного правила, его запрета на что-либо субъективное. Ньютон считает, что гипотезы должны устанавливаться путем их дедукции из явлений, – формулировка, которая предполагает обращение только к объективным законам логики. Таким образом, в нескольких словах Ньютон обобщает и передает потомкам всю негативную сторону железного правила.
По той же причине, по которой современные философы науки считают, что научные рассуждения по сути субъективны, они сомневаются, что Ньютон или любой другой ученый когда-либо успешно выводил гипотезу только из наблюдаемых явлений: ранжирование правдоподобия всегда является частью процесса. Таким образом, формулировка Ньютона служит скорее призывом к объективности, чем точным изложением его метода. Однако, как я заключил в главе 7, попытка сделать научную аргументацию объективной – «стерилизовать» субъективность – может быть весьма эффективной, даже если она не совсем успешна.
222 «Это не меньшая проблема»: Бэкон,
222 Обоснование поверхностного объяснения Бэкона: Бэкон знаменит тем, что заметил (не совсем употребляя это емкое выражение), что знание – это сила. Приводя доводы в пользу поверхностного объяснения, он, по-видимому, отстаивает более грубую доктрину о том, что знание ценно лишь постольку, поскольку дает власть. Возможно, именно на это намекал Уильям Харви, который открыл кровообращение и некоторое время был врачом Бэкона, когда сказал, что Бэкон «пишет философию, как лорд-канцлер».
223 «Придерживаюсь своего мнения»: Из предисловия к книге Бойля
223 Современные историки сомневаются: Боас,
224 Он не нуждался в указаниях: мы знаем, что Ньютон читал Бойля, но, насколько нам известно, он никогда не читал Бэкона. Возможно, он также не читал самую ньютоновскую работу Галилея «Две новые науки» (Уэстфолл,
231 «Следует отдать должное»: Аристотель,
232 Это создает увлекательную историю: читателям, желающим узнать больше о причинах научной революции, понравится книга «Rise of Modern Science Explained» Флориса Коэна или «Invention of Science» Дэвида Вуттона. Коэн и Вуттон, как и я, задаются вопросом: «Что именно позволило науке XVII и XVIII веков добиться прогресса, которого не могли достичь предыдущие системы знаний?» (Слова Вуттона, стр. 4); в отличие от меня, они представляют свои ответы в форме историй происхождения современной науки, в которых обсуждается роль широкого спектра исторических факторов. В качестве аргумента в пользу того, что научная революция произошла случайно, прочтите провокационную книгу Дж. Д. Траута «Wondrous Truths».
234 «Их объяснение явлений»: Аристотель,
236 Августин, Авиценна, Аверроэс и Аквинский: Августин был римским теологом и философом IV века; Авиценна (980–1071) и Аверроэс (1126–1198) были исламскими философами, работавшими в Персии и Испании соответственно; Аквинский (1225–1274) был итальянским теологом, философом и монахом.
238 Шлюзы неверности: в анонимно опубликованном
238 Возможно, треть американских ученых верят в Бога: эта статистика взята из опроса Pew Research Center for the People & the Press, проведенного в 2009 году (https://www.pewforum.org/2009/11/05/scientists-and-belief/). Согласно тому же опросу, около 40 % ученых заявляют, что не верят в Бога или высшую силу. Эти цифры, по-видимому, не сильно изменились за 100 лет.
238 «Непересекающаяся магистерия»: Гулд пишет об этом понятии в «Rocks of Ages».
238 «Замолчи и посчитай»: по довольно противоречивому труду вдумчивого физика Дэвида Мермина, «What Is Wrong with This Pillow?», 9.
239 «Я никого не знаю»: Вайнберг,
243 «Он смотрел на всю вселенную»: Кейнс, «Newton, the Man», 29.
246 Классификация птиц: Схемы на рисунках 10.4 и 10.5 основаны на схемах, приведенных в книге Вигорса «Observations on the Natural Affinities», 468, 509.
247 Группа разделяла «сходство»: Помимо сходства, согласно Маклею, группы были связаны «аналогиями», существующими между группами, занимающими одинаковое положение относительно центра на разных окружностях.
