Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №03 за 2008 год Страница 19

Теория эфира

Выдвинута для объяснения электромагнитных волн в рамках ньютоновской механики. Свет считался колебаниями эфира — гипотетической среды с очень странными свойствами: твердый, но практически невесомый, всепроникающий, но при этом увлекаемый за собой движущимися телами. Механическая модель эфира получалась крайне неестественной. Специальная теория относительности избавилась от эфира, внеся изменения в ньютоновскую модель пространства и времени. Она резко упростила описание электромагнитных явлений и дала целую серию новых предсказаний, самое известное из которых — лежащая в основе ядерной энергетики эквивалентность массы и энергии E = mc2.

И опровергнуть теорию тоже нельзя

Проанализировав эту проблему и изучив реальное поведение ученых, философ науки Имре Лакатос пришел к выводу, что экспериментально теорию нельзя не только доказать, но и опровергнуть. Если хорошо зарекомендовавшая себя теория споткнулась на новом эксперименте, ученые вовсе не спешат от нее отказываться, ведь доверие к ней опирается на огромный массив прежних подкрепляющих данных. Так что единичный негативный эксперимент и его интерпретацию, скорее всего, поставят под сомнение и будут неоднократно перепроверять. Но даже если противоречие подтвердится, можно дополнить теорию новой гипотезой, которая объясняет обнаруженную аномалию. Таким способом теорию можно защищать неограниченно долго, поскольку число экспериментов всегда конечно. Постепенно может вырасти целый пояс защитных гипотез, которые окружают так называемое твердое ядро теории и обеспечивают ее работоспособность, несмотря на все трудности.

Отказ от теории происходит не раньше, чем появится достаточно хорошая альтернативная теория. От нее, конечно, ждут объяснения большинства известных фактов без обращения к искусственным защитным гипотезам, но самое главное — она должна указывать новые направления исследований, то есть позволять строить принципиально новые проверяемые экспериментом гипотезы. Такие теории Лакатос называет исследовательскими программами и видит в их конкуренции процесс развития науки. Старые исчерпавшие свой ресурс исследовательские программы теряют приверженцев, новые — обретают.

«Я математически доказал, что теория относительности ошибочна», — подобные письма регулярно приходят в редакцию «Вокруг света». Их авторы искренне заблуждаются, считая, что научные теории можно доказать или опровергнуть. Им в утешение можно только сказать, что до начала XX века большинство ученых пребывали в таком же заблуждении. «Но почему, почему вы так убеждены, что общепринятая теория верна?!» — возмущаются отказом горе-новаторы. Многие из них даже считают, что в «официальной науке» сложился заговор консерваторов, которые не дают хода смелым идеям, чтобы сохранить свое «теплое местечко». Переубедить в этом, увы, невозможно, даже указав на явные ошибки в математических выкладках.

При сжатии газопылевого облака под действием самогравитации выделяется энергия, которая идет на разогрев вещества будущей звезды.  Фото SPL/EAST NEWS

Кельвиновское сжатие

Объясняло энергетику Солнца его гравитационным сжатием. Предложено в конце XIX века лордом Кельвином, когда стало ясно, что химическое горение не обеспечивает достаточной мощности и длительности излучения. Кельвиновский механизм «давал» Солнцу 30 миллионов лет жизни. Сторонники Кельвина не верили в геологические данные о куда большем возрасте Земли, считая это проблемой геологии. В 1930-х годах теория термоядерного синтеза предложила новый источник энергии звезд, а радиоизотопный метод в 1940-х определил возраст Земли в более чем 3 миллиарда лет. Теория Кельвина ныне объясняет первичный разогрев протозвезд до начала в них ядерного горения водорода.

Продам парадигму, недорого

В обоснование своих идей новаторы обычно говорят о «кризисе науки», «смене парадигмы» и грядущей «научной революции». Вся эта терминология заимствована из знаменитой книги Томаса Куна «Структура научных революций». «Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определенного времени дают научному сообществу модель постановки проблем и их решений», — пишет Кун в предисловии к своей книге. Все это очень похоже на борьбу исследовательских программ Лакатоса, и различия между двумя концепциями так бы и остались темой для узкопрофессиональных дискуссий, если бы теория Куна не была воспринята, особенно в России , как руководство к действию.

