Методологический подход: фальсификационизм
Философы, считающие науку несомненно рациональным занятием, испытали разочарование по поводу натурализма. Самой серьезной критике натурализм подверг сэр Карл Поппер (1902-1994), глава вначале венской, а затем лондонской школ экономики, и его последователи. Философия науки Поппера представляет особый интерес, поскольку она активно занималась вопросом о том, как наука меняется с нормативной, а не с исторической точки зрения. Поппер хотел знать, когда ученым следует менять свои теории.
Он ответил на этот вопрос, сравнивая науку и псевдонауку и провозгласив демаркационный критерий, отделяющий их друг от друга (К. Popper, 1963). Подобно позитивистам, он верил, что наука является преимущественно рациональной сферой и что должны существовать некоторые методологические правила, составляющие научную рациональность. В Вене, во времена молодости Поппера, многие системы мышления провозглашали себя наукой, в том числе теория относительности и психоанализ. Поппер жаждал узнать, к каким притязаниям отнестись серьезно, а какие отвергнуть. Он подошел к этой проблеме, рассмотрев сначала примеры бесспорной науки, например физику Ньютона, а затем — явные примеры псевдонауки, такие как астрология, пытаясь сформулировать существующие между ними различия. Позитивисты подчеркивали, что показателем научного статуса теории является ее доступность проверке. То есть исходя из теории с правильно разработанными операциональными определениями, мы можем логически вывести ряд прогнозов, подтверждение которых придаст достоверность самой теории. Псевдонаучные или метафизические теории не в состоянии дать операционально-
Глава 1, Психология, наука и история 29
го определения своих терминов, и поэтому на их основе невозможно сделать предсказания событий и подтвердить их притязания. Хорошие теории накапливают множество подтверждений; слабые — не делают этого.
Однако Поппер увидел, что все обстоит далеко не так просто. Псевдонауки могут заявить о множестве фактов подтверждения. Астролог может указать на сбывшиеся предсказания и оправдывать несбывшиеся такими причинами, как неучтенное влияние минорных планет. Подтверждение теорий мало помогает и в неопределенных случаях, таких как релятивистская теория или психоанализ, которые время от время заявляют о подтверждении своих теорий.
Но, слушая психоаналитиков и сравнивая их с Эйнштейном, Поппер обнаружил, что, каким бы сложным ни казался случай психоанализа, хороший аналитик, равно как и хороший астролог, всегда мог подвергнуть его новой интерпретации в свете аналитической теории. В то же время, сразу же после Первой мировой войны, была снаряжена экспедиция для проверки одного из предсказаний релятивистской теории о том, что световой пучок изгибается в присутствии гравитационного поля. На основании фотографий звезд, находящихся на границе с Солнцем, сделанных во время полного затмения, астрономы обнаружили, что лучи света изгибаются в соответствии с теорией Эйнштейна. Хотя на первый взгляд эта успешная проверка удовлетворяла требованиям позитивистов о логическом подтверждении, Поппер нашел решающее отличие релятивистской теории от психоанализа: оба направления могли заявлять о подтверждении своих теорий, но только теория относительности рисковала оказаться фальсификацией. В отношении предсказаний Эйнштейна важным было не то, что не могла быть доказана их истинность, а то, что можно было доказать их ложность. Были некоторые события, которые релятивизм, предположительно, не мог объяснить. Напротив, психоанализ (как и астрология) был готов объяснить все что угодно. Другими словами, по мнению Поппера, научная рациональность состоит не в поиске доказательств правоты, но в допущении того, что предположение может оказаться неверным — в наличии риска положить голову на плаху фактов.