247 Новых таксонов с соответствующим родством: Тут я не могу не упомянуть попытки Аристотеля использовать правило четырех элементов для предсказания существования пока еще ненаблюдаемых существ. Он рассуждает о том, что три широких класса животных соответствуют трем из четырех элементов: «Растения могут быть отнесены к суше [то есть к земле], водные животные – к воде, наземные животные – к воздуху». Таким образом, должен существовать четвертый класс животных, который соответствует четвертой стихии – огню. Почему их нигде не найти? В приступе изысканного биологического безумия Аристотель предполагает, что они живут на Луне. («О возникновении животных», III.11, 761b, перевод Артура Платта,
248 У жизни есть грандиозный замысел: вложенная квинарианская структура не является истинным фракталом, потому что вложение не продолжается вечно, а скорее достигает дна на уровне видов – хотя Маклей был близок к тому, чтобы представить континуум видов, в котором возможно бесконечное вложение, написав: «Если бы мы знали все особенности видов творения, их число было бы бесконечным, или, другими словами….они переходили бы друг в друга посредством бесконечно малых различий» (
248 «Мне показалось, что природа разделилась»: Маклей,
249 Один из таких последователей: Занятия Дарвина квинарианством описаны в книге Дова Осповата
251 «Изучать природу такой, какая она есть»: Стрикленд, «On the True Method of Discovering the Natural System in Zoology and Botany», 192.
252 «Я узнал это при изучении материальных вещей»: Томпсон,
253 «Это объясняется одним-единственным интегральным преобразованием»: Томпсон,
254 «Всеобъемлющий “закон роста”»: Томпсон,
258 Его большое уважение к красоте и форме: расхваливая важность красоты, нарушил ли Томпсон железное правило? Подобно многим наиболее творческим научным мыслителям, он довел ее почти до предела, но затем смягчился и последовал предписаниям правила. Необходимо проводить различие между признанием ученым роли красоты в генерировании своих идей, с одной стороны, и использованием соображений красоты для аргументации своих идей – с другой. Риторика Томпсона близка к последнему, что противоречило бы железному правилу, но внимательное изучение его аргументации показывает, что красота основывается главным образом на способности определенных гипотез объяснять определенные наблюдения – таким образом, «закон роста» «доказывается» его способностью объяснять простые геометрические соотношения, которые сохраняются между планами тела. Томпсон, конечно, надеется, что читатель увидит эстетическую привлекательность его идей – в этом нет сомнений! – но, как и каждый ученый, работающий под властью железного правила, он знает, что должен показывать, а не рассказывать.
258 «Важнее обладать красотой»: в эссе Дирака 1963 года «Evolution of the Physicist’s Picture of Nature», стр. 47. Дирак использовал работу Шрёдингера, получившую Нобелевскую премию по квантовой механике, в качестве примера своего наставления; с таким же успехом он мог бы привести и свою собственную.
258 «Единственные теории физики, которые мы готовы принять»: эта знаменитая формулировка появляется в не менее знаменитой статье Вигнера «The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences». Мне не удалось найти независимый источник, где приводились бы слова, которые Вигнер приписывает Эйнштейну; возможно, он имел в виду их только как перефразирование хорошо известного отношения Эйнштейна к эстетическим достоинствам теории.
259 Вам не нужно далеко ходить, чтобы найти похожие высказывания: Чандрасекар, «Truth and Beauty»; Дойч, «Beginning of Infinity», Глава 14; Вильчек, «Beautiful Question». Сабина Хоссенфельдер высказывает интересную точку зрения в произведении «Lost in Math».
259 Две новые частицы xi: Обратите внимание на дополнительную звездочку, которая отличает эти частицы xi от частиц в октете, изображенном на рис. 10.11. Разница заключается в спинах частиц: xi со звездочками имеют спин 3/2, тогда как xi без звездочек имеют спин 1/2.
265 Это было именно то, чего требовало железное правило: схема Гелл-Манна также подразумевала существование другой частицы, она появилась как раз в тот момент, когда экспериментаторы начали видеть доказательства ее существования в своих данных.
265 Мюррей Гелл-Манн получил свою Нобелевскую премию: премия была присуждена в 1969 году. Наряду с исключительностью Нобелевской премии появляются и вызывающие зависть различия. Каждое из великих открытий Гелл-Манна было сделано независимо и в одно и то же время другим ученым: Казухико Нисидзима также открыл странность; Юваль Нееман – восьмеричный путь; Джордж Цвейг – кварки. Однако никто не стал бы оспаривать, что Гелл-Манн был заслуженным победителем.
266 «Главный критерий выбора правильной гипотезы»: цитируется в биографии Гелл-Манна Джорджа Джонсона,
266 И все же он не подал апелляции: техническая статья Гелл-Манна 1962 года о восьмеричном пути характеризует схему как «привлекательную», но появление этого единственного слова настолько близко, насколько Гелл-Манн подходит к эстетическому обоснованию своей теории. Он тратит несколько страниц на обсуждение возможных эмпирических проверок своих идей.
