Теории и выводы: Гемпель и Поппер

Научный метод — это не только наблюдение и эксперимент. Ученые формулируют теории, которые призваны объяснить результаты экспериментов и сделать возможным точное предсказание будущих наблюдений.

Но как совершается переход от наблюдений к теории? И какова роль теорий в науке?

Карл Гемпель предложил объяснение работы ученых, которое приобрело чрезвычайную известность и было едва ли не общепринятым вплоть до последнего времени. Гемпель считал, что наука основывается на гипотетико-дедуктивном методе. Это означает, что во всех исследовательских областях ученые начинают с того, что производят наблюдения и фиксируют их результаты; затем формулируют гипотетический закон, объясняющий эти наблюдения; наконец, этот закон используется как посылка в дедуктивном выводе. Рассмотрим простой пример.

Шаг 1: возьмем батарею и несколько проводов и попытаемся пропустить электрический ток через разные предметы, сделанные из серебра, железа, меди, латуни и других металлов. Запишем результат наблюдения: все эти предметы проводят электричество.

Шаг 2: сформулируем гипотетический закон — Все металлы проводят электричество.

Шаг 3: используем этот закон как посылку в дедукции, например:

Все металлы проводят электричество. Ртуть — металл. Следовательно, ртутные пломбы в зубах должны проводить электричество.

Гемпелевская модель объясняющего закона отнюдь не служит исчерпывающим объяснением научного мышления. Во-первых, она упускает из виду или сводит к минимуму роль, которую играют в науке ненаблюдаемые (теоретические) сущности, такие как гравитация и магнетизм. Во-вторых, она непригодна для объяснения конкретных событий (например, покупки кем-то билета до Парижа). Ведь поскольку люди ездят в Париж по несчетному количеству разных причин, невозможно сформулировать закон, который объяснил бы этот феномен. И все же поездки в Париж не необъяснимы.

Карл Поппер (1902-1994) — возможно, самый знаменитый философ науки нашего столетия. Его объяснение научного рассуждения правильно называют теорией фальсификации.

Поппер утверждает, что ученые формулируют в высшей степени фальсифицируемые теории, а потом испытывают их. В каком-то смысле можно сказать, .что ученые тратят большую часть своего времени на попытки показать, что их собственные теории ложны. Когда доказана ложность всех теорий ученого, кроме одной, он может заключить, по крайней мере на время, что оставшаяся теория правильна. Но нет теорий абсолютно надежных. Каждая теория в конечном счете есть только гипотеза, а потому постоянно открыта для возможного опровержения.

Против объяснения Поппера выдвигаются некоторые возражения. Прежде всего, невозможно испытать все теории до единой, поскольку человеческая изобретательность способна произвести неопределенно большое их число. Далее, Поппер не может объяснить, почему некоторые теории отвергаются как очевидно ложные и даже недостойные испытания. Фактически мы полагаемся на здравый смысл, который указывает, какие теории настолько абсурдны, что не стоит обременять себя их испытанием. Например, какой-то молодой человек формулирует теорию, согласно которой он всегда может добыть билет до Брайтона, станцевав перед билетной кассой. Ясно, что эта теория в высшей степени фальсифицируема, но только человек, лишенный здравого смысла, возьмется за ее проверку.

Третья проблема состоит в том, что теория фальсификации исключает из науки слишком много того, что сами ученые хотят в ней сохранить.

Рассмотрим две важные теории: учение о том, что всякое событие имеет причину, и теорию эволюции.

Учение о том, что всякое событие имеет причину, чрезвычайно глубоко укоренено во всей западной научной традиции. Оно настолько важно, что ученые как бы не позволяют его фальсифицировать. Неудача в поиске причины в каком-то конкретном случае никогда не воспринимается как фальсификация этой теории, которая, таким образом, рассматривается как нефальсифицируемая. Даже относительно квантовой физики, где причинные описания, видимо, неприменимы, ученые лишь отмечают, что здесь идеи причины и следствия лишены объясняющей силы.