Однако в простом демаркационном критерии фальсифицируемое™ Поппера не были учтены два важных фактора (однако принятые во внимание его последователями при поиске критерия научной рациональности). Во-первых, никогда не удается нанести поражение той или иной теории одним решающим экспериментом; во-вторых, теории соревнуются друг с другом, равно как и с природой. Никогда один-единственный эксперимент не может решить судьбу теории, поскольку каждый опыт основывается на определенных методологических допущениях, которые никак не влияют на саму теорию. Любой единичный эксперимент можно сделать недействительным, неверно выбрав аппаратуру, неправильно отобрав объекты эксперимента, сделав ошибку в статистических методах или где-либо еще. Короче говоря, всегда можно защитить истинность теории от ложных фактов, усомнившись в валидности самих этих фактов. Кроме того, Поппер предположил, что наука представляет собой арену соревнования, в котором есть два участника — теория и реальный мир, но обладание теорией настолько важно, что ученые предпочитают иметь слабые теории, чем не иметь их вовсе. Научное исследование — это не двустороннее соревнование между теорией и реальным миром, а трехстороннее, в котором участвуют две соперничающие теории и реальный мир.
30 Часть I. Введение
Учитывая все эти положения, последователи Поппера столкнулись с проблемой формулировки методологии, которой ученым следует руководствоваться при выборе исследовательской программыработ над той или иной проблемой (I. Lakatos, 1970). Критерием, разработанным Имре Лакатосом и Ларри Лайданом (Larry Laudan, 1977), является успешность решения проблемы.Лакатос и Лайдан считали науку деятельностью, направленной, в первую очередь, на решение проблемы, или, выражаясь словами Куна, на разгадку головоломок и аномалий. Исследовательская программа, построенная на теории, пытается решить серию проблем в течение определенного времени, тогда как Поппер изначально предлагал проверку одной-единственной теории посредством единичного эксперимента. Следовательно, рациональный ученый должен принять ту программу, которая решает максимальное количество проблем посредством минимального количества методологических приемов и в то же время способствует плодотворному рождению новых проблем, на которые и нацелена.
Позиция Лайдана была подвергнута критике за антиреализм (W. H. Newton-Smith, 1981). Если теории предназначены лишь для удобства и не являются потенциально истинными описаниями мира, то весьма затруднительно дать твердое определение проблемы или ее решения. У. Г. Ньютон-Смит пишет: «До тех пор пока истина не играет регуляторную роль [в науке], каждый из нас может выбирать на основании собственных прихотей свой собственный набор предложений, которые будут для нас утверждениями, описывающими проблему, просто потому, что мы решили считать их таковыми. Каждый из нас может затем строить свои собственные теории для решения этих проблем. Неважно, что представляет собой реальный мир, давайте просто решать наши собственные проблемы!» (р. 190). Таким образом, мы снова скатываемся в анархию в науке, в то же состояние, из которого, по утверждениям Поппера, он вызволил нас.
Как и остальные описанные нами проблемы, вопрос о том, рациональна ли наука, и если да, то почему, остается нерешенным. Анархо-натуралистические взгляды пережили зенит своей славы в 1960-х гг., сегодняшние натуралисты придерживаются более скромной, менее романтической позиции (N. J. Nersessian, 1987). В то же время рационалисты более не ставят своей целью создание закона для ученых, как это делал И. Лакатос, а удовлетворяются более скромной ролью рационализма как нормативной философии науки (N. J. Nersessian, 1987). Некоторые методологически ориентированные ученые надеются, что развитие статистики (особенно разделов, касающихся теоремы Баеса), которая гласит, что вера превращается в гипотезу при наличии фактов, может создать новый фундамент для рационализма (W. Savage, 1990).
Редукция и замена
Когда две теории вступают в противоречие друг с другом из-за возможности объяснения одних и тех же явлений, существуют два вероятных исхода. Первый — это редукция. Она имеет место при том условии, что две теории объясняют одни и те же факты на разных уровнях: более высокий уровень оперирует более крупными объектами и силами, тогда как более низкий — более глубинными объектами и силами. Пытаясь создать унифицированную картину природы, ученые стремятся
Глава 1. Психология, наука и история 31
редуцировать теории более высокого уровня до более элементарных, более глубинных, демонстрируя, что истинность первых есть следствие истинности последних. На своем уровне объяснения редуцированная теория считается валидной и полезной. Второй возможный исход — это замена или уничтожение. Одна из теорий оказывается верной, а другая — ложной и сбрасывается со счетов.