267 «Делайте выбор и выносите суждения»: Б. Грин,
267 «Эстетические суждения не являются судьей научного дискурса»: Б. Грин,
268 Следует вести журнал оценок: таков совет, предложенный философом науки Джеймсом Макалистером в его книге «Beauty and Revolution in Science».
269 Это нелогично, неразумно, и нерационально: технически, что железное правило делает неправильно с логической точки зрения, так это нарушает то, что философы называют «принципом полной очевидности», правило рациональности, которое требует, что при обосновании какой-либо точки зрения вы должны (насколько это практически возможно) принять во внимание все соответствующие соображения. В научных рассуждениях эстетические соображения имеют значение, но железное правило их игнорирует.
Я должен подчеркнуть, что железное правило не вынуждает отдельных лиц нарушать принцип полной очевидности в своих частных научных рассуждениях. Многие в полной мере пользуются этой свободой, включая в свою оценку теорий любые неэмпирические соображения – эстетические, философские, религиозные, – которые они считают важными. Действительно, некоторые из самых вдумчивых людей, которых я знаю, – это психологи, физики, лингвисты, биологи. Это не мышление ученых, а наука как социальный процесс совместного исследования, как способ интеллектуального взаимодействия, как набор правил для ведения публичного спора, который игнорирует правила логики.
275 «Я понял, что это было необходимо»: Декарт,
276 «Должно быть положено новое начало»: Бэкон,
276 Беспрецедентный случай в истории человечества: Афины V и IV веков до нашей эры, пожалуй, являются единственным серьезным соперником XVII века.
276 Такое огромное разнообразие: многие историки пытались объяснить склонность европейцев раннего Нового времени к новизне. Стало ли это возможным благодаря первому в мире средству массовой информации – недавно изобретенному печатному станку с подвижным типом печати? Было ли это вдохновлено открытием Нового Света и ростом международной торговли? Было ли это вызвано экономическим и демографическим восстановлением после разрушений, вызванных Черной смертью? Я не буду занимать определенную позицию по этому вопросу; достаточно того, что среди многих других вещей это привело к довольно основательному эмпиризму.
276 Объяснение едва началось: предполагать, что «правильные» идеи, как только кто-то приложит усилия, чтобы их получить, неизбежно восторжествуют над остальными, как если бы их подхватила на плечи группа героев и понесла в будущее по усыпанной лепестками роз тропинке, – это впадать в заблуждение, которое ученый Герберт Баттерфилд назвал «историей вигов».
277 Бойль написал очень много: Боас,
279 «Термины «протестант» и «католик»»: Веджвуд,
280 «Это была не та вера»: Веджвуд,
280 Что имело значение для гражданских целей: хотя Британия не была непосредственно вовлечена в Тридцатилетнюю войну, почти такой же эффект был достигнут Гражданской войной в Англии 1642–1651 годов и ее последствиями.
280 Разделение политической и религиозной идентичности: например, Людовик XIV попытался вновь распространить католицизм на всю Францию в 1685 году.
281 «Законы Бога и законы человека»: Ньютон, «Seven Statements on Religion».
281 Постоянное деление пополам: немецкий политический философ и юрист Самуэль фон Пуфендорф, родившийся на полях сражений Тридцатилетней войны в Саксонии в 1632 году, ярко писал о различных «моральных качествах» человека – гражданина, владельца магазина, супруга, – каждый из которых регулируется особым кодексом. Ради мира было крайне важно, чтобы эти кодексы не противоречили друг другу. Они должны быть ограничены отдельными сферами жизни или, в тех случаях, когда их сферы воплощения пересекаются, между ними должен быть четкий, общепризнанный порядок старшинства. (Моральные агенты Пуфендорфа включали в себя не только отдельных лиц, но и ассоциации различного рода; религии вошли в его систему как корпоративные структуры, действующие внутри государств и за их пределами.) В XVII веке влияние Пуфендорфа было огромным; затем, по мере того как его мысль теряла свою актуальность во все более либеральной Европе, его репутация пошла на убыль.
284 Мошеннические исправления: В IV веке отец церкви Афанасий возглавил кампанию по утверждению доктрины Троицы как ортодоксальной в католической церкви. Ньютон предположил, что некоторые части Нового Завета – в частности, первое послание Иоанна и послание к Тимофею – позже были намеренно изменены в угоду доктрине, которой он не нашел поддержки в самых ранних христианских писаниях.
