Научные тесты и теории (основаны ли утверждения на реальных наблюдениях?)

Научные наблюдения — один из лучших инструментов сверки с реальностью. Чтобы проверить идею, как правило, вы обращаетесь к науке. Чтобы выяснить, что работает, а что нет, вы обращаетесь к науке. При прагматичном, т. е. чисто практическом, подходе к решению задачи вы обращаетесь к науке. Врачи обращаются к науке при постановке диагноза и назначении лечения. Детективы обращаются к науке при разгадке преступлений. Автомеханики обращаются к науке при ремонте машин. Студенты обращаются к науке при выборе спецкурсов, жизненного пути и даже при назначении свиданий.

Мы уже видели, что источники информации и логика могут стать для любого утверждения серьезной поддержкой. Однако все это меркнет перед мощью научных наблюдений и методов проверки гипотез, равно как объяснений и теорий. Знаменитый специалист может оказаться неправ. Логическое высказывание может быть здравым, но основанным на ложных посылках.

Наука (для простоты мы заменим словосочетание «научные наблюдения» словом «наука») — это не технология и не производство всевозможных приборов и гаджетов. Наука — не религия, поскольку в науке не может быть раз и навсегда утвержденных догм. На самом деле наука как таковая не более религиозна и не более атеистична, чем… стоматология, к примеру. Но у науки есть свои достоинства; любой ученый обожает раскрывать истинную природу вещей и бесстрашно задавать честные вопросы.

Вот примеры ученых, с которыми мы встречаемся каждый день:

Глория — баскетболистка. Она ищет новую пару спортивных туфель, которые позволили бы ее потеющим ногам дышать во время игры. Она замечает, что туфли лучших брендов сделаны не из ткани, а из кожи, натуральной или искусственной. Подруга рекомендует натуральную кожу. Тренер носит искусственную. Она решает выяснить этот вопрос самостоятельно и отправляется в спортивный магазин. Там Глория подбирает для себя лучшие туфли из натуральной кожи и лучшие из искусственной, надевает по очереди каждую пару и в течение десяти минут ходит в ней по магазину, подпрыгивает и делает растяжку. После каждого такого опыта она спрашивает себя, удобны ли туфли и годятся ли они для хорошей игры.

Хосе (любитель мяса) готовит очень важный обед для друга-вегетарианца Джоша. Он пробует приготовить по новому рецепту суп, в состав которого входят соевые бобы, лук, сельдерей, соль и чеснок. Но проблема в том, что вкус у этой смеси получается ужасный. Чего-то не хватает. Хосе кажется, что суп слишком пресный и нуждается в добавлении специй и чего-то ароматного. Он добавляет помидор и зеленый перец. На этот раз суп проходит испытание на вкус, и Джошу он тоже нравится. (Отметим, что в свою порцию Хосе потихоньку кидает горсть креветок.)

Тони в восторге от нового только что купленного DVD-плеера. К несчастью, он не работает. На передней панели светятся часы и все, а на пульт управления прибор никак не реагирует. Может быть, в пульт нужно вставить свежую батарейку. Тони вставляет батарейку, нажимает кнопку «Старт», но ничего не происходит. Может быть, современный DVD-плеер похож на компьютер и способен автоматически перегрузиться, если выключить его из сети, а затем снова включить.

Как вам нравятся такие примеры применения научного метода?

Философы до сих пор спорят над точным определением элементов научного исследования, но большинство из них согласятся, что в узкое определение научного исследования входят: наблюдение, эксперимент и объяснение результатов эксперимента в рамках теории. Применение этих инструментов позволяет добавлять и отвергать новые идеи, в итоге объем наших знаний увеличивается. Если не применять эти инструменты, то знания наши, скорее всего, навсегда останутся статичными и неизменными. Вообще говоря, один из лучших признаков научности или псевдонаучности теории — изменяется она со временем или нет.