Дарвиновская теория эволюции тоже занимает привилегированное положение, хотя и несколько по другой причине. Теория эволюции не просто рассматривается как нефальсифицируемая, скорее вообще трудно представить себе, как она могла бы быть фальсифицирована. Согласно Попперу, именно поэтому эта теория не может считаться научной. Однако она объясняет столь широкую область данных, что биологи не хотят отказываться от нее. И даже если бы кто-то придумал способ проверить теорию эволюции и проверка показала ее ложность, разве можно было бы сразу же отвергнуть ее?

Попперовское объяснение предполагает, что стоит только ученому сделать одно-два наблюдения, противоречащие принятой в настоящее время теории, как от этой теории надо отказаться ввиду ее ложности. Но на самом деле часто бывает так, что теория получает приоритет над наблюдением. Кто отверг бы гелиоцентрическую теорию солнечной системы на основании нескольких эмпирических наблюдений?

Кун и Фейерабенд

Поппер написал свое главное сочинение «Die Logik der Forshung» в 1934 г., в 1958 г. оно было переведено на английский язык под названием «Логика научного открытия». Впоследствии Томас Кун и Пол Фейерабенд решили (независимо друг от друга), что лучший способ установления природы научного метода — не философствование, но наблюдение и фиксирование работы ученых прошлого и настоящего.

В результате наблюдения за работой ученых и изучения истории науки Кун пришел к различению двух форм существования науки — нормальной и революционной.

Нормальная наука не создает новые теории и не проверяет адекватность старых. Нормальная наука просто допускает, что принятые в настоящее время теории истинны. Она более точно определяет известные факты или истинные факты путем изучения не получивших объяснения явлений с целью вписать их в существующую теорию и разрешения маленьких теоретических неясностей. Методология нормальной науки сводится к тому, чтобы правдой или неправдой упаковать природу в разные ранее заготовленные теоретические ящики.

Время от времени, говорит Кун, происходят научные революции. Впрочем, такие революции крайне редки и имеют место только тогда, когда существующие теории оказываются совершенно неудовлетворительными. Некоторое время разные теории (и разные ученые) могут соперничать друг с другом, а потом одну из них начинают предпочитать другим. Триумф какой-то теории может определяться разными факторами: ее способностью объяснить упрямые факты, ее полезностью для решения проблем и обеспечения точных прогнозов и — последнее, но тем не менее важное — влиянием и авторитетом ученых, ее создателей и сторонников. Часто считают, говорит Кун, что авторитет ученого является результатом и доказательством исключительных способностей, но на самом деле он может определяться также, скажем, влиятельными друзьями в мире бизнеса и политики. Ведь для того, чтобы обеспечить успех теории, ее создатель должен обладать средствами на исследования, относительно высоким положением в академической иерархии и недюжинными способностями.

Кун также высказывает некоторые замечания о своих предшественниках в данной области. Он заявляет, что Гемпель, Поппер и другие неверно описали действительную работу ученых. По его мнению, эти выдающиеся философы науки были одурачены авторами учебников для студентов.

Учебники для студентов-естественников чудовищно упрощенны. Они утаивают многие исторические факты, особенно те, что «путают карты». Они выдают нынешние теории за истину в последней инстанции. И так или иначе всегда поддерживают миф о том, что наука постоянно идет вперед и постоянно преодолевает слабости и неудачи предшествующих поколений.

Учебники никогда не раскрывают тот факт, что старые теории, которые все еще продолжают использовать (например, теории Ньютона), часто противоречат ныне принятым теориям. Вместо этого они некорректно характеризуют эти более ранние теории как более простые и узкие, нежели современные теории. Принятые старые теории объявляются не противоречащими современным теориям, даже если на самом деле это не так.

С другой стороны, когда современные ученые полностью отвергают старую теорию, в учебниках эта отвергнутая теория называется ненаучной. Таким образом, они откровенно укрепляют веру в невозможность ложности научной теории и скрытно — веру в то, что истинные ученые практически не могут ошибаться.

Кун заключает, что Поппер, Гемпель и другие описывали не реальную методологию науки, но вымышленные положения дел, существующие только на страницах учебников для студентов-естественников.