284 «Заклеймен как моральный прокаженный»: по словам биографа Ньютона Ричарда Уэстфолла. Эта история рассказана в книге Уэстфолла
285 Конфликт, который возникал неоднократно: самый известный случай – дело Галилея, осужденного католической церковью за ересь в 1633 году. Галилей делал все возможное, чтобы утверждать, что он не выражал ни мнения о том, что земля вращается вокруг Солнца, ни каких-либо других запрещенных мнений, но инквизиция не была готова идти на компромиссы такого рода, которые позже спасли карьеру Ньютона. Вместо того чтобы поверить Галилею на слово, инквизиторы настояли на том, чтобы заглянуть в его сердце – где они довольно точно распознали его истинные убеждения.
285 «Не дружи с королями»: Аль-Нувайри,
285 Альтернатива – вечный религиозный конфликт: Согласно великому гению политической философии XVII века Томасу Гоббсу, наиболее распространенной причиной гражданской войны является трудность «повиноваться одновременно и Богу, и человеку». Войны следует избегать любой ценой; следовательно, утверждает Гоббс, даже когда монарх, с точки зрения подданного, является «неверным», подданный должен подчиняться закону – при необходимости публично соблюдать обряды государственной религии, которые он считает коррумпированными или злыми. Бог, продолжает он несколько оптимистично, заботится только о том, что находится внутри: «Что касается их веры, то она внутренняя и невидимая; им… не нужно подвергать себя опасности ради нее». (Цитаты из Гоббса,
289 «Обычный человек не может себе этого представить»: Джарен,
289 «Каждая особенность каждой ямы»: Джарен,
290 «Неутомимое упорство»: Кахаль,
290 «Мы бы не согласились»: Вайнберг,
292 Одна из наиболее противоречивых статей Томаса Куна: Кун в статье «Function of Dogma in Scientific Research» утверждает, что в целом выгодно ненавязчиво преподавать молодым ученым доктрины господствующей парадигмы.
294 «Философия мертва»: Хокинг и Млодинов,
295 Мои беспокойства по этому поводу: Интервью с Тайсоном доступно по ссылке https://id10t.com/podcast/episode-489-neil-degrasse-tyson-returns-again /.
295 «Философия – это область»: интервью Краусса можно прочитать по ссылке http://www.theatlantic.com/technology/archive/2012/04/has-physics-made-philosophy-and-religion-obsolete/256203/.
295 «Шокирует, что такие блестящие ученые»: Оливия Голдхилл, «Why Are So Many Smart People Such Idiots about Philosophy?»,
296 «Историческая неудача философов»: твит Докинза можно прочитать по ссылке https://twitter.com/richarddawkins/status/433519270102708224.
297 «Был бы ведущим североамериканским журналом»: Цитаты взяты из книги Алана Сокала «A Physicist Experiments with Cultural Studies», первоначально опубликованной в журнале
297 «Расскажите большинству ученых о «научных войнах»»: Гулд,
297 «Многие ученые – узко мыслящие, глупые люди»: Уилсон,
298 «Хороший командир»: Толстой, «Война и мир», 644.
298 Это кажется уместным: сравнение Шелли записано Латуром и Вулгаром,
299 Эти мыслители: Я надеюсь, что не пропустил ни одного друга или важного рецензента.
302 «Готовность терпеть»: Лоуренс,
302 «Быть никем иным, кроме самого себя»: Каммингс, «A Poet’s Advice to Students», 13.
302 «В этом постоянно меняющемся обществе»: Шульц и Янг,
304 «Позвольте нам быть ведомыми»: Пико делла Мирандола,
308 Что находится за золотыми воротами: Противостояние между двумя вратами лежит в основе великого романа Пруста «В поисках утраченного времени», из которого я позаимствовал эти слова (взято из второго тома, адаптация перевода Монкрифф/Килмартин/Энрайт, стр. 377).
308 «Стандартный школьный учебник»: согласно Х. О. Тейлору,
309 Жених Меркурий символизирует красноречие: Предлагаемая здесь интерпретация – Меркурий представляет три гуманистических свободных искусства, а филология – четыре научных искусства – была стандартной на протяжении всего Средневековья, и современные ученые также полагают, что именно это имел в виду Марциан.
310 «Если эвристическая и аналитическая сила науки»: Уилсон,
315 Повышение уровня моря, возможно, привело к: Кульп и Штраусс, «New Elevation Data Triple Estimates of Global Vulnerability».
316 Вопрос о формировании повестки дня: Чтобы разумно расставить акценты в науке, мы должны сбалансировать три требования. Во-первых, нам нужна наука для удовлетворения наших самых насущных потребностей. Тем не менее мы не должны пренебрегать более фундаментальными исследованиями, которые обеспечат основу для удовлетворения будущих потребностей, природа которых пока лишь смутно осознается. И, наконец, даже чистое знание имеет свою ценность; мы не должны пренебрегать исследованиями, чьи данные сделают нашу жизнь, при условии, что нам удастся сохранить ее, интеллектуально богаче.