Наблюдения

Наблюдения — сердце научных исследований. Любые наблюдения предусматривают сбор информации способом, который непременно должен быть открытым и воспроизводимым. Несколько десятилетий назад, когда я занимался подготовкой докторской диссертации, я провел обширное исследование воздействия медитации на тревожность. В частности, я должен был посмотреть, как люди, знакомые и не знакомые с медитацией, отвечают на различные вопросы по поводу тревожности. Ближе к концу исследований я связался с одним обществом медитации, руководители которого согласились бесплатно проинструктировать меня, и спросил у них, как поживают участники моего исследования. Руководительница общества без малейших колебаний закрыла глаза и через несколько секунд задумчивости объявила: «Вам не о чем беспокоиться. У них все в порядке». Я было решил, что она вспоминала свои встречи с моими подопечными. Я ошибся. Оказалось, что она воспользовалась своими будто бы сверхчувственными способностями, чтобы связаться с каждым участником и телепатически оценить его состояние. Меня это не убедило. Ее наблюдения не были открытыми, поскольку я не мог видеть, что происходит в ее голове. И вряд ли можно сказать, что они были воспроизводимыми, поскольку я никак не мог провести аналогичную операцию в своей голове.

Наши измерения должны быть достоверными и надежными. Понятия надежности и достоверности имеют совершенно точное научное значение, которое, возможно, несколько отличается от повседневного. В науке достоверный эксперимент дает один и тот же результат, сколько бы раз вы его ни проводили. Надежный эксперимент согласуется с другими испытаниями того же явления или хорошо работает при проверке гипотезы. Весы, которые показывают один и тот же вес в разное время, дают достоверный результат. Результаты, полученные на дешевых простых весах, могут оказаться разными. Надежные весы дадут вам тот же результат, что и, скажем, весы в кабинете вашего доктора. Ненадежные весы могут оказаться неправильно откалиброванными; в этом случае они будут систематически завышать или занижать ваш вес.

Испытания

Проводя наблюдения, мы можем столкнуться с проблемой, с чем-то, чего мы не знаем или не понимаем. Научное описание и формулировка встреченной проблемы также должны быть открыты и воспроизводимы. Мало того, другие исследователи при использовании тех же методик наблюдений и тех же инструментов тоже должны встретиться с этой проблемой. Проблема, вообще говоря, требует решения. В наших начальных примерах задача Глории — решить, какие туфли — из натуральной или искусственной кожи — будут лучше для ее потеющих ног. Задача Хосе — сотворить суп, который Джош открыто похвалил бы и признал вкусным. Тони хочет, чтобы его новый DVD-плеер заработал. Разумеется, Глория, Хосе и Тони проводят всего лишь простейшие личные испытания; отчеты для них — просто рассказ о происходящем. Если бы они хотели, скажем, опубликовать информацию о том, какие туфли вообще лучше для потеющих ног, как сварить вегетарианский суп, который всем понравится, или о том, что нужно сделать в первую очередь, если перестал работать DVD-плеер, им пришлось бы исследовать множество людей в тщательно воспроизведенных условиях согласно описанной ниже процедуре. Для начала им следовало бы выдвинуть гипотезу, предложить возможный ответ на некий вопрос, предположить причины некоего события или корреляции между некими переменными.

Задать правильный вопрос

Полезная гипотеза определяет методику наблюдения или воспроизведения результатов. Она говорит о том, что именно должно наблюдаться в эксперименте, если гипотеза верна. Кроме того, она предлагает такой способ изменения методики, при котором можно будет исключить альтернативные гипотезы. В нашем примере, Глория сравнивала две гипотезы: для потеющих ног лучше всего подходят туфли из натуральной кожи или из искусственной. Хосе выдвинул гипотезу о том, что добавление в суп помидоров и зеленого перца придаст этому пресному блюду вкус и аромат. Гипотеза Тони проста: временное выключение DVD-плеера приведет к его перезагрузке и заставит прибор работать.