Редукцию теории более высокого уровня другой теорией можно продемонстрировать сведением классических газовых законов до кинетической теории газов, а менделевской генетики — до молекулярной генетики. Физики XVIII столетия полагали, что давление, объем и температура газов взаимодействуют друг с другом в соответствии с математическим уравнением, которое получило название закона идеального газа: Р = VxT. Используя этот закон — хрестоматийный пример общего закона, — физики могли точно и с пользой описывать, предсказывать, контролировать и объяснять поведение газов. Законы идеального газа представляют собой пример теории высокого уровня, поскольку они описывают поведение сложных объектов, а именно газов. Одним из первых триумфов атомарной гипотезы стала кинетическая теория газов, которая давала каузальное объяснение закону идеального газа. Кинетическая теория утверждает, что газы (как и все остальное) состоят из миллиардов шарообразных атомов, степень возбуждения которых (движение) является функцией энергии, особенно теплоты. Так, закон идеального газа предсказывает, что если мы нагреем воздух в воздушном шарике, он увеличится в размере, а если охладим — то сожмется (опущенный в жидкий азот, он съежится практически до нулевого объема). Кинетическая теория объясняет, почему это происходит: когда мы нагреваем воздух, составляющие его частицы начинают двигаться интенсивнее, наталкиваются на оболочку шарика и заставляют ее растягиваться. Когда мы охлаждаем воздух, атомы начинают двигаться медленнее, слабее ударяются о стенку шарика, и если скорость их движения упадет достаточно сильно, то давления не будет вовсе.
Кинетическая теория, по сравнению с газовыми законами, — теория более низкого уровня, поскольку имеет дело с теми частицами, из которых состоят газы. Это также более фундаментальная теория, поскольку она является более общей, рассматривая поведение любого объекта, состоящего из молекул, а не только газов. Поведение газов выступает в качестве частного случая поведения любого вещества. Кинетическая теория показывает, почему работают законы идеального газа, постулируя каузальный механизм, лежащий в основе, и поэтому говорят, что закон идеального газа редуцируется до кинетической теории. В принципе, мы могли бы вообще отказаться от газовых законов, но мы сохранили их, поскольку они обладают валидностью и полезностью в области своего применения.
Аналогичная история произошла и с менделевской генетикой. Георг Мендель высказал предположение о существовании передаваемой единицы наследственности, гена, которое было абсолютно гипотетическим. Концепция Менделя заложила основы для популяционной генетики, хотя никто не видел гена и не мог даже предположить, как он выглядит. Однако в начале 1950-х гг. начали открывать строение ДНК, и выяснилось, что именно она была хранителем наследственных признаков. По мере прогресса молекулярной генетики мы узнали, что последовательности кодонов на модели ДНК являются реальными генами и они отнюдь не все-
32 Часть I. Введение
гда ведут себя так однозначно, как думал Мендель. Тем не менее менделевская генетика остается валидной для своих целей — популяционной генетики, но, как и законы идеального газа, она была редуцирована и унифицирована до молекулярной генетики.
В случае редукции более старая теория продолжает считаться научной и валидной в сфере своего применения; она просто занимает подчиненное положение в иерархии науки. Напротив, судьба замененной теории совершенно иная. Часто оказывается, что старая теория была просто неверной и не может вписаться в новую. В этом случае от нее отказываются и заменяют на лучшую. Теория небесных сфер Птолемея, где Земля была помещена в центр Вселенной, а Солнце, Луна и звезды вращались по сложным орбитам вокруг нее, была распространена среди астрономов на протяжении многих веков, поскольку была полезной и давала весьма точное представление о движении небесных тел. С помощью этой теории ученым удавалось описывать, предсказывать и объяснять такие события, как солнечные затмения. Но несмотря на описательную и предсказательную силу данной системы, в результате длительной борьбы было доказано, что взгляды Птолемея ложны, и на смену им пришла система Коперника, поместившая Солнце в центр Солнечной системы, вращающейся вокруг него. Подобно старой парадигме, точка зрения Птолемея отмерла и исчезла из науки.