Некоторые авторы предположили, что гражданские комитеты должны иметь право голоса в определении направления научных исследований: Шейла Ясанофф с книгой «Transparency in Public Science» и Стивен Тернер с книгой «Liberal Democracy 3.0» – лишь некоторые из них. Философ Филип Китчер в книге «Science in a Democratic Society» также настроен благосклонно, по крайней мере в принципе. Я сам считаю, что внутренняя система стимулов науки делает ее гораздо более чувствительной к приоритетам общества, чем можно было бы предположить. Ее можно было бы практически оставить в покое, чтобы она сама принимала решение о том, что имеет значение. Но, как я уже сказал, это тема отдельного разговора.
318 «Исследуйте некоторую часть природы»: Кун,
319 Куновская программа научного образования: как описано в книге Куна «Function of Dogma in Scientific Research», цитируемой в главе 12.
321 Размером с планету Юпитер: это приблизительные оценки, упомянутые многими комментаторами, например, Сабиной Хоссенфельдер в книге
321 Один предложенный пересмотр: физики не внесли во всю фразу свои поправки с точки зрения того, что разрешено в «официальных каналах научной коммуникации», но мне кажется, что это лучшая интерпретация того, что они имеют в виду. Философ Ричард Дэвид приводит доводы в этом направлении, ссылаясь на идею, обсуждавшуюся в конце главы 10, о том, что мы можем узнать, какие виды элегантности объяснения являются признаками истины, в книге «String Theory and the Scientific Method».
321 «Постэмпирическая физика»: Еще одна поправка к железному правилу позволила бы теории струн обрести научную легитимность, предоставляя объяснения значений физических констант, которые стандартная модель трактует как грубые положения, способом, который отходит от канона поверхностных причинно-следственных объяснений, апеллируя к тому, что называется «антропным принципом». Антропные объяснения ссылаются на существование в нашей Вселенной разумных наблюдателей, отмечая, что мы должны ожидать только физические константы, которые позволили бы эволюционировать таким сложным формам жизни, как мы сами. Ученые и философы спорят о том, действительно ли такой подход помогает объяснить физические константы, имеющие те (приблизительные) значения, которые у них есть. Что ясно, так это то, что антропные выводы не являются объяснениями поверхностного причинно-следственного характера, допускаемыми железным правилом: они ссылаются на факт наличия бдительного интеллекта, который причинно не имеет отношения к значениям констант. Таким образом, даже если теория струн вместе с антропным принципом дает нам основания ожидать определенных значений, это предсказание или объяснение (если оно таково), в свете железного правила, не является основой для законной эмпирической проверки.
322 «Он будет выполнять приказы»: Коллинз и Пинч,
323 «Неуклюжий гигант»: Коллинз и Пинч,
326 Они присваивают гипотезам уровни достоверности: эти термины имеют точно определенные значения. Предполагается, что гипотеза, подтвержденная с очень высокой степенью достоверности, имеет 9 шансов из 10 оказаться верной. Предполагается, что очень вероятное событие произойдет с вероятностью от 90 до 95 процентов. Эти две шкалы объединены; таким образом, МГЭИК может заявить «с высокой степенью уверенности», что определенное событие «скорее вероятно, чем нет».
326 МГЭИК стремится использовать целый ряд рейтингов: таким образом, «средняя степень уверенности» и «скорее вероятно, чем нет» МГЭИК не полностью отражают различия во мнениях, присущие всему спектру рейтингов правдоподобия в научном сообществе. «Средняя степень уверенности», например, совместима с существованием значительного меньшинства ученых, которые категорически с этим не согласны. Оценка, отражающая весь спектр научных мнений, по многим важным вопросам была бы настолько неопределенной, что оказалась бы практически бесполезной.
327 «Если мы заботимся о будущем»: в содержательном обсуждении Шнайдером усилий МГЭИК по кодификации субъективности, «Confidence, Consensus and the Uncertainty Cops», 434.
328 «Я всегда чувствовал неспособным»: В письме Галилея Фортунио Лицети, цитируемом Фрова и Марензана,
1. Albert, D. Z.
2. Al-Nuwayrī, S.
3. Aristotle.
4. Aronowitz, S.
5. Bacon, F.
6. Barnes, D. E., and L. A. Bero. “Why Review Articles on the Health Effects of Passive Smoking Reach Different Conclusions.”