Кун под впечатлением кризиса физики начала XX века пришел к выводу о чередовании спокойных периодов «нормальной науки», когда среди ученых есть консенсус относительно научной парадигмы, и «научных революций», когда накопившиеся нерешенные проблемы (аномалии) сметают старую парадигму и открывают дорогу новой. Но вот откуда эта новая парадигма появляется, Кун не объяснил, а большинство читателей поняло так, что ее источник — творческий импульс отдельного гениального ученого. Это стало огромным соблазном для многих ученых и даже инженеров, лишь косвенно связанных с фундаментальной наукой. Шутка ли — всего лишь придумай удачную парадигму и сможешь стать новым Коперником, Ньютоном или Эйнштейном .

В итоге образовался целый рынок «новых парадигм». Некоторые авторы берут относительно солидную основу: ноосферу Вернадского, синергетику Пригожина, фракталы Мандельброта, общую теорию систем Людвига фон Берталанфио. Но пока все попытки выстроить на базе таких общих концепций ясную исследовательскую программу остаются не слишком успешными, поскольку они практически лишены предсказательной силы — из них не следуют проверяемые гипотезы. Другие стремятся «обобщить» науку, включив в нее религиозно-мистические представления. Но ведь именно избавившись от этих иррациональных идей, наука достигла современной надежности и эффективности. На сегодня объединение науки с мистикой — это все равно, что попытка взять телегу на борт самолета в надежде на увеличение совместного КПД. Наконец, есть немало «скромных опровергателей», которые не претендуют на создание новой парадигмы, а лишь пытаются разрушить старую, скажем, теорию относительности, квантовую механику или теорию эволюции. Они просто не в курсе, что исследовательскую программу нельзя опровергнуть, а можно только победить в конкурентной борьбе, добившись большей эффективности и предсказательной силы.

Но самое главное, что обрекает все эти попытки на неудачу, — это непонимание того, что концепция научных революций и смены парадигм годится только для ретроспективного анализа развития науки. Так красиво и стройно процесс становления новых научных взглядов выглядит лишь с расстояния в десятки и сотни лет, сквозь призму написанных победителями учебников. А вблизи даже самые выдающиеся ученые часто не могут распознать, какая из соперничающих исследовательских программ в итоге окажется наиболее эффективной.

Бум доморощенных псевдотеорий (часть из них предлагается совершенно бескорыстно, другая — с целью приобрести научный статус и воспользоваться его преимуществами) создает сегодня реальную угрозу для существования науки в России. С одной стороны, такие теории отвлекают на себя общественные ресурсы (деньги и внимание), предназначенные для науки, с другой — снижают доверие к науке в целом, поскольку шума много, полезного же выхода нет, а иногда (как при рекламе чудодейственных медицинских средств) людям может наноситься и реальный ущерб.

И вот, после всего, что мы узнали о внутренней кухне науки, мы вновь возвращаемся к вопросу: заслуживает ли она того особого доверия, которое ей выказывает общество? Наш мир, как мы сегодня знаем, устроен довольно сложно, а человечество изучает его уже давно. Поэтому узнать нечто новое и стоящее может только тот, кто целенаправленно к этому стремится, опираясь на огромный массив уже накопленного знания. Можно сказать, что свою коллективную познавательную активность человечество вынуждено препоручить касте профессиональных ученых, которые постоянно совершенствуют свою методологию. В последние столетия полученные этим способом знания позволили радикально изменить жизнь к лучшему (например, средний срок жизни почти удвоился). Это, по-видимому, достаточное основание доверять науке как социальному институту, реализующему эффективный метод. Но очень важно понимать, где лежат границы науки: не стоит ждать от нее того, чего она дать не может (окончательной истины, например), и уметь разоблачать (хотя бы для себя) тех, кто в силу личных интересов лишь прикрывается добрым именем науки, занимаясь на самом деле чем-то совершенно другим.