Однако, доказывает он, учебники должны оставаться такими, какие они есть. Содержащиеся в них искажения необходимы для воспитания молодых ученых, чьи умы не должны сосредоточиваться на теориях, которые в данный момент непродуктивны. Но учебники по естественным наукам не говорят правды об истории науки и являются плохой основой для философии науки.

Обратимся к идеям Пола Фейерабенда. Чтобы как-то оценить их, полезно составить некоторое представление о его личности. Видимо, Фейерабенд был колоритной и экстравертной личностью с большим чувством юмора. Судя по его книгам, он с наслаждением беспощадно высмеивал истэблишмент, иерархии и разного рода помпезность. Ученые и философы науки не привыкли к тому, чтобы над ними смеялись, и эта яркая личность навлекла на себя известную враждебность, которая иногда приводила к неверному пониманию его идей.

Фейерабенд сосредоточил свое внимание на том, что Кун назвал революционной наукой, т.е. на этапе развития науки, который заканчивается рождением новых теорий и смертью старых. Его главный тезис состоит в том, что ученые не имеют никакой специальной методологии, отсюда название его широко известной книги — Против методологического принуждения. Фейерабенд говорит об анархизме науки, поскольку в ней нет универсально применимых правил работы. Человеческий ум — в высшей степени творческий — способен отвечать на интеллектуальный вызов все новыми и непредсказуемыми способами. Даже представление о первостепенной важности для науки наблюдения и эксперимента не всегда адекватно, поскольку то, какое наблюдение принимается в расчет, отчасти определяется теорией, которой придерживается ученый. Новые теории вынуждают ученых по-новому интерпретировать их наблюдения. Более того, говорит Фейерабенд, иногда новая теория находит применение, невзирая на полное отсутствие фактов в ее поддержку. Фейерабенд доказывает свой поразительный тезис путем детального рассмотрения первоистоков истории науки, в том числе современной ему науки. Он утверждает, что иногда эмпирическое наблюдение имеет приоритет над теорией, иногда же — наоборот.

Точка зрения Фейерабенда на природу науки вызывает глубокое недоверие у многих философов науки.

Принято считать, что наука более рациональна, чем другие формы человеческой деятельности, и в высшей степени регламентирована правилами, весьма самокритична и сознательно нацелена на абсолютную внутреннюю последовательность. Ученые одобряют такой взгляд на свою работу и признают его истинным. Принято считать, что ученые воплощают добродетели рациональности, последовательности, разумной самокритики и т.д., и, в частности, поэтому они пользуются уважением общества (а также, конечно же, потому, что прикладная наука обеспечивает власть и богатство). Фейерабенд же подчеркивает творческий, непредсказуемый и не очень рациональный характер науки. Создаваемый им образ ученого чем-то напоминает общепринятый романтический образ художника — идущего на поводу у вдохновения анархиста, эгоиста и (ассоциативно) бородатого, неумытого и не вписывающегося в общественные рамки.

Кто же прав? Является ли наука анархической, как утверждает Фейерабенд? Следует ли она правилам, как полагали Гемпель и Поппер? Существует ли вообще такая вещь, как научный метод?

Пожалуй, наиболее адекватную точку зрения на науку предложил Кун. Имеется по крайней мере две общие формы существования науки — нормальная и революционная.

Исторические исследования Фейерабенда показывают, что революционная наука и впрямь имеет много анархических черт, а ученые революционной эпохи должны быть творческими и широко мыслящими.

С другой стороны, нормальная наука следует правилам, и ученые эпохи нормальной науки не должны быть слишком творческими и широко мыслящими; они должны придерживаться существующих теорий.

Что касается методов — нормальная наука действительно предполагает, так сказать, метод или методы. Иногда нормальный ученый работает по Гемпелю, иногда — по Попперу, иногда — сам по себе. Есть ли у этих методов что-то общее? Разве лишь несколько весьма очевидных характеристик. Использование любого из этих методов предполагает, в частности:

1) накопление наблюдений, возможно — проведение экспериментов, фиксирование данных и результатов;

2) тщательное изучение, т.е. обдумывание, данных и результатов;

3) признание того, что если большое число фактов оказывается несовместимым с принятой теорией, то все, включая эту теорию, должно быть подвергнуто проверке.

В целом описанный метод очевиден и весьма банален. Он носит общий характер, т.е. может быть применен в разных областях науки. Он уместен не только в науках о материи, но также в некоторых других видах исследования, например в истории, антропологии и экономике. Следовательно, методология на самом деле не может служить объяснением особых успехов физических наук. Значит, вопрос об успешности науки, заданный в начале данной главы, остается без ответа. Отсюда не следует, что такое положение дел сохранится навеки: ведь каждое поколение не только делает новые научные открытия, но и производит новые философские идеи.

Г л а в а 17

ПРИЧИННОСТЬ

Причину определяли по-разному — как то, что производит нечто, как источник или мотив действия, как то, что объясняет, почему нечто происходит или начинает существовать. Некоторые из этих определений несут на себе печать антропоморфизма, поскольку, вероятно, идея причинности коренится в человеческих усилиях по созданию или изменению вещей.

В 1912 г. Бертран Рассел заметил, что слово «причинам редко встречается в дискуссиях физиков (если вообще встречается). И все же данное понятие нелишне, даже в физике и даже если это слово редко употребляется в этой науке. Ведь физики спрашивают иногда: почему происходит то-то и то-то? И тем самым задают вопрос о причинах.

Кроме того, понятие причины нелишне и в других науках. Оно часто встречается в прикладных науках. Это совершенно естественно, поскольку врачи, фармацевты, патологи, вулканологи, метеорологи и океанографы исследуют причины явлений.

Четыре причины Аристотеля

По мнению Аристотеля, имеются четыре вида причины; он рассматривает их на примере скульптора, создающего статую из мрамора. Эти четыре вида причины таковы.

1. Действующие причины производят изменения. В данном примере действующая причина — скульптор.

2. Материальные причины — вещество, в котором происходят изменения. В рассматриваемом примере материальной причиной является мрамор.

3. Формальные причины — характерные формы или свойства, принадлежащие конечному результату. В данном примере формальная причина — это форма законченной статуи.

4. Целевые (конечные) причины суть намерения или цели. В данном случае целевой причиной является намерение скульптора создать произведение искусства.

Аристотелево понятие действующей причины примерно соответствует современному пониманию причины. Два из трех остальных аристотелевских смыслов слова «причина» ныне устарели. Сегодня мы уже не скажем, что мрамор и форма статуи суть причины. Современная роль четвертого смысла этого слова, т.е. идеи целевой причины, или цели, менее однозначна. В физических науках (физике, химии, астрономии) и в основанных на них прикладных науках (например, инженерии) никто не говорит о причинах так, как если бы они включали цели. Неодушевленная материя не имеет целей. Но в науках о жизни (в биологии, зоологии, генетике) целевые причины Аристотеля, видимо, продолжают играть какую-то роль. Объясняя поведение организмов, ученые иногда говорят о целях. Цель сердца — перекачивание крови. Цель боли — предупреждение об опасности. Функция антител — борьба с болезнью.

Современное применение идеи цели мы рассматривали в гл. 8, где речь шла о гене эгоизма, который всегда стремится к самосохранению.

Стало быть, понятие цели не вполне изгнано из науки. Но поскольку его роль в научном объяснении все же вызывает некоторые сомнения, мы сосредоточимся на разъяснении понятия действующей причины.

Вещи или события?

Являются ли причины вещами или событиями? И действительно ли причины приводят к вещам или событиям? Большинство философов прошлого утверждают, что невозможно творение ех nihilo [из ничего], за исключением божественного творения мира. Доказывают, следовательно, что обычная идея причины есть идея изменения существующих вещей. Таким образом, причина не создает курицу, но скорее вызывает изменения, которые превращают яйцо в цыпленка. Это заставляет думать, что причинные объяснения всегда указывают на изменения в вещах. Причины — это события, а не личности и не вещи; действия — тоже события, а не вещи.

Но в значении слова «причина» все же остается неясность. Вещи и личности так же, как события и изменения, могут восприниматься как причины вопреки всякой философии. Эта неясность, возможно, является источником некоторых философских проблем, связанных с идеей причинности.