7. Barnes, J.
8. Bekelman, J. E., Y. Li, and C. P. Gross. “Scope and Impact of Financial Conflicts of Interest in Biomedical Research: A Systematic Review.”
9. Bes-Rastrollo, M., M. B. Schulze, M. Ruiz-Canela, and M. A. Martinez-Gonzalez. “Financial Conflicts of Interest and Reporting Bias Regarding the Association between Sugar-Sweetened Beverages and Weight Gain: A Systematic Review of Systematic Reviews.”
10. Biagioli, M. “Productive Illusions: Kuhn’s
11. Boas, M.
12. Born, M., H. Born, and A. Einstein.
13. Boyle, R.
14. Burchfield, J. D.
15. Burnet, T.
16. Campbell, J.
17. Chambers, R.
18. American Philosophical Society, 1937.
19. Chandrasekhar, S.
20. Cho, M. K., and L. A. Bero. “The Quality of Drug Studies Published in Symposium Proceedings.”
21. Christianson, G. E.
22. Cohen, H. F.
23. Cohen, I. B.
24. Collins, H. M. “Stages in the Empirical Programme of Relativism.”
25. Collins, H. M., and T. Pinch.
26. Cummings, E. E. “A Poet’s Advice to Students.” In
27. Dalrymple, G. B.
28. Darwin, C.
29. Daston, L. J., and P. Galison.
30. Dawid, R.
31. Dear, P.
32. Dear, P. “Totius in Verba: Rhetoric and Authority in the Early Royal Society.”
33. Debré, P.
34. Descartes, R.
35. Descartes, R.
36. Descartes, R.
37. Deutsch, D.
38. Dirac, P. A. M. “The Evolution of the Physicist’s Picture of Nature.”
39. 208 (1963): 45–53.
40. Dobbs, B. J. T.
41. Cambridge: Cambridge University Press, 1975.
42. Dry, S.
43. Dyson, S. F. W., A. S. Eddington, and C. Davidson. “A Determination of the Deflection of Light by the Sun’s Gravitational Field, from Observations made at the Total Eclipse of May 29, 1919.”
44. Earman, J., and C. Glymour. “Relativity and Eclipses: The British Eclipse Expeditions of 1919 and Their Predecessors.”
45. Eccles, J. “Under the Spell of the Synapse.” In
46. England, P. C., P. Molnar, and F. M. Richter. “Kelvin, Perry and the Age of the Earth.”
48. Fara, P.
49. Feingold, M.
50. Feyerabend, P. K.
51. Feynman, R. P., R. B. Leighton, and M. Sands.
52. Fisher, R. A. “Has Mendel’s Work Been Rediscovered?”
53. Frova, A., and M. Marenzana.
54. Garber, D.
55. Gaukroger, S.
56. Glaisher, J. “On the Severe Weather at the Beginning of the Year 1855, and on Snow and Snow-Crystals.”
57. Gleick, J.
58. Gould, S. J.
59. Gould, S. J.
60. Gould, S. J.
61. Greene, B.
62. Greene, M. T.
63. Hawking, S., and L. Mlodinow.
64. Hawking, S., and R. Penrose.
65. Heilbron, J. L.
66. Herschel, J. F. W.
67. Hobbes, T.
68. Holton, G. “Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Dispute.”
69. Hossenfelder, S.
70. Jahren, H.
71. Jasanoff, S. “Transparency in Public Science: Purposes, Reasons, Limits.”
72. Johnson, G.
73. Keller, A. “Has Science Created Technology?”
74. Kennefick, D. “Testing Relativity from the 1919 Eclipse – A Question of Bias.”
75. Keynes, J. M. “Newton, the Man.” In
76. Kitcher, P.
77. NJ: Princeton University Press, 1999.
78. Kuhn, T. S. “The Function of Dogma in Scientific Research.” In
79. Kuhn, T. S.
80. Kuhn, T. S.
81. Kuhn, T. S. “What Are Scientific Revolutions?” In
82. Kulp, S. A., and B. H. Strauss. “New Elevation Data Triple Estimates of Global Vulnerability to Sea-Level Rise and Coastal Flooding.”
83. Lakatos, I. “Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes.” In
84. Lamichhaney, S., F. Han, M. T. Webster, L. Andersson, B. R. Grant, and P. R. Grant. “Rapid Hybrid Speciation in Darwin’s Finches.”
