Границы научного познания 7. Раздел 2: всесильна ли наука? Ограничения научной методики

2.3. Ограничения научной методики

Третья составляющая познания мира касается того, что связывает исследователя с объектом исследования — методики познания.

Методика научного исследования предполагает два этапа: эмпирический и теоретический.

Эмпирический этап познания

Эмпирический этап познания, ведущий к построению научной теории, обязывает собрать достоверную информацию об исследуемом явлении. Это включает наблюдение, измерение, сравнение, систематизацию, классификацию и др.

Этап эмпирического познания позволяет исследовать природу, но при этом имеет определённые недостатки.

Во-первых, нет возможности наблюдать природные явления везде и всегда, то есть собрать полные сведения об исследуемом явлении. Во-вторых, как было упомянуто выше, эмпирическое познание зависит от выбора прибора измерения и от его точности, что предполагает погрешности в измерении, хоть и мизерные.

Естественно, что современная наука ориентирована на построение моделей, согласно которым достаточно даже приблизительно описать исследуемое явление. Главное, чтобы это позволяло извлечь какую-то пользу. Но если для позитивистских целей такой уровень измерений принимается как достаточный, то чтобы претендовать на полное и точное знание устройства мира, этого мало.

Так же и познание путём эксперимента имеет свои недостатки. Исследователи не могут знать заранее, как и при каких условиях можно обнаружить новые факты и новые явления, поэтому они вынуждены заниматься последовательным перебором разных вариантов и возможностей. Другими словами, экспериментальное исследование во многом продвигается вперёд методом проб и ошибок, что не исключает возможности пробелов и неполноты знаний.

Теоретический этап познания

Теоретический этап научного познания может включать анализ и синтез, аналогию, классификацию, моделирование, вычисление, формализацию, абстрагирование, идеализацию, дедукцию, индукцию, экстраполяцию^[1] и другие методики.

Конечный результат этого этапа — построение научной теории, системы знаний, описывающей и объясняющей определённую совокупность явлений. Она сводит открытые в данной области закономерности к единому основанию.

После эмпирического этапа и анализа собранной информации наступает этап выработки гипотезы, которая должна объяснить изучаемые явления и раскрыть их закономерности. Чтобы гипотеза превратилась в признанную научную теорию, она должна соответствовать критериям научности:

1. Гипотеза должна объяснять максимум исследуемых явлений, выдвигая минимум предположений и не будучи внутренне противоречивой.

2. Гипотеза должна быть подтверждена путём независимой опытной проверки и должна соответствовать общепринятым фундаментальным теориям (верификация). При этом эксперимент должен быть воспроизводим. Наука — совместное предприятие всего человечества, и научные открытия становятся общепризнанными после того, как и другие учёные повторяют те же эксперименты и получают аналогичные результаты.

3. Гипотеза должна содержать в себе механизм опровержения (фальсификации), то есть предсказания таких событий, осуществление которых её опровергнет.

4. Гипотеза должна предсказывать новые явления.

И только те гипотезы, которые отвечают перечисленным условиям, принимаются как научные и переходят в ранг научной теории^[2].

Но достаточно ли этих условий, чтобы теория рассматривалась как непреложная истина?

Ведь сколько бы ни было проведено исследований, всегда остаётся реальная возможность появления новых данных, которые общепринятая теория не сможет объяснить. Как выразился Эйнштейн, «никаким количеством экспериментов доказать теорию нельзя, но достаточно одного эксперимента, чтобы ее опровергнуть».

Например, до знаменитого опыта Морли-Майкельсона, направленного на то, чтобы подтвердить (или опровергнуть) существование мирового эфира, не существовало результатов экспериментальных исследований, противоречащих механике Ньютона. Но этот эксперимент, породивший неразрешимый конфликт с классической механикой, привел в итоге к появлению теории относительности.

Поэтому речь может идти только о высоком уровне достоверности научной теории, но не о её полной доказанности.

К тому же наука постоянно развивается, всё время появляются новые идеи. Приходят новые поколения учёных, и всегда остаётся возможность, что тезис, бывший непреложной научной истиной для предыдущего поколения, становится ошибкой для поколения последующего. Так же как научные знания, сформулированные всего несколько столетий назад, в глазах современного учёного выглядят примитивными, современные нам знания могут быть полностью пересмотрены через сто или двести лет.

Не существует методики, гарантированно приводящей к научному открытию

Как было упомянуто, человек исследует мир, чтобы обнаружить то, чего он ещё не знает, но проблема в том, что он не знает, чего ещё не знает. И более того, нет никакого проторенного пути познания. Не существует никакой методики, которая бы позволяла планомерно прийти к научному открытию, никаких ясных указателей, в какую сторону направить исследование, чтобы сделать новое открытие.

Получается, что научное открытие принципиально непредсказуемо и зависит от счастливого стечения обстоятельств.

Естественно, что учёный планирует свою работу, и чтобы получить исследовательский грант, надо обосновать, почему именно на этом конкретном направлении он ожидает найти новый научный результат. Но принципиально новые открытия приходят неизведанными путями. Как правило, формула их достижения — это 99% пота и 1% неожиданного озарения.