Вопрос редукции или замены особенно остро стоит в психологии. Психологи пытаются связать психологические процессы с физиологическими. Но если у нас есть теория о неких психологических процессах и мы фактически открыли физиологические процессы, лежащие в их основе, будет ли психологическая теория редуцирована или заменена? Некоторые наблюдатели полагают, что психология обречена на вымирание, как астрономия Птолемея. Другие придерживаются мнения, что психология будет сведена к физиологии и станет одним из разделов биологии, но некоторые оптимисты считают, что, по крайней мере, некоторые разделы психологии человека никогда не будут редуцированы до нейрофизиологии или заменены ею. Нам предстоит убедиться в том, что взаимоотношения психологии и физиологии не так уж просты.
Психология науки
Психология позже всех внесла свой вклад в изучение науки (В. Gholson, W. R. Sha-dish, R. Niemeyer and A. Houts, 1989; R. D. Tweney, С R. Mynatt and M. E. Doherty, 1981). Эта сфера является новой, представляющей широкий спектр научных направлений, начиная от такой традиционной психологии, как описание личности ученого (например, D. К. Simonton, 1989), до таких современных разделов психологии, как применение науки в программах по методике оценки, создаваемых для бизнеса и управления (W. R. Shadish, 1989). Тем не менее не вызывает никаких сомнений тот факт, что самой активной областью психологии науки является применение концепций когнитивной психологии к пониманию экспериментальной и теоретической деятельности ученых (R. N. Giere, 1988; P. Thagard, 1988; R. D. Tweney, 1989).
Когнитивные исследования науки не дали всеобъемлющей перспективы, но в качестве примера следует рассмотреть работы Райана Твини (R. Tweney, 1989). Он экспериментально изучал рассуждения людей, не являющихся учеными, и рассуж-
Глава 1. Психология, наука и история 33
дения ученых, оставивших след в истории научных исследований. Во время пер-чых экспериментов (С. R. Mynatt, M. E. Doherty and R. D. Tweney, 1981) субъекты взаимодействовали с реальностью, генерируемой компьютером, и проводили эксперименты, направленные на открытие законов, управляющих движением в этом альтернативном мире. Основной целью было выяснить, в какой степени люди используют позитивистское подтверждение и стратегии опровержения Поппера и какая стратегия окажется самой эффективной. В 1989 г. Твини исследовал рассуждения физика Майкла Фарадея, которыми тот руководствовался при формулировке теории магнитного поля. Для того чтобы представить, каким образом Фарадей проверял гипотезы и постепенно накапливал сведения о магнетизме и электричестве, вылившиеся в его постулаты о магнитных полях и в описание их поведения, были задействованы различные концепции из когнитивистики, в том числе схематические, письменные, эвристические и продукционные системы.
Психология науки являет собой натуралистический подход к пониманию науки, и в качестве такового он уязвим для релятивизма и анархии, исправленных Куном (В. Gholson et al., 1989). Философы склонны считать, что роль психологии сводится всего лишь к объяснению отклонений от рациональности, а не самой рациональности (С. М. Heyes, 1989). Но позиция философов слишком упрощена и слишком императивна. Рациональное мышление представляет собой психологический процесс, и, следовательно, есть все основания считать, что его можно исследовать эмпирическим путем в традициях натуралистического подхода, не подрывая нормативных установок (Т. Leahey, 1992). Плоды психологии науки еще только предстоит собрать, но нам не следует беспокоиться о том, что рациональность науки должна быть раскрыта.