85. Latour, B., and S. Woolgar.
86. Lawrence, D. H.
87. Leibniz, G. W.
88. Leroi, A. M.
89. Lindley, D.
90. Macleay, W. S.
91. Macleay, W. S.
92. Magee, B.
93. Mantell, G. “The Geological Age of Reptiles.”
94. Manuel, F. E.
95. McGuire, J. E., and P. M. Rattansi. “Newton and the ‘Pipes of Pan.’ ”
96. Medawar, P.
97. Mermin, D. “What Is Wrong with This Pillow?”
98. Mulkay, M., and G. N. Gilbert. “Putting Philosophy to Work: Karl Popper’s Influence on Scientific Practice.”
99. Newton, I.
100. Newton, I. “Seven Statements on Religion.” Keynes Ms. 6, 2002. http://www.newtonproject.ox.ac.uk/view/texts/normalized/THEM00006.
101. Oreskes, N.
102. Ospovat, D.
103. Pico della Mirandola, G.,
104. Pilcher, H. “No Great Flakes.”
105. Popper, K.
106. Popper, K.
107. Popper, K. “Natural Selection and the Emergence of Mind.”
108. Popper, K.
109. Popper, K.
110. Richardson, M. K., J. Hanken, M. L. Gooneratne, C. Pieau, A. Raynaud, L. Selwood, and G. M. Wright. “There Is No Highly Conserved Embryonic Stage in the Vertebrates: Implications for Current Theories of Evolution and Development.”
111. Romanes, G.
112. Sandys, J. E.
113. Schneider, S. H. “Confidence, Consensus and the Uncertainty Cops: Tackling Risk Management in Climate Change.” In
114. Schultz, H., and D. J. Yang.
115. Scoresby, W.
116. Shapin, S.
117. Smith, C., and M. N. Wise.
118. Smith, G. “Isaac Newton.” In
119. Smolin, L.
120. Snyder, L. J.
121. Sprat, T.
122. Stanley, M.
123. Stanley, M. “An Expedition to Heal the Wounds of War: The 1919 Eclipse and Eddington as Quaker Adventurer.”
124. Stephen, L. “William Whewell.” In
125. S. Lee, 454–63. London: Macmillan, 1899.
126. Strickland, H. E. “On the True Method of Discovering the Natural System in Zoology and Botany.”
127. Taylor, H. O.
128. Thompson, D. W.
129. Tolstoy, L.
130. Trout, J. D.
131. Turner, S.
132. Vigors, N. A. “Observations on the Natural Affinities That Connect the Orders and Families of Birds.”
133. Wade, N.
134. Watson, R. A.
135. Wedgwood, C. V.
136. Weiner, J.
137. Westfall, R. S.
138. Westfall, R. S. “Newton and the Fudge Factor.”
139. Whewell, W.
140. Whewell, W.
141. Whewell, W.
142. Wigner, E. P. “The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences.”
144. Wilczek, F.
145. Wilson, E. O.
146. Wilson, P. H.
147. Wootton, D.
148. Ziman, J.
149. Zimring, J.
Фронтиспис: Эдуардо Паолоцци, Ньютон (фото Мартина Уильямса / Alamy Stock Photo)
1.1 Коммунистические демонстранты в Вене, 1919 (Хроника / Alamy Stock Photo)
1.2 Утка или кролик? (Флигенде Блэттер, 23 октября 1892 г.)
1.3 Люди из организации (ClassicStock / Alamy Stock Photo)
1.4 Томас Кун: много парадигм, много умов (Билл Пирс / Коллекция LIFE Images, Getty Images)
1.5 Роторы Gravity Probe B (Фотоархив Gravity Probe B и медиаархив, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, США)
1.6 Дафна Мейджор (Сэм Ларусса)
2.1 Облака над Принсипи (фотография Жоао Кабрала / Alamy Stock Photo)
2.2 Фотография затмения (из работы Ф. У. Дайсона и др., «A Determination of the Deflection of Light by the Sun’s Gravitational Field, from Observations Made at the Total Eclipse of May 29, 1919» / Философские труды Королевского общества)
2.3 Данные о затмении (из Дайсон и др. «A Determination of the Deflection of Light»)
2.4 Колба с горлышком в виде лебедя (Дюкло, Пастер –
2.5 Геологическая и ископаемая преемственность на континентах (А. Вегенер, Origins of
2.6 Машина знаний Гильемена (Бруно Латур)
3.1 Гринвичский астрографический телескоп (Э. В. Маундер, Королевская обсерватория, Гринвич, 1900, стр. 291)
3.2 Бразильские телескопы (из книги А. Эддингтона «Пространство, время и тяготение», 1920)
3.3 Видение Эдема Бернетом (World History Archive / Alamy Stock Photo)
3.4 Оценивая аргументы (фото Фрэнка Биневальда / Alamy Stock Photo)
4.1 Монтекки предлагает эксперимент (Album / Alamy Stock Photo)
4.2 Молекулярная структура ТРГ.