Фриц Рорлих пишет об этом так^[3]: «Формулировка теории и даже ее математический аппарат — это зачастую результат догадки, интуиции, полёта развитой фантазии ученого. И, несмотря на разговоры о научной методике, не существует научного метода, который можно использовать, чтобы прийти к желаемому открытию».

То есть открытие нисходит на учёного внезапно, и только после этого начинается длительный процесс подтверждения его истинности.

Один из изобретателей лазеров, лауреат Нобелевской премии по физике Чарлз Таунс пишет: «Элемент неожиданности — постоянная составная часть технического прогресса, и это как раз то, что невероятно трудно совместить с любым из обычных принципов планирования».

Идеализация

Наука, как правило, вынуждена строить модели по методу идеализации, когда для получения конкретных результатов формулируются идеальные условия.

Смысл идеализации — пренебречь определёнными физическими составляющими исследуемого явления, чтобы можно было построить его математическую модель. Но в реальности эти допущения не выполняются, поэтому модель описывает не реальный физический процесс, а идеальный.

В качестве иллюстрации можно привести разработку модели движения городского транспорта. В такой модели конкретный автомобиль может отображаться как точка в вычислениях или прямоугольник на чертеже, и при этом полностью игнорируются тип машины, мощность двигателя и т.д. Или, скажем, для астронома небесные тела — это точки. В расчёт принимается только их масса, а от диаметра, температуры, химических свойств исследователи абстрагируются.

Поэтому когда формулируется уравнение, описывающее физический процесс, в нём присутствует некая дельта, пренебрежимо малая величина. В ней — все остальные неучтённые слои, погрешности идеализации.

Естественно, что в заранее установленных рамках исследования приблизительная картина даёт отличные результаты. Точечная модель движения планет, учитывающая только массу, прекрасно работает и позволяет правильно предсказывать их будущее движение. Но ни материальные точки, ни инерциальные системы в чистом виде в природе не встречаются.

И как только ставится цель получения результатов более близких к реальности, возникают огромные трудности. Чем больше свойств и связей мы хотим учесть, тем сложнее модель исследуемой системы. К примеру, при попытке максимального приближения к реальным условиям модель прогнозирования погоды становится крайне сложной, а поэтому нереализуемой.

Итак, идеализация позволяет получить искомый результат, но не гарантирует описание истинной картины реальности. Поэтому, хотя ряд наук называют точными, речь в них не идёт о восстановлении такой картины мира, какая есть на самом деле, это возможно только в идеализированном виде.

Парадокс познания

Чтобы объяснить то или иное явление, наука стремится найти его причину. Но когда наука проникает в глубину материи в поисках этой причины, исследование приводит к объяснению, которое на порядок сложнее и непонятнее. В каком-то смысле наука ничего не проясняет…

К примеру, если спросить, почему, когда мы надуваем маленький шарик, он начинает увеличиваться, то последует научный ответ, интуитивно менее понятный: причина в увеличении внутреннего давления воздуха, которое заставляет расширяться эластичные стенки шарика.

Но тогда возникает вопрос: а что такое давление? Ответ будет уже совсем далёким от нашего обыденного понимания. Окажется, что на самом деле давления как такового не существует: есть лишь то, что его создаёт. Воздух состоит из «маленьких шариков» — молекул. Они невидимы, всё время находятся в беспорядочном движении и сталкиваются со стенками шарика. Чем больше мы надуваем шарик, тем больше молекул и тем больше ударов о стенки. И хотя сила удара отдельной молекулы пренебрежительно мала, воздействие всего множества молекул на стенки существенно, что и создает давление. Получается, что причина всему — движение молекул.

Тогда возникает следующий вопрос: а что такое молекулы? Ответ: молекулы состоят из атомов. И тогда уже придётся объяснять, что такое атом, что на порядок непонятнее, чем молекула…

Таким образом, чем дальше вдаваться в объяснения, тем менее понятным, менее соответствующим повседневному опыту жизни, а порой и здравому смыслу становится ответ. Поэтому философы^[4] утверждают, что как это ни парадоксально, наука в конечном итоге ничего не объясняет…

Научная методика применима только в мире материальном

Проблематичность научной методики связана также с тем, что она опирается на постулаты материализма. То есть наука заранее допускает существование только материального мира, и поэтому исследует его, как тот человек, который ищет потерянный ключ под уличным фонарем, и не потому, что он там его потерял, а потому что там светло.

По принципу «поиска под фонарём» исследования ведутся только там, где применимы привычные эмпирические и теоретические методики. Тем самым наука принципиально ограничивает возможность истинного, полного познания мира^[5].

Наука не изучает разовые явления

Наука изучает только природные явления, повторяющиеся стабильно и закономерно. Поэтому ответы на вопросы о разовых событиях, происшедших в далёком прошлом — вроде происхождения жизни, — могут носить только предположительный характер.

Вывод

Методика научного познания принципиально ограничена.

[1] Эти методики познания частично были разобраны выше, в подразделе 1.2.

[2] Важно также добавить, что научная теория не должна опираться на субъективные взгляды учёного и идеологию (так, по крайней мере, должно быть в теории).

[3] Rohrlich, Fritz. From Paradox to Reality: Our Basic Concepts of the Physical World. Cambridge University Press. 1989. P.25.

[4] Блэхер Зеев. Философия науки. С. 15. На иврите.

[5] Существование нематериальной реальности обсуждается в Части 1, Приложение 1.