Большинство научных гипотез несколько сложнее; испытываются они, как правило, путем проверки логических выводов и следствий. Вспомним, что дедуктивные рассуждения начинаются с логических посылок (Все люди смертны, Сократ — человек) и заканчиваются необходимым выводом (Следовательно, Сократ смертен). Индуктивные рассуждения также начинаются с посылок (Большинство мужчин женаты, Сократ — мужчина), но заканчиваются всего лишь вероятным выводом (Следовательно, Сократ, скорее всего, женат). Детективы тоже пользуются дедуктивными и индуктивными рассуждениями при разгадывании преступлений:

Однажды вечером Джош обнаружил, что его DVD-плеер украли. Он позвонил в полицию и назвал Тони как предположительного виновника. Дело поручено детективу Гриссому, который, пользуясь логическими рассуждениями, выдвигает несколько гипотез. Есть ли у Тони дома новый DVD-плеер? Если есть, то совпадает ли его серийный номер с номером плеера Джоша? Нет ли в одном из местных ломбардов документов о какой-нибудь сделке с Тони с упоминанием краденого плеера? Не видел ли Тони в ночь кражи кто-нибудь из соседей Джоша? На каждый из этих вопросов можно без особого труда получить точный ответ.

Врачи пользуются такими рассуждениями при постановке диагноза:

Джош жалуется на боль в животе. У его врача две гипотезы: пищевое отравление или вирусная кишечная инфекция. Если у Джоша инфекция, у него должен быть жар, и промывание желудка ему не поможет. Если Джош отравился, он может вспомнить о том, что накануне съел что-то сомнительное.

Если гипотезу нельзя экспериментально проверить или опровергнуть, она, как правило, бесполезна для установления фактов. Это так называемый критерий фальсифицируемости (или проверяемости), один из наиболее часто упоминаемых инструментов критического мышления. Философ Карл Поппер (Popper, 1959) выдвинул предположение о том, что ни одну гипотезу нельзя считать научной, если не существует способа доказательно опровергнуть ее. К примеру:

Фрейд говорит, что у всех мужчин есть латентные гомосексуальные склонности. Если вы мужчина и у вас нет гомосексуальных желаний, значит, вы их подавляете. Если это утверждение вас раздражает, то ваше раздражение само по себе может служить доказательством присутствия в вас скрытых гомосексуальных наклонностей. Если вы чего-то не понимаете, значит, гомосексуальные наклонности мешают работе вашего мозга. В такой ситуации вы не можете победить. Не существует эксперимента, который доказал бы ложность идеи Фрейда.

По существу, гипотеза является нефальсифицируемой, если не существует мыслимого способа надежно опровергнуть ее.

Иногда возникает ситуация, когда гипотезу невозможно опровергнуть просто потому, что ее сторонник отказывается принимать доказательства, каким бы убедительными они ни были. Иначе говоря, сторонник гипотезы пользуется аргументами ad hoc (специально придуманными «на такой случай») и запросто объясняет любые эмпирические (полученные в процессе наблюдений) данные. К примеру, такой диалог:

АСТРОЛОГ: Вы родились под знаком Рыб. Следовательно, вы очень чувствительны.

СКЕПТИК: Но друзья говорят, что я толстокож и бесчувстве нен.

АСТРОЛОГ: Это потому, что за ваш знак спорят Луна и Солнце.

Часто гипотезы ad hoc представляют собой просто нечестные и ненаучные манипуляции. Еще одна нечестная тактика состоит в том, чтобы переложить бремя доказательства на плечи другого человека, а не того, кто выдвинул соответствующее заявление. Если кто-то заявит, что вы украли у него DVD-плеер, доказывать это утверждение (в полиции и в суде) придется ему. Было бы нечестно требовать, чтобы вы доказывали свою непричастность к этому преступлению. Применив принцип доведения до абсурда (reductio ad absurdum ), несложно убедиться, что возложение на человека обязанности опровергать каждое выдвинутое против него обвинение привело бы к совершенно бредовой ситуации. Это же правило применимо и в науке. Бремя доказательства лежит на заявителе. Если кто-то заявит, что листья с деревьев каждую осень обрывают крошечные феи, то научному сообществу не придется тратить миллионы долларов и доказывать, что это не так. Доказывать здесь должен человек, который верит в фей. Но иногда приходится видеть, как защитники паранормального пытаются воспользоваться этой стратегией. Посмотрим, сумеете ли вы понять, где в следующих заявлениях скрыт подвох.

Я умею читать мысли своей бабушки. Докажите, что это не так.

Астрологические гороскопы предсказывают будущее. Докажите, что нет.

Пить урину полезно. Докажите обратное.

Бог — женщина. Докажите, что это не так.