5.1 Аппарат Майкельсона – Морли (Case Western Reserve Archive)
5.2 Стьернеборг Тихо (из «Atlas Major» Дж. Блау, 1662–1665)
6.1 Местоположение Атлантиды (из книги А. Кирхера «Mundus Subterraneus», 1669)
6.2 Обыкновенная каракатица (© Научная иллюстрация Роджера Холла)
6.3 Вселенная Декарта (из книги Р. Декарта «Мир»)
6.4 Ньютон дома с богами (Wellcome Library, Лондон [оба изображения])
6.5 Участники конференции Солвея 1927 года (Институт Солвея)
7.1 Нейроны сетчатки, нарисованные Кахалем (доктор Хуан А. де Карлос, Наследие Кахаля, Институт Кахаля [CSIC])
7.2 Эйнштейн и Эддингтон (Royal Astronomical Society / Science Photo Library / Science Source)
7.3 Первая страница статьи Эддингтона о затмении (Дайсон и др., «A Determination of the Deflection of Light»)
7.4 Предсказания Эйнштейна по поводу звезд, находящихся в состоянии затмения (из книги Дайсона и др., «A Determination of the Deflection of Light»)
7.5 Снежинки, нарисованные Гуком и Скорсби (из книги Р. Гука «Micrographia», 1665 / Проект Гутенберга / NIH, и У. Скорсби «Account of the Arctic Regions», 1820)
7.6 Снежинки, сфотографированные Бентли и Старнсом (из книги У. Бентли «Studies among the Snow Crystals», 1902 год, и © 2019 Майк и Дуг Старнс / Artist Rights Society (ARS), Нью-Йорк)
8.1 Англия в эпоху рептилий (из Г. Ф. Ричардсона, «Sketches in Prose and Verse», 1838)
8.2 Лаборатория Ньютона (из Д. Логгана,
8.3 Алхимик (Science History Images / Alamy Stock Photo)
8.4 Физик (Lebrecht Music and Arts Photo Library / Alamy Stock Photo)
10.1 Треугольник Серпинского
10.2 Диаграмма Бирхтферта (© Майкл Стревенс)
10.3 Набросок Ньютоном философского камня (BAB 2 [416], Babson College’s Grace K. Babson Collection of the Works of Sir Isaac Newton, The Huntington Library, Сан-Марино, Калифорния)
10.4 Квинарианская классификация птиц (© Майкл Стревенс)
10.5 Квинарианская классификация птиц, более глубокая (© Майкл Стревенс)
10.6 Вложенная структура квинарианской системы (© Майкл Стревенс)
10.7 Древо жизни по Дарвину (из книги М. Фербрингера «Untersuchungen zur morphologie und systematik der vogel», том II, 1888)
10.8 Полиприон, трансформированный в трех других рыб (Д. У. Томпсон,
10.9 Рыба фугу, превращенная в обыкновенную луна-рыбу (Томпсон
10.10 Подвздошная кость камптозавра (© Майкл Стревенс; из книги О. С. Марша
10.11 Октет частиц (© Майкл Стревенс)
10.12 Декуплет, предсказывающий частицу омега-минус (© Майкл Стревенс)
10.13 Сигнатура частицы омега-минус (Science History Images / Alamy Stock Photo)
11.1 Ашельское рубило (К. Оукли,
11.2 Мустьерские орудия труда (Д. Пейрони,
11.3 Жак Калло «Повешенные» (INTERFOTO / Alamy Stock Photo)
12.1 Эмпирик (Hulton Archive/Getty Images)
13.1 Уильям Блейк «Элохим, создающий Адама» (Art Collection 2 / Alamy Stock Photo)
13.2 Джозеф Райт из Дерби «Птица в воздушном насосе» (World History Archive / Alamy Stock Photo)
14.1 Остатки Милета (из книги «La terre-sainte et les lieux illustrés par les apôtres: Vues pittoresques», 1837)
14.2 Вирус SARS-CoV-2 (NIAID/NIH)
14.3 Сэнди затопляет туннель Бруклин-Бэттери (Эндрю Бертон / Getty Images)
Майкл Стивенс – профессор философии в Нью-Йоркском университете, где он с 2004 года преподает и размышляет о природе науки, сложных системах, психологии философии, роли физической интуиции в научных открытиях и природе объяснения и понимания. Родился и вырос в Новой Зеландии, получил степень доктора философии в Университете Ратгерса, а ранее преподавал в Университете штата Айова и Стэнфордском университете. В 2017 году получил стипендию Гуггенхайма. Живет в Нью-